粉末冶金学习教案

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1、会计学1粉末冶金粉末冶金(fn m y jn)第一页，共42页。 粉末冶金粉末冶金粉末冶金粉末冶金(fn m y (fn m y (fn m y (fn m y jn)jn)jn)jn)成型成型成型成型 1111概概概概述述述述一、粉末冶金成型一、粉末冶金成型(chngxng)工艺工艺 是一门(y mn)研究制造各种金属材料粉末和以粉末为原料通过成型、烧结和必要的后续处理制取金属材料和制品的科学技术。第1页/共41页第二页，共42页。产品产品(chnpn)(chnpn)第2页/共41页第三页，共42页。第3页/共41页第四页，共42页。第4页/共41页第五页，共42页。集束集束集束集束(j s

2、h)(j sh)箭箭箭箭弹小箭弹小箭弹小箭弹小箭钨基合金箭头钨基合金箭头钨基合金箭头钨基合金箭头 (jintu)(jintu)铁基合金尾翼铁基合金尾翼铁基合金尾翼铁基合金尾翼 (wi y)(wi y)第5页/共41页第六页，共42页。第6页/共41页第七页，共42页。第7页/共41页第八页，共42页。第8页/共41页第九页，共42页。第9页/共41页第十页，共42页。第10页/共41页第十一页，共42页。二二二二 特特特特点点点点1.具有优异的组织结构和性能2. 表 现 出 显 著 的 技 术(jsh)经济效益；3.能生产许多用其它方法所不能生产的材料和制品（如：许多难熔材料）； 1 1 概概

3、 述述粉粉末末冶冶金金(fn m y jn)成成型型第11页/共41页第十二页，共42页。n n4. 是制造各种机器零件重要而又经济的成型技 术；（能够获得具有最终尺寸(ch cun)和形状的零件，实现了少无切削加工）n n5.普通粉末冶金制品的强度比相应锻件或铸件要低（2030）%；（制品内部有孔隙）二二二二 特特特特点点点点第12页/共41页第十三页，共42页。二二 特特特特点点点点6.6.成成型型过过程程中中粉粉末末的的流流动动性性不不如如液液态态金金属属（对对产产品品的的结构形状有限制）结构形状有限制）7.7.制制品品一一般般10kg10kg（因因为为成成型应力高）型应力高）8.8.压

4、压模模成成本本(chngbn)(chngbn)高高，粉末成本粉末成本(chngbn)(chngbn)高。高。9.9.只是用于成批或大量生产只是用于成批或大量生产 1 1 概概 述述粉粉末末冶冶金金(fn m y jn)成成型型第13页/共41页第十四页，共42页。三、工艺三、工艺三、工艺三、工艺(gngy)(gngy)(gngy)(gngy)过程过程过程过程1 1原料粉末制备；原料粉末制备；2 2粉末物料在专用压模中加压成型，得到粉末物料在专用压模中加压成型，得到一定形状和尺寸的压坯；一定形状和尺寸的压坯； 3 3烧烧结结 压压坯坯在在低低于于基基体体金金属属熔熔点点的的温温度度下下加加热热，

5、使制品获得最终使制品获得最终(zuzhn)(zuzhn)的物理机械性能。的物理机械性能。4.4.后处理后处理 1 1 概概 述述粉粉末末冶冶金金(fn m y jn)成成型型第14页/共41页第十五页，共42页。粉末冶金粉末冶金(fnmyjn)(fnmyjn)工艺图工艺图第15页/共41页第十六页，共42页。四、制品四、制品四、制品四、制品(zhpn)(zhpn)(zhpn)(zhpn)种种种种类类类类1 1难熔金属及其合金（钨、钛等）难熔金属及其合金（钨、钛等）2 2组组元元彼彼此此不不熔熔合合、熔熔点点(rngdin)(rngdin)十十分分悬悬殊殊的的烧烧结合金结合金( (电触头电触头)

