粉末冶金工藝:制取金屬材料與制品的先進技術
wujiai
粉末冶金法是生產(chǎn)金屬或以金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)為原料,經(jīng)成型、燒結等工藝,制造金屬材料、復合材料及各類制品的工藝技術。
廣義的粉末冶金制品行業(yè)包括鐵和石材切削刀具、硬質合金、磁性材料及粉末冶金制品等;狹義的粉末冶金制品行業(yè)僅指粉末冶金制品,包括粉末冶金零件(占絕大多數(shù))、含油軸承和金屬注射成型制品等。
工藝特點
1、制品密度可控,如多孔材料、高密度材料等;
2、晶粒細小、組織均勻、無成分偏析;
3.近成型,原材料利用率>95%;
4.少切削或無切削,切削加工僅為40~50%;
5.材料組分可控,有利于復合材料的制備;
6.難熔金屬、陶瓷材料、核材料的制備。
基本流程
1. 面粉制作
制粉是將原料變成粉末的過程,常用的制粉方法有氧化物還原法、機械法等。
2. 混合
混合是將各種所需粉末按一定的比例混合均勻,制成空白粉末的過程。混合有干法、半干法和濕法三種,用于不同的要求。
3. 成型
成型是將混合均勻的混合料放入模具中,壓制成具有一定形狀、尺寸和密度的型坯的工藝過程。成型方法基本分為壓力成型和非壓力成型。壓力成型中最常用的是壓縮成型。
4. 燒結
燒結是粉末冶金中的關鍵工序,將成型后的坯料燒結,以獲得所需的最終物理力學性能。燒結分為單元體系燒結和多組分體系燒結。除普通燒結外,還有松散燒結、熔體浸潤、熱壓等特殊燒結工藝。
5. 后期處理
燒結后處理根據(jù)產(chǎn)品要求的不同可采用多種方式,如精加工、浸油、機加工、熱處理、電鍍等。另外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造等也被運用到粉末冶金材料的燒結后處理中,取得了相對理想的效果。
主要應用
粉末冶金制品的應用范圍非常廣泛,從一般機械制造到精密儀器;從五金工具到大型機械;從電子工業(yè)到電機制造;從民用工業(yè)到軍工工業(yè);從一般技術到尖端高技術,隨處可見粉末冶金技術的蹤影。
>>>典型應用-汽車行業(yè)
粉末冶金零件在汽車上有著廣泛的應用。
例如 -
1. 發(fā)動機部件
為了提高燃油經(jīng)濟性、控制排放,汽車發(fā)動機的工作條件更加惡劣,采用粉末冶金制成的氣門座圈、氣門導管、VCT、鏈輪等部件可具有高強度、高耐磨性以及優(yōu)異的耐熱性。
齒輪
2.傳動部件
世界上第一個離合器轂采用接近成品的同步器環(huán)與雙摩擦和高強度材料相結合的方式制造而成,此外,杠桿式換擋齒輪和換擋撥叉等高強度部件也采用高溫燒結的方式制造。
汽車中粉末冶金傳動零件主要有:同步器轂、同步器環(huán)、駐車零件、列車換擋零件及控制桿等。
同步器錐環(huán)
3. 減震器零件
在汽車、摩托車的減震器中,活塞桿、活塞導閥是重要零件,考慮到減震器穩(wěn)定的阻尼力,多采用粉末冶金零件,配合高精度的薄板面,以減少摩擦,保證運轉的穩(wěn)定性,提高乘坐舒適度。
減震器零件
>>>典型應用-航空航天工業(yè)
航空工業(yè)用粉末冶金材料一類是特種功能材料,如摩擦材料、減摩材料、密封材料、過濾材料等,主要用于飛機、發(fā)動機的輔機、儀器儀表和機載設備等;另一類是高溫高強度結構材料,主要用于航空發(fā)動機主機上的重要結構件。
航空剎車副-BY2-1587
航空過濾器
航空發(fā)動機高壓渦輪粉盤
>>>>典型應用-家用電器
有些家電材料、零件只能用粉末冶金方法制造,如冰箱壓縮機、洗衣機、電風扇等中的多孔自潤滑軸承;有些家電材料、零件用粉末冶金方法制造質量更優(yōu)良、價格更低粉末冶金價格,如家用空調排風扇、吸塵器中形狀復雜的齒輪、磁體等。
家電粉末冶金零件
>>>典型應用-消費電子
>>>典型應用-電動工具
電動及電動工具零件
結尾
上海國際粉末冶金
先進陶瓷展覽會
【組委會負責人】高主任
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