粉末冶金既可以制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料,又可以制造各种精密的机械零件,粉末冶金成形的特点不仅省料还省工。
粉末冶金成形涉及粉末的物理性能,比如有颗粒形状,粒度、粒度分布以及比表面积。常见的有球状、粒状、片状和针状等。而单个粉末颗粒的线性尺寸则是它的粒度,按粒度不同,分为若干级,每一级粉末按照质量、数量或者体积所占的百分比就是它的粒度分布。单位质量粉末的总表面积即为它的比表面积。当粉末被压缩成一定形状并在后续加工中保持这种形状的能力,在一定压力下获得的压坯强度越高,则粉末冶金成形性就越好。
粉末冶金成形的特点不止于此,其粉末的流动能力,采用球形或者接近球形的颗粒及较宽的粒度分布,有利于提高粉末的流动性。
粉末冶金的发展史已经有很长时间了,随着粉末冶金技术的发展,金属粉末作为原料,已经扩大到难熔金属化合物粉、陶瓷粉和包复粉等。使用粉末冶金烧结的成品,可不须进一步的加工就能使用,也可根据需要进行各种烧结制品的后处理。现代工艺的粉末冶金在发展中具有三个方面的重要标志。
1.克服了难熔金属熔炼过程中产生的困难,使粉末冶金技术在国内工业方面得到了应用,而加工硬质合金的被誉为切削加工中的工业革命。
2.现阶段使用粉末冶金方法制取多孔含油轴承取得成功,并发展到生产铁基机械零件,在工业上应用的粉末冶金机械零件是油泵齿轮。
3.更高性能的新材料、新工艺发展具有划时代意义的新材料相继问世,是的粉末冶金作为现代冶金的先进技术发挥了越来越大的作用。
对于材料加工而言,粉末冶金是制造机械零件的一种无切削的新工艺,可以大量减少切削加工量而节省机床,节约金属材料。粉末冶金无论是在国民经济中的地位还是科学技术领域中的作用都越来越重要。
由于粉末冶金方法能压制成较终尺寸的压坯,而不需要或很少需要后续的机械加工,所以能大大的节约金属用量,降低生产成本。用粉末冶金方法制造产品时,金属的损耗只有1-5%,而用一般熔铸方法生产时,金属的损耗可能会达到80%。
优选粉末冶金的基本原则
1、自润滑性零件:含油轴承类零件,件小量大。
2、同一品种大批量的各种机构件:形态复杂,不加工和少加工。
粉末冶金用途:
1、粉末冶金主要是适用于汽车行业、装备制造业、金属行业、航空**、军事工业、仪器仪表、五金工具、电子家电等领域的零配件生产和研究,相关原料、辅料生产,各类粉末制备设备、烧结设备制造。
2、**企业中,重型的武器装备如穿甲弹,鱼雷等,飞机坦克等刹车副均需采用粉末冶金技术生产。
3、可以实现近净形成和自动化批量生产,从而,可以有效地降低生产的资源和能源消耗。
4、可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料,是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。
粉末冶金工艺基本流程
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。加压成型中应用较多的是模压成型。
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较终物理机械性能。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。