6、 )3 3难熔金属及其碳化物的粉末制品（硬质合金）难熔金属及其碳化物的粉末制品（硬质合金）4 4金属与陶瓷材料的粉末制品（金属陶瓷）金属与陶瓷材料的粉末制品（金属陶瓷）5 5含油轴承和摩擦零件以及其它孔性制品含油轴承和摩擦零件以及其它孔性制品6.6.机械零件。机械零件。 1 1 概概 述述粉粉末末冶冶金金(fn m y jn)成成型型第16页/共41页第十七页，共42页。五、应用五、应用五、应用五、应用(yngyng)(yngyng)(yngyng)(yngyng)n n板板板板、带带带带、棒棒棒棒、管管管管、丝丝丝丝等等等等各各各各种种种种型型型型材材材材(xn(xn(xn(xnci)ci)

7、ci)ci)n n齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件n n重量仅百分之几克的小制品重量仅百分之几克的小制品重量仅百分之几克的小制品重量仅百分之几克的小制品n n近两吨重大型坯料（用热等静压法）近两吨重大型坯料（用热等静压法）近两吨重大型坯料（用热等静压法）近两吨重大型坯料（用热等静压法） 1 1 概概 述述成批或成批或大量大量(dling)生产生产粉粉末末冶冶金金成成型型第17页/共41页第十八页，共42页。2222粉末冶金粉末冶金粉末冶金粉末冶金(fnmy(fnmy(fnmy(fnmyjn)

8、jn)jn)jn)成型工艺简介成型工艺简介成型工艺简介成型工艺简介粉末冶金粉末冶金(fn m y (fn m y jn)jn)成型成型烧结(shoji)后的处理压制成型烧 结粉末冶金成品粉料制备粉粉末末冶冶金金成成型型第18页/共41页第十九页，共42页。一粉料制备一粉料制备一粉料制备一粉料制备(zhbi)(zhbi)(zhbi)(zhbi)（粉末冶金原料）（粉末冶金原料）（粉末冶金原料）（粉末冶金原料）2 粉末冶金成型粉末冶金成型(chngxng)工艺简介工艺简介 粉末冶金(fn m y jn)原材料（粉末） 制取方法选择：制取方法选择： 取决于该材料的特殊性能及制取方法的成本 种类种类纯金

9、属非金属化合物粉粉末末冶冶金金成成型型纯金属合金化合物复合金属粉末 第19页/共41页第二十页，共42页。 分类分类分类分类(fn(fn(fn(fnli)li)li)li)机械机械(jxi)(jxi)法法2 粉末冶金成型粉末冶金成型(chngxng)工艺简介工艺简介1、粉末的制造方法、粉末的制造方法 将原材料机械将原材料机械地粉碎而化学成分地粉碎而化学成分基本上不发生变化基本上不发生变化 借助化学的或借助化学的或物理的作用，改变物理的作用，改变原材料的化学成分原材料的化学成分或聚集状态或聚集状态。物理化学法物理化学法粉粉末末冶冶金金成成型型第20页/共41页第二十一页，共42页。1 1 1 1

10、、粉末、粉末、粉末、粉末(fnm)(fnm)(fnm)(fnm)的制造方法的制造方法的制造方法的制造方法（1 1）雾化）雾化(whu)(whu)法法高压气体，在气流高压气体，在气流 的机械力和的机械力和急冷作用下，液态金属被雾化急冷作用下，液态金属被雾化(w(whu)hu)，冷凝成细小粒状的金属粉末，冷凝成细小粒状的金属粉末的一种方法。的一种方法。第21页/共41页第二十二页，共42页。（1 1 1 1）雾化）雾化）雾化）雾化(whu)(whu)(whu)(whu)法法法法特点：特点：生生产产效效率率高高，成成本本低低，易易于于(yy)制制造造高高纯纯度粉末；度粉末；合合金金粉粉末末易易产产生

