粉末冶金(Powder Metallurgy,PM)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、复合以及各种类型制品的工艺技术,它能实现工件的少切削、无切削加工,是一种高效、优良、精密、少污染、低耗节能制造零件的先进制造技术,在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用。目前常用粉末冶金高性能材料有硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷等。粉末冶金是一种通过将金属或非金属粉末在高温下压制和烧结的工艺,用于制造强度高、高精度的零部件。佛山铝合金粉末冶金材料
粉末特点(形状、成分组成、晶体结构),粉末颗粒结晶构造和表面状态 (1)金属及多数非金属颗粒都是结晶体。 (2)制粉工艺对粉末颗粒的结晶构造起着主要作用。一般说来,粉末颗粒具有多晶结构,而晶粒的大小取决于工艺特点和条件,对于极细粉末可能出现单晶颗粒。粉末颗粒实际构造的复杂性还表现为晶体的严重不完整性,即存在许多结晶缺陷,如空隙、畸变、夹杂等。因此粉末总是贮存有较高的晶格畸变能,具有较高的活性。(3)粉末颗粒的表面状态十分复杂。一般粉末颗粒愈细,外表面愈发达;同时粉末颗粒的缺陷多,内表面也就相当大。粉末发达的表面贮藏着相当高的表面能,因而超细粉末容易自发地聚集成二次颗粒,并且在空气中极易氧化和自燃。佛山机械粉末冶金应用领域粉末冶金是一种金属加工方法,通过将金属粉末与添加剂混合并压制成型,再进行高温烧结成型的工艺。
粉末冶金的优点和缺点,优点:能制备较复杂的材料;经济;能制取高纯度的材料;能保证材料成分配比的正确性和均匀性;生产高效。缺点:粉末昂贵;压机要求高;模具昂贵。在不同状态下制备粉末的方法:在固态下制备粉末的方法,(1)从固态金属与合金中制取金属与合金粉末的方法有机械粉碎法和电化学腐蚀法。(2)从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的有还原法。(3)从金属和非金属粉末、金属氧化物和非金属粉末制取金属化合物粉末的有还原-化合法。
粉末性能(物理、化学和工艺) ;在粉末的实践应用中通常按化学成分、物理性能和工艺性能来进行划分和测定粉末的性能。(1)化学成分主要是指粉末中金属的含量和杂质含量。(2)物理性能包括颗粒形状与结构、粒度与粒度组成、比表面积、颗粒密度、显微硬度,以及光学、电学、磁学和热学等诸性质。实际上,粉末的熔点、蒸汽压、比热容与同成分的致密材料差别很小。(3)工艺性能包括松装密度、振实密度、流动性、压缩性和成形性。机械合金化的特性,突然升温,由于不同元素粉末在机械合金化时,具有很高的生成热,故在球磨过程中会有一个突然的升温。局部熔化,机械合金化时,由于有放热的化学反应,温度很高,会出现粉末的局部熔化现象。非晶化,机械合金化时,在合适的条件下,有可能发生非晶化。由于机械合金化降低了非晶形成能,促进无序相向非晶转化,又因球磨时反复机械变形产生大量缺陷,从而诱导非晶形成。粉末冶金的不断发展和完善将进一步推动粉末冶金技术的应用和发展,促进制造业的转型升级。
松装密度定义:单位体积的松装粉末质量(g/m³)成形性和压缩性定义与关系; 压缩性也可以是压缩性和成形性的总称。压缩性:粉末在规定压制条件下的压制过程中被压紧的能力。表示方法是:一定压制条件下粉末压坯的密度:在规定的模具和润滑条件下加以测定,用在一定的单位压制压力(500MPa)下粉末所达到的压坯密度表示。意义:压坯密度对较终烧结密度有重要影响,进而影响烧结体性能。成形性是指还原铁粉压制后粉末压坯保持形状的能力;用压坯强度表示。意义:压坯加工能力,加工形状复杂零件的可能性。影响因素:颗粒之间的啮合与间隙:不规则颗粒,颗粒间连接力强,成形性好;颗粒越小,成型性越好。影响压缩性和成形性的主要因素有颗粒的塑性和颗粒形状。粉末冶金制造的零件具有优异的机械性能,如强度高、高硬度和耐磨性。湖北自动化粉末冶金优缺点
粉末冶金技术可将金属粉末与合金粉末、添加剂混合后一次成型,减少原材料浪费,提高资源利用率。佛山铝合金粉末冶金材料
淬火热处理工艺,粉末冶金材料由于孔隙的存在,在传热速度方面要低于致密材料,因此在淬火时,淬透性相对较差。另外淬火时,粉末材料的烧结密度和材料的导热性是成正比关系的;粉末冶金材料因为烧结工艺与致密材料的差异,内部组织均匀性要优于致密材料,但存在较小的微观区域的不均匀性,所以,完全奥氏体化时间比相应锻件长50%,在添加合金元素时,完全奥氏体化温度会更高、时间会更长。在粉末冶金材料的热处理中,为了提高淬透性,通常加入一些合金元素如:镍、钼、锰、铬、钒等,它们的作用跟在致密材料中的作用机理相同,可明显细化晶粒,当其溶于奥氏体后会增加过冷奥氏体的稳定性,保证淬火时的奥氏体转变,使淬火后材料的表面硬度增加,淬硬深度也增加。另外,粉末冶金材料淬火后都要进行回火处理,回火处理的温度控制对粉末冶金材料的的性能影响较大,因此要根据不同材料的特性确定回火温度,降低回火脆性的影响,一般的材料可在175-250℃下空气或油中回火0.5-1.0h。佛山铝合金粉末冶金材料