【粉末冶金(jin)】粉末冶金(jin)的方法 粉末冶金(jin)有什么用途

粉末冶(ye)金是制(zhi)(zhi)取金屬(shu)或用(yong)金屬(shu)粉末(mo)(mo)(或金屬(shu)粉末(mo)(mo)與非金屬(shu)粉末(mo)(mo)的(de)(de)混(hun)合物)作(zuo)為(wei)質料，經(jing)過成(cheng)(cheng)形和燒結(jie)，制(zhi)(zhi)作(zuo)金屬(shu)資料、復合資料以及各種(zhong)類(lei)型成(cheng)(cheng)品的(de)(de)技能技能。粉末(mo)(mo)冶(ye)金法與出產陶瓷(ci)有類(lei)似(si)的(de)(de)當地，因而，一(yi)系列粉末(mo)(mo)冶(ye)金新(xin)技術(shu)也(ye)可(ke)用(yong)于陶瓷(ci)資料的(de)(de)制(zhi)(zhi)備。因為(wei)粉末(mo)(mo)冶(ye)金技術(shu)的(de)(de)長處，它已成(cheng)(cheng)為(wei)處理(li)新(xin)材(cai)料問題的(de)(de)鑰(yao)匙，在新(xin)材(cai)料的(de)(de)發展中起著舉足(zu)輕重的(de)(de)效果(guo)。

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粉末冶金具有共同的化學(xue)構成(cheng)和機(ji)械(xie)、物理功用，而這些功用是(shi)用傳統的熔鑄辦法無法取得的。運用粉末冶金技能(neng)能(neng)夠直(zhi)接制成(cheng)多(duo)孔、半細(xi)密(mi)或全細(xi)密(mi)資料(liao)和成(cheng)品，如含油(you)軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀(dao)具等(deng)，是(shi)一種少無切削技能(neng)。

粉末冶金用途

1、粉末冶(ye)金(jin)(jin)技術能(neng)夠最大極限(xian)地削減合金(jin)(jin)成分(fen)偏聚，消除粗大、不(bu)均勻(yun)的鍛造(zao)安排。在制備高(gao)功用稀(xi)(xi)土永(yong)磁資(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)、稀(xi)(xi)土儲(chu)氫(qing)資(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)、稀(xi)(xi)土發光資(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)、稀(xi)(xi)土催化(hua)劑(ji)、高(gao)溫超導資(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)、新式金(jin)(jin)屬(shu)資(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)如(ru)Al-Li合金(jin)(jin)、耐熱(re)Al合金(jin)(jin)、超合金(jin)(jin)、粉末耐蝕(shi)不(bu)銹鋼、粉末高(gao)速(su)鋼、金(jin)(jin)屬(shu)間化(hua)合物高(gao)溫構造(zao)資(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)等)具有主要的效果。

2、能(neng)夠制備非(fei)晶(jing)、微晶(jing)、準晶(jing)、納米晶(jing)和超飽滿(man)固溶體等一系列(lie)高功用非(fei)平衡資(zi)料(liao)，這些資(zi)料(liao)具有優良的電學(xue)、磁學(xue)、光學(xue)和力學(xue)功用。

3、能夠容易地完成(cheng)多種(zhong)類型的復(fu)合，充分(fen)發揮各(ge)組(zu)元資料(liao)各(ge)自的特性(xing)，是一種(zhong)低成(cheng)本(ben)出產(chan)高功用金屬基和陶瓷復(fu)合資料(liao)的技(ji)能。

4、能夠出(chu)產普通(tong)熔煉法無法出(chu)產的具(ju)(ju)有特殊構造(zao)和功用(yong)的資料和成(cheng)品，如新式多孔生物資料，多孔別離膜資料、高功用(yong)構造(zao)陶瓷磨(mo)具(ju)(ju)和功用(yong)陶瓷資料等。

5、能夠完(wan)成(cheng)近凈形成(cheng)形和(he)自動化批(pi)量出產，然后，能夠有用地降低出產的(de)資本和(he)能源消耗(hao)。

6、能夠充分利用礦石、尾礦、煉鋼(gang)污(wu)泥、軋鋼(gang)鐵鱗、回收廢舊金屬作質料，是一(yi)種可有用進行資料再生(sheng)和綜合利用的新技能。

粉末(mo)冶金的方法

（1）生產粉末。粉末的(de)生產過程包(bao)括粉末的(de)制取、粉料的(de)混合等步驟。為(wei)改善粉末的(de)成(cheng)型性(xing)和可塑(su)性(xing)通常加入機(ji)油、橡膠或石(shi)蠟等增(zeng)塑(su)劑。