11、生成成分分偏偏析析以以及及难难以以制制得得小小于于300目的细粉。目的细粉。应用应用(yngyng) 制制造造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青青铜铜、黄铜等低熔点金属与合金粉末；黄铜等低熔点金属与合金粉末；18-8不不锈锈钢钢、低低合合金金钢钢、镍镍合合金金等等粉粉末。末。粉粉末末冶冶金金成成型型第22页/共41页第二十三页，共42页。(2)(2)(2)(2)机械机械机械机械(jxi)(jxi)(jxi)(jxi)粉碎法粉碎法粉碎法粉碎法 是是靠靠压压碎碎、击击碎碎和和磨磨削削(m(mxio)xio)等等作用，将块状金属或合金机械地粉碎成粉末。作用，将块状金属或合金机械地粉碎成粉末。第23页

12、/共41页第二十四页，共42页。(2)(2)(2)(2)机械机械机械机械(jxi)(jxi)(jxi)(jxi)粉碎法粉碎法粉碎法粉碎法特点：特点：既是一种独立制粉方法，既是一种独立制粉方法，又又常常作作为为某某些些制制粉粉方方法法不不可可缺缺少少(qusho)的补充工序。的补充工序。应用应用 比比较较(bjio)适适用用于于脆脆性性材材料料（虽虽然然所所有有的的金金属属和和合合金金都都可可以以被被机机械械地地粉粉碎）碎）粉粉末末冶冶金金成成型型第24页/共41页第二十五页，共42页。（4 4 4 4）还原法（常用化学）还原法（常用化学）还原法（常用化学）还原法（常用化学(huxu)(huxu

13、)(huxu)(huxu)方法）方法）方法）方法） 从固态金属氧化物或金属化合物中还原制取金属粉末，是最常用(chn yn)的生产方法之一。特点特点(tdin)：该法简单，费用低该法简单，费用低应用应用 目前铁粉大部分 由还原法生产。粉粉末末冶冶金金成成型型（3）蒸汽冷凝法）蒸汽冷凝法 即将金属蒸汽冷凝而制取金属粉末第25页/共41页第二十六页，共42页。（4 4 4 4）电解法）电解法）电解法）电解法 从金属(jnsh)盐水溶 液 中 电 解 沉 积 金 属(jnsh)粉末。特点：特点：电解末高纯度，高密度，高压缩性；电解末高纯度，高密度，高压缩性；生生产产率率低低，成成本本(chngbn)

14、高高(高高于于还还原法和雾化法）。原法和雾化法）。应用应用 纯铜粉大多用该法制造纯铜粉大多用该法制造(zhzo)。电解铁粉仅在特殊性能要求时才用。电解铁粉仅在特殊性能要求时才用。 *说明说明 金属粉末的各种性能均与制粉方法密切相关。金属粉末的各种性能均与制粉方法密切相关。 粉粉末末冶冶金金成成型型第26页/共41页第二十七页，共42页。2 2 2 2粉末粉末粉末粉末(fnm)(fnm)(fnm)(fnm)性能性能性能性能1 1） 几几 何何 尺尺 寸寸(chcun)(chcun)2 2）物理性能）物理性能3 3）机械性能）机械性能4 4）化学性能）化学性能5 5）特殊性能）特殊性能2 粉末冶金

15、成型粉末冶金成型(chngxng)工艺简介工艺简介 颗粒形状 粒度 粒度分布及比表面颗粒密度颗粒内空隙显微镜组织硬度加工硬化性塑性变形能表面状态表面张力等松装密度振实密度流动性压制性成型性纯度氢中失重等电磁性能摩擦特性导热性耐热性抗氧化性耐腐蚀性等粉粉末末冶冶金金成成型型第27页/共41页第二十八页，共42页。3 3 3 3粉末粉末粉末粉末(fnm)(fnm)(fnm)(fnm)的预处理的预处理的预处理的预处理与混合与混合与混合与混合（1 1 1 1）粉末）粉末）粉末）粉末(fnm)(fnm)(fnm)(fnm)的预处理的预处理的预处理的预处理2 粉末冶金粉末冶金(fn m y jn)成型工艺

