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粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。广义的粉末冶金制品业涵括了铁石刀具、硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品,包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。


工艺特点


1、 制品的致密度可控,如多孔材料、好密度材料等;

2、 晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析;

3、 近型成形,原材料利用率>95%;

4、 少无切削,切削加工仅40~50%;

5、 材料组元可控,利于制备复合材料;

6 、制备难溶金属、陶瓷材料与核材料。


工艺基本流程


1、制粉

制粉是将原料制成粉末的过程,常用的制粉方法有氧化物还原法和机械法。


2、混料

混料是将各种所需的粉末按一定的比例混合,并使其均匀化制成坯粉的过程。分干式、半干式和湿式三种,分别用于不同要求。

3、成形

成形是将混合均匀的混料,装入压模重压制成具有一定形状、尺寸和密度的型坯的过程。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。

4、烧结

烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。除普通烧结外,还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。


5、后处理

烧结后的处理,可以根据产品要求的不同,采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外,近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工,取得较理想的效果。


主要应用


粉末冶金产品的应用范围十分广泛,从普通机械制造到精密仪器;从五金工具到大型机械;从电子工业到电机制造;从民用工业到军事工业;从一般技术到尖端高技术,均能见到粉末冶金工艺的身影.


>>>>典型应用-汽车行业


汽车上大量应用了粉末冶金零部件


1.发动机部件


为了提高燃油经济性与控制排放,汽车发动机的工作条件变得更加严酷。使用粉末冶金的阀座、阀导向、VCT和链轮等,能够具备高强度、高耐磨损性和优良的耐热性。

进、排气门座


齿轮


2.变速器部件


将近终成形的同步器齿环与双重摩擦材料和高强度材料相结合,制作了世界上第一个离合器毂。此外,通过高温烧结的方法,制造了高强度的零部件,如手柄式换挡齿轮和换挡拨叉。


汽车中粉末冶金变速器部件主要有:同步器轮毂、同步器环、泊车部件、列移位部件和控制杆等

同步器锥环


3、减振器部件


汽车、摩托车的减振器中,活塞杆及活塞导向阀等都是重要的零部件。考虑到减振器的稳定阻尼力,使用粉末冶金零件,具有高精密薄板表面,能够减少摩擦,保障操纵的稳定性,提高乘坐舒适性。

减震器零件


>>>> 典型应用-航空航天工业


航空工业中所使用的粉末冶金材料,一类为特殊功能材料,如摩擦材料、减磨材料、密封材料、过滤材料等等,主要用于飞机和发动机的辅机、仪表和机载设备。另一类为高温高强结构材料,主要用于飞机发动机主机上的重要结构件。

航空刹车副-BY2-1587

航空过滤器


航空发动机用高压涡轮粉末盘(航空报图片)


>>>> 典型应用-家用电器


有些家用电器材料和零件只能用粉末冶金方法来制造,如冰箱压缩机洗衣机、电风扇等中的多孔自润滑轴承;有些家用电器材料和零件用粉末冶金方法来制造质量更好、价格更低,如家用空调排风扇和吸尘器中的复杂形状齿轮和磁体等。


家用电器粉末冶金零件


>>>>

典型应用-消费电子




>>>> 典型应用-电动工具


电动、电气工具零件

来源:新材料在线

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