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粉末冶金工藝的基本工序

2022-10-28 09:32:22

粉末冶金工藝的基本工序

1、原料粉末的制備?,F(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類:機(jī)械法和物理化學(xué)法。而機(jī)械法可分為:機(jī)械粉碎及霧化法;物理化學(xué)法又分為:電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應(yīng)用Z為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。


2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯,并使其具有一定的密度和強(qiáng)度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應(yīng)用Z多的是模壓成型。此外還可使用3D打印技術(shù)進(jìn)行胚塊的制作。


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


4、產(chǎn)品的后序處理。燒結(jié)后的處理,可以根據(jù)產(chǎn)品要求的不同,采取多種方式。如精整、浸油、機(jī)加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工,取得較理想的效果。


粉末冶金


粉末性能(property of powder)

粉末所有性能的總稱。它包括:粉末的幾何性能(粒度、比表面、孔徑和形狀等);粉末的化學(xué)性能(化學(xué)成分、純度、氧含量和酸不溶物等);粉體的力學(xué)特性(松裝密度、流動性、成形性、壓縮性、堆積角和剪切角等);粉末的物理性能和表面特性(真密度、光澤、吸波性、表面活性、ze%26mdash;ta(%26ccedil;)電位和磁性等)。粉末性能往往在很大程度上決定了粉末冶金產(chǎn)品的性能。


幾何性能Z基本的是粉末的粒度和形狀。

(1)粒度。它影響粉末的加工成形、燒結(jié)時(shí)收縮和產(chǎn)品的Z終性能。某些粉末冶金制品的性能幾乎和粒度直接相關(guān),例如,過濾材料的過濾精度在經(jīng)驗(yàn)上可由原始粉末顆粒的平均粒度除以10求得;硬質(zhì)合金產(chǎn)品的性能與wc相的晶粒有很大關(guān)系,要得到較細(xì)晶粒度的硬質(zhì)合金,惟有采用較細(xì)粒度的wc原料才有可能。生產(chǎn)實(shí)踐中使用的粉末,其粒度范圍從幾百個(gè)納米到幾百個(gè)微米。粒度越小,活性越大,表面就越容易氧化和吸水。當(dāng)小到幾百個(gè)納米時(shí),粉末的儲存和輸運(yùn)很不容易,而且當(dāng)小到一定程度時(shí)量子效應(yīng)開始起作用,其物理性能會發(fā)生巨大變化,如鐵磁性粉會變成超順磁性粉,熔點(diǎn)也隨著粒度減小而降低。


(2)粉末的顆粒形狀。它取決于制粉方法,如電解法制得的粉末,顆粒呈樹枝狀;還原法制得的鐵粉顆粒呈海綿片狀;氣體霧化法制得的基本上是球狀粉。此外,有些粉末呈卵狀、盤狀、針狀、洋蔥頭狀等。粉末顆粒的形狀會影響到粉末的流動性和松裝密度,由于顆粒間機(jī)械嚙合,不規(guī)則粉的壓坯強(qiáng)度也大,特別是樹枝狀粉其壓制坯強(qiáng)度Z大。但對于多孔材料,采用球狀粉Z好。


力學(xué)特性粉末的力學(xué)性能即粉末的工藝性能,它是粉末冶金成形工藝中的重要工藝參數(shù)。粉末的松裝密度是壓制時(shí)用容積法稱量的依據(jù);粉末的流動性決定著粉末對壓模的充填速度和壓機(jī)的生產(chǎn)能力;粉末的壓縮性決定壓制過程的難易和施加壓力的高低;而粉末的成形性則決定坯的強(qiáng)度。

化學(xué)性能主要取決于原材料的化學(xué)純度及制粉方法。較高的氧含量會降低壓制性能、壓坯強(qiáng)度和燒結(jié)制品的力學(xué)性能,因此粉末冶金大部分技術(shù)條件中對此都有一定規(guī)定。例如,粉末的允許氧含量為0.2%~1.5%,這相當(dāng)于氧化物含量為1%~10%。


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