16、简介成型工艺简介（2 2）粉末混合）粉末混合）粉末混合）粉末混合目目 的的使性能不同的组元形成均匀的混合物，以利于压制和烧结时状态均匀一致。 混合混合混合混合两种以上化学组元相混合（相同化学组成的粉末的混合叫做合并。）粉粉末末冶冶金金成成型型第28页/共41页第二十九页，共42页。 为什么预处理？a即使(jsh)在同一条件下制造的同一粉末，其纯度和粒度分 布也是有差别的；b原料粉末在运输和储存中会产生大量锈块或凝结成块状，要筛出这些块状物；c对颗粒度分布有要求时，需将粉末过筛按所要求的粒度分布进行混合。说说 明明 混混合合好好的的粉粉末末常常需需要要过过筛筛，除除去去(ch q)较较大大的的夹

17、杂和润滑剂的块状凝聚物；夹杂和润滑剂的块状凝聚物；混好的粉末尽可能及时使用。混好的粉末尽可能及时使用。第29页/共41页第三十页，共42页。二粉末二粉末(fnm)(fnm)成型成型 粉末成型方法：粉末成型方法：粉末成型方法：粉末成型方法： 普通模压普通模压普通模压普通模压(my)(my)(my)(my)法法法法 特殊成型方法特殊成型方法特殊成型方法特殊成型方法2 粉末冶金粉末冶金(fn m y jn)成型工艺简介成型工艺简介 压坯 将处理过的粉末经过成型工序，得到具有既定形状与强度的粉末体，叫做压坯。粉粉末末冶冶金金成成型型 普通模压法 将金属粉末或混合粉末装在压模内，通过压机使其成型。 特殊

18、成型方法 指各种非模压成型第30页/共41页第三十一页，共42页。1 1 1 1模压模压模压模压(my)(my)(my)(my)法成型法成型法成型法成型2 粉末冶金成型粉末冶金成型(chngxng)工艺简介工艺简介是指在常温下粉料在封闭的钢模中（指钢性模），按规定的单位压力(yl)，将粉料制成压坯的方法。成型过程粉粉末末冶冶金金成成型型二粉末成型二粉末成型第31页/共41页第三十二页，共42页。 称粉称粉 压制压制(yzh)(yzh) a a 单单 向向 压压 制制(yzh)(yzh) b b 双双 向向 压压 制制(yzh)(yzh) C C 浮浮 动动 压压 制制(yzh)(yzh) d.

19、d.引下法引下法 保压保压 脱模脱模 回弹或弹性后效回弹或弹性后效 压坯从模腔中脱出压坯从模腔中脱出(tu ch)后，会产生后，会产生弹性恢复而尺寸胀大弹性恢复而尺寸胀大的现象的现象用回弹率表示，即线用回弹率表示，即线性相对伸长的百分率，性相对伸长的百分率，其大小与模具尺寸计其大小与模具尺寸计算有直接关系。算有直接关系。第32页/共41页第三十三页，共42页。 称称粉粉 就就是是称称 量量 成成 型型一一 个个 压压 坯坯所所 需需 的的 粉粉末末 的的 重重 量量(zhngli(zhngling)ng)或容量。或容量。 压压压压制制制制(yzh) (yzh) 按按按按一一一一定定定定的的的的

20、单单单单位位位位压压压压力力力力，将将将将装装装装在在在在型型型型腔腔腔腔中中中中的的的的粉粉粉粉料料料料，集集集集聚聚聚聚成成成成达达达达到到到到一一一一定定定定密密密密度度度度，形形形形状和尺寸要求。状和尺寸要求。状和尺寸要求。状和尺寸要求。 保压目的保压目的保压目的保压目的 提高压坯密度提高压坯密度提高压坯密度提高压坯密度 保保保保压压压压选选选选择择择择(xunz)(xunz) 小小小小型型型型压压压压坯坯坯坯不不不不采采采采用用用用保压保压保压保压 大大大大型型型型致致致致密密密密压压压压坯坯坯坯可可可可适当考虑保压适当考虑保压适当考虑保压适当考虑保压 脱脱脱脱模模模模 压坯从模具型