（2）壓制成型。粉末(mo)在15-600MPa壓力下，壓成所需形(xing)狀。

（3）燒結(jie)。在保(bao)護氣(qi)氛的高(gao)溫爐或真空爐中進(jin)行。燒結(jie)不同(tong)于金屬熔化(hua)，燒結(jie)時(shi)至少有一種(zhong)元素仍處于固(gu)態。燒結(jie)過程中粉末顆粒間(jian)通過擴散、再結(jie)晶、熔焊、化(hua)合、溶(rong)解等(deng)一系列的物理化(hua)學過程，成為具有一定孔隙度的冶(ye)金產(chan)品。

（4）后處理。一(yi)般情況(kuang)下，燒(shao)結(jie)好(hao)的制件(jian)(jian)可(ke)直接(jie)使(shi)用(yong)。但對于(yu)某些尺寸要(yao)求精(jing)度高(gao)(gao)并且有高(gao)(gao)的硬度、耐磨性的制件(jian)(jian)還要(yao)進行燒(shao)結(jie)后處理。后處理包括(kuo)精(jing)壓、滾(gun)壓、擠(ji)壓、淬火(huo)、表面(mian)淬火(huo)、浸油、及熔滲等。

粉末的制取方法

制(zhi)取粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)是粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)冶金的(de)第(di)一步(bu)。粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)冶金材(cai)料和制(zhi)品不(bu)斷的(de)增多，其質(zhi)量(liang)不(bu)斷提高(gao)，要求(qiu)提供的(de)粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)種類(lei)愈(yu)來愈(yu)多。例如(ru)，從材(cai)質(zhi)范圍來看(kan)(kan)(kan)，不(bu)僅使(shi)用金屬粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)，也使(shi)用合(he)金粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)，金屬化合(he)物粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)等；從粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)外形來看(kan)(kan)(kan)，要求(qiu)使(shi)用各種形狀的(de)粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)，如(ru)產生過(guo)濾器時，就要求(qiu)形成粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)；從粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)粒(li)(li)度(du)來看(kan)(kan)(kan)，要求(qiu)各種粒(li)(li)度(du)的(de)粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)，粗(cu)粉(fen)末(mo)(mo)(mo)(mo)粒(li)(li)度(du)有500~1000微米超細(xi)粉末粒度小于0.5微(wei)米等等。

為了滿足對(dui)粉(fen)末(mo)的(de)各(ge)(ge)(ge)種(zhong)(zhong)要(yao)求，也(ye)就要(yao)有各(ge)(ge)(ge)種(zhong)(zhong)各(ge)(ge)(ge)樣(yang)生產粉(fen)末(mo)的(de)方(fang)法這些方(fang)法不外乎使金屬(shu)、合金或(huo)者(zhe)金屬(shu)化合物(wu)呈固態(tai)(tai)、液(ye)態(tai)(tai)或(huo)氣態(tai)(tai)轉(zhuan)變成粉(fen)末(mo)狀(zhuang)態(tai)(tai)。制(zhi)取粉(fen)末(mo)的(de)各(ge)(ge)(ge)種(zhong)(zhong)方(fang)法以及(ji)各(ge)(ge)(ge)種(zhong)(zhong)方(fang)法制(zhi)的(de)粉(fen)末(mo)。

呈固態使金屬與合金或者金屬化合物轉變成粉末的方法包括：

（1）從固態金屬與合金制取金屬與合金粉(fen)末的有機(ji)械粉(fen)碎(sui)法和電(dian)化腐蝕法：

（2）從(cong)固態金屬(shu)氧化物及鹽類(lei)制取(qu)(qu)金屬(shu)與(yu)合(he)金粉末的還原法(fa)從(cong)金屬(shu)和合(he)金粉末、金屬(shu)氧化物和非(fei)金屬(shu)粉末制取(qu)(qu)金屬(shu)化合(he)物粉末的還原-化合(he)法

呈液態使金屬與合金或者金屬化合物轉變成粉末方法包括：

（1）從液態金(jin)屬與(yu)合金(jin)制取與(yu)合金(jin)粉末(mo)的有霧化法(fa)

（2）從(cong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)鹽(yan)(yan)溶液置換(huan)(huan)和還原制(zhi)取(qu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)合金(jin)以及包覆粉末(mo)(mo)的有置換(huan)(huan)法(fa)(fa)、溶液氫(qing)還原法(fa)(fa)；從(cong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)熔鹽(yan)(yan)中沉淀(dian)制(zhi)取(qu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)粉末(mo)(mo)的有熔鹽(yan)(yan)陳(chen)定(ding)法(fa)(fa)；從(cong)輔(fu)助(zhu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)浴中析出制(zhi)取(qu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)化合物粉末(mo)(mo)的有金(jin)屬(shu)(shu)(shu)浴法(fa)(fa)。

（3）從金(jin)(jin)(jin)屬鹽溶液(ye)電(dian)解(jie)制(zhi)取金(jin)(jin)(jin)屬與合金(jin)(jin)(jin)粉末的有水溶液(ye)電(dian)解(jie)法；從金(jin)(jin)(jin)屬熔鹽電(dian)解(jie)制(zhi)取金(jin)(jin)(jin)屬和金(jin)(jin)(jin)屬化合物粉末的有熔鹽電(dian)解(jie)法。