21、腔中脱出过程。第33页/共41页第三十四页，共42页。2 2 2 2特殊特殊特殊特殊(tsh)(tsh)(tsh)(tsh)成型方法（非钢模成型成型方法（非钢模成型成型方法（非钢模成型成型方法（非钢模成型法）法）法）法）2 粉末冶金成型粉末冶金成型(chngxng)工艺简介工艺简介 分类分类分类分类 （按工作原理（按工作原理（按工作原理（按工作原理(yunl)(yunl) 和特点分为）和特点分为）和特点分为）和特点分为）等静压成型连续成型无压成型注射成型高能成型等粉粉末末冶冶金金成成型型二粉末成型二粉末成型第34页/共41页第三十五页，共42页。（1 1 1 1）等静压成型）等静压成型）等静压

22、成型）等静压成型(chngxng)(chngxng)(chngxng)(chngxng)（2 2 2 2）金属粉末轧制）金属粉末轧制）金属粉末轧制）金属粉末轧制（3 3 3 3）粉浆浇注）粉浆浇注）粉浆浇注）粉浆浇注2 粉末冶金粉末冶金(fn m y jn)成型工艺简介成型工艺简介2特殊成型特殊成型(chngxng)方法（非方法（非钢模成型钢模成型(chngxng)法）法）等静压成型等静压成型 借助于高压泵的作用把流体介质（气体或液体）压入耐高压的钢质密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上；粉末体在同一时间内在各个方向上均衡地受压而获得密度分布均衡和强度较高的压坯。特点 压坯

23、任意断面上个点的密度大体上相同分类 冷静压，热静压粉粉末末冶冶金金成成型型第35页/共41页第三十六页，共42页。 粉浆浇注粉浆浇注 金属粉末在不施加外压力的情况下而实现成型的过程。金属粉末在不施加外压力的情况下而实现成型的过程。 成型过程成型过程 将成型材料将成型材料 (cilio)首先与水或其它液体调成悬浮液浆，并注入能够吸收液体的石膏模内；然后再从石膏模中取出干涸的坯块，并进行最后烘干。首先与水或其它液体调成悬浮液浆，并注入能够吸收液体的石膏模内；然后再从石膏模中取出干涸的坯块，并进行最后烘干。 金属粉末轧制金属粉末轧制 将金属粉末通过一个特制的漏斗喂入转动的轧辊缝中，即可轧出具有一定将

24、金属粉末通过一个特制的漏斗喂入转动的轧辊缝中，即可轧出具有一定(ydng)厚度的长度连续的、并且强度适宜的板带坯料，这些坯料经烧结，又经轧制加工及热处理等工序，就可制成有一定厚度的长度连续的、并且强度适宜的板带坯料，这些坯料经烧结，又经轧制加工及热处理等工序，就可制成有一定(ydng)孔隙度的，或致密的粉末冶金板带材。孔隙度的，或致密的粉末冶金板带材。第36页/共41页第三十七页，共42页。三烧结三烧结三烧结三烧结(shoji)(shoji)(shoji)(shoji)1 1 1 1烧结烧结烧结烧结2 2 2 2影影影影响响响响(yngxing)(yngxing)(yngxing)(yngxi

25、ng)烧烧烧烧结结结结的因素的因素的因素的因素3 3 3 3设备设备设备设备4 4 4 4烧烧烧烧结结结结对对对对产产产产品品品品质质质质量量量量的的的的 影响影响影响影响(yngxing)(yngxing)(yngxing)(yngxing)2 粉末冶金粉末冶金(fn m y jn)成型工艺简介成型工艺简介 烧结烧结 将压坯按一定的规范加热到规定温度并保温一段时间，使压坯获得一定的物理及力学性能的工序。粉粉末末冶冶金金成成型型第37页/共41页第三十八页，共42页。产生“过烧”废品烧结温度过高或时间过长，使压坯歪曲和变形，其晶粒也大；产生“欠烧”废品烧结温度过低或时间过短，产品结合强度等性能

26、(xngnng)达不到要求；设备按加热方式分设备按加热方式分 燃料加热燃料加热 电加热电加热据作业的连续性分据作业的连续性分间间歇歇式式烧烧结结炉炉坩坩埚埚(gngu)炉炉箱箱式式炉炉高频或中频感应炉高频或中频感应炉连续式烧结炉连续式烧结炉影响烧结的因素影响烧结的因素影响烧结的因素影响烧结的因素烧烧烧烧结结结结温温温温度度度度(wnd) (wnd) 烧结时间烧结时间烧结时间烧结时间 大气环境大气环境大气环境大气环境第38页/共41页第三十九页，共42页。四后处理四后处理四后处理四后处理金属粉末压坯经烧结金属粉末压坯经烧结金属粉末压坯经烧结金属粉末压坯经烧结(shoji)(shoji)(shoj

27、i)(shoji)后的处理后的处理后的处理后的处理1 1提高提高(tgo)(tgo)制件的物理及力学性能制件的物理及力学性能复压、复烧、浸油、热锻与热复压、复压、复烧、浸油、热锻与热复压、热处理及化学热处理热处理及化学热处理2 粉末冶金粉末冶金(fn m y jn)成型工艺简介成型工艺简介粉粉末末冶冶金金成成型型2改善制件表面的耐腐蚀性改善制件表面的耐腐蚀性 水蒸气处理、磷化处理、电镀水蒸气处理、磷化处理、电镀3提高制件形状与尺寸精度提高制件形状与尺寸精度 精整、机械加工精整、机械加工第39页/共41页第四十页，共42页。3 3 粉末冶金制品粉末冶金制品(zhpn)(zhpn)的结构工艺性的结

28、构工艺性粉粉末末冶冶金金(fn m y jn)成成型型3333粉末冶金粉末冶金粉末冶金粉末冶金(fnmyjn)(fnmyjn)(fnmyjn)(fnmyjn)制品的结构制品的结构制品的结构制品的结构工艺性工艺性工艺性工艺性一、一、避免模具出现脆弱的尖角；避免模具出现脆弱的尖角；避免模具出现脆弱的尖角；避免模具出现脆弱的尖角；二、避免模具和压坯出现局部薄壁；二、避免模具和压坯出现局部薄壁；二、避免模具和压坯出现局部薄壁；二、避免模具和压坯出现局部薄壁；三、锥面和斜面需有一小段平直带；三、锥面和斜面需有一小段平直带；三、锥面和斜面需有一小段平直带；三、锥面和斜面需有一小段平直带；四、需要有脱模锥角

29、或圆角；四、需要有脱模锥角或圆角；四、需要有脱模锥角或圆角；四、需要有脱模锥角或圆角；五、适应压制方向的需要五、适应压制方向的需要五、适应压制方向的需要五、适应压制方向的需要 总的原则总的原则总的原则总的原则 零件结构应尽量简单，方便压制、脱模；零件结构应尽量简单，方便压制、脱模； 利利于粉末均匀填充，压坯致密且密度均匀；有利于简化压于粉末均匀填充，压坯致密且密度均匀；有利于简化压模结构，提高使用寿命。模结构，提高使用寿命。第40页/共41页第四十一页，共42页。内容(nirng)总结会计学。3. 能生产许多用其它方法所不能生产的材料和制品（如：许多难熔材料）。6.成型过程中粉末的流动性不如液态金属（对产品的结构形状有限制）。8.压模成本高，粉末成本高。从固态金属氧化物或金属化合物中还原制取金属粉末，是最常用的生产方法之一。使性能不同的组元形成均匀的混合物，以利于压制和烧结时状态均匀一致。b原料粉末在运输和储存中会产生大量锈块或凝结成块状，要筛出这些(zhxi)块状物。热处理及化学热处理第四十二页，共42页。