呈氣態使金屬或者金屬化合物轉變成粉末的方法：

（1）從金屬(shu)蒸(zheng)汽(qi)冷凝制(zhi)取金屬(shu)粉末的有蒸(zheng)汽(qi)冷凝法；

（2）從氣(qi)態金屬碳基物(wu)離解(jie)制取金屬、合金以及包覆粉末(mo)的有碳基物(wu)熱(re)離解(jie)法

（3）從氣態金屬(shu)鹵(lu)化(hua)物(wu)氣相(xiang)還原(yuan)制(zhi)取(qu)(qu)金屬(shu)、合金粉末以及金屬(shu)、合金涂(tu)層(ceng)的有氣相(xiang)氫還原(yuan)法(fa)；從氣態金屬(shu)鹵(lu)化(hua)物(wu)沉積制(zhi)取(qu)(qu)金屬(shu)化(hua)合物(wu)粉末以及涂(tu)層(ceng)的有化(hua)學氣相(xiang)沉積法(fa)。

但是(shi)，從(cong)過程的(de)(de)實質來看(kan)，現有(you)制粉方(fang)法(fa)大(da)體上可歸(gui)納(na)為兩大(da)類，即機(ji)械(xie)法(fa)和物(wu)(wu)理化(hua)學法(fa)。機(ji)械(xie)法(fa)是(shi)將原材料機(ji)械(xie)的(de)(de)粉碎，而化(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)基本上不發生(sheng)變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)工(gong)(gong)藝過程；物(wu)(wu)理化(hua)學法(fa)是(shi)借助化(hua)學的(de)(de)或物(wu)(wu)理的(de)(de)作用，改變(bian)(bian)原料的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)或聚集狀態而獲得粉末的(de)(de)工(gong)(gong)藝過程，粉末的(de)(de)生(sheng)產(chan)方(fang)法(fa)很多從(cong)工(gong)(gong)業(ye)規模而言，應用最(zui)廣泛(fan)的(de)(de)漢斯(si)還原法(fa)、霧化(hua)法(fa)和電解法(fa)有(you)些方(fang)法(fa)如氣相沉積法(fa)和液相沉積法(fa)在特(te)殊應用時亦很重(zhong)要。

粉末冶金工藝的基本工序是：

1、原(yuan)料粉(fen)末(mo)的制備。現有的制粉(fen)方法(fa)(fa)(fa)大體可(ke)分(fen)(fen)為(wei)兩類：機械(xie)(xie)法(fa)(fa)(fa)和物理化(hua)(hua)學法(fa)(fa)(fa)。而機械(xie)(xie)法(fa)(fa)(fa)可(ke)分(fen)(fen)為(wei)：機械(xie)(xie)粉(fen)碎及(ji)霧化(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)；物理化(hua)(hua)學法(fa)(fa)(fa)又分(fen)(fen)為(wei)：電化(hua)(hua)腐蝕法(fa)(fa)(fa)、還(huan)(huan)原(yuan)法(fa)(fa)(fa)、化(hua)(hua)合法(fa)(fa)(fa)、還(huan)(huan)原(yuan)-化合法(fa)(fa)、氣(qi)相沉積(ji)法(fa)(fa)、液相沉積(ji)法(fa)(fa)以及電(dian)解法(fa)(fa)。其中應用最為廣泛的是(shi)還原法(fa)(fa)、霧化法(fa)(fa)和電(dian)解法(fa)(fa)。

2、粉(fen)末成(cheng)(cheng)(cheng)型為(wei)所(suo)需形狀的(de)(de)(de)坯塊(kuai)。成(cheng)(cheng)(cheng)型的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是制(zhi)得(de)一定形狀和尺寸的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)坯，并(bing)使其具有一定的(de)(de)(de)密度和強度。成(cheng)(cheng)(cheng)型的(de)(de)(de)方法基本上分為(wei)加壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型和無壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型。加壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型中應用最(zui)多的(de)(de)(de)是模壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型。此外還(huan)可使用3D打印(yin)技術進行胚塊的制(zhi)作。

3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。對于單元系和多元系的固相燒結，燒結溫度比所用的金屬及合金的熔點低；對于多元系的液相燒結，燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低，而高于易熔成分的熔點。除普通燒結外，還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。

4、產(chan)品的(de)后序處(chu)理(li)。燒(shao)結(jie)后的(de)處(chu)理(li)，可以根據產(chan)品要求的(de)不(bu)同，采取多種方式。如(ru)精整(zheng)、浸油、機加工、熱處(chu)理(li)及電鍍。此外，近年(nian)來(lai)一些新工藝如(ru)軋制、鍛造也(ye)應用于粉末冶金材料燒(shao)結(jie)后的(de)加工，取得較理(li)想的(de)效果(guo)。

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