粉末冶金 论文
粉末冶金技术论文
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中国石油大学
2012-6-12
粉末冶金技术
XXX （09级材料三班）
摘要：粉末冶金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。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程成为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切削或少切削的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。粉末冶金法常用于制作硬质合金、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、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。
关键词：粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇
Powder metallurgy technology
XXX
(09 grade material class three)
Abstract:Powder metallurgy is used for preparing metal or metal powder (or metal powder and metal powder mixture) as raw material, after forming and sintering, manufacture of metal materials, composite and various types of products technology.Powder metallurgy method and the production of ceramic have similar place, therefore, a series of new powder metallurgy technologies can also be used for preparing ceramic material. Powder metallurgy materials refers to the use of several kinds of metal powder or metal and non metal powder as raw material,
through mixing, pressing, sintering process and made of materials.The process to become powder metallurgy method, is different from the melting and casting method.Its production process and ceramic products are similar, so called ceramic metal.Powder metallurgy method not only has some special properties of material preparation method, is also a kind of without cutting or less cutting processing method. It has high productivity, high material utilization rate, saving machine tools and production area etc..But the metal powder and high mold cost, product size and shape are subject to certain restrictions, flexibility is poor.Powder metallurgy method often used for the production of hard alloy, antifriction material, structural material, friction material, refractory metal materials, filter materials, metal ceramic, no segregation in high speed tool steel, magnetic materials, heat resistant materials.
Key words: powder metallurgy, basic process, application, development trend, problems and opportunities
一、世界粉末冶金工业概况
2003年全球粉末货运总量约为88万吨，其中美国占51%，欧洲18%，日本13%，其它国家和地区18%。铁粉占整个粉末总量的90%以上。从2001年起，世界铁粉市场持续增长，4年时间增加了近20%。
汽车行业仍然是粉末冶金工业发展的最大动力和最大用户。一方面汽车的产量在不断增加，另一方面粉末冶金零件在单辆汽车上的用量也在不段增加。北美平均每辆汽车粉末冶金零件用量最高，为19.5公斤，欧洲平均为9公斤，日本平均为8公斤。中国由于汽车工业的高速发展，拥有巨大的粉末冶金零部件市场前景，已经成为众多国际粉末冶金企业关注的焦点。
粉末冶金铁基零件在汽车上主要应用于发动机、传送系统、ABS系统、点火装置等。汽车发展的两大趋势分别为降低能耗和环保；主要技术手段则是采用先进发动机系统和轻量化。
欧洲对汽车尾气过滤为粉末冶金多孔材料又提供了很大的市场。在目前的发动机工作条件下，粉末冶金金属多孔材料比陶瓷材料具有更好的性能优势和成本优势。
工具材料是粉末冶金工业另一类重要产品，其中特别重要的是硬质合金。目前制造业的发展朝着3A方向，即敏捷性（Agility）、适应性（Adaptivity）和可预测性（Anticipativity）。这要求加工工具本身更锋利、刚性更好、韧性更高；加工材料的范围扩大到吕合、镁合金、钛合金以及陶瓷等；尺寸精度要求更高；加工成本要求更低；环境影响要减到最小，干式加工比例更大。这些新要求加快了粉末冶金工具材料的发展。硬质合金的晶粒（＜200nm＝和超粗晶粒（＞6um）；涂层技术发展很快，CVD、PVD、PCVD技术日益完善，涂层种类也很多，从常用的CVDTiCN/Al2O3/TiN到CVDPCBN （聚晶立方BN）以及PVDTiAIN，Al2O3，cBN（立方BN）和SiMAlON等，满足加工场合的需要。
信息行业的发展也为粉末冶金工业提供了新的契机。日本电子行业用的粉末冶金产品已经达到了每年4.3亿美元，其中热沉材料占23%，发光与点极材料占30%。前者主要包括散热材料，如Si/SiC，Cu-Mo，Cu-W，Al-SiC，AlN以及Cu/金刚石等材料；后者则主要包括钨、钼材料。
二、粉末冶金技术简介
粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。
粉末冶金工艺的基本工序是：
1、原料粉末的制备。现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。而机械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。
2、粉末成型为所需形状的坯块。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。
3、坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低；对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。
4、产品的后序处理。烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。
粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比较：
1．粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品，比如金属与非金属组成
的摩擦材料等，控制制品的孔隙率和孔隙大小，可生产各种多孔性才材料和多孔含油轴承。
2．提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。
3．利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。
粉末冶金工艺的优点：
1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。
2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。
3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。
4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。
5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。
粉末冶金工艺的缺点：
1、在没有批量的情况下要考虑零件的大小.
2、模具费用相对来说要高出铸造模具.
三、粉末冶金技术的应用与发展
1、用用于机械零件的制造
现代粉末冶金技术在机械制造中的应用范围正沿两个方向扩展：一是制取承受高负荷的零件；二是制取几何尺寸复杂、尺寸精度高的零件，并使最终机械加工量减至最小限度。
在承受高负荷零件的制造中，后致密化技术中的锻造（以下简称粉末锻造）和热等静压起到了非常重要的作用。
粉末锻造又称预型坯热端，是粉末冶金预热段组成的复合工艺。用这种方法制成的零件，其密度可达理论密度的99.4%。它主要用于铁基零件，用用的材料主要是碳钢和低合金钢，也用也高温合金。用这种方法制造的锦基高温合金零件的强度—温度性能已经超过了传统方法制造的同一合金零件。
热等静压是在高温高压下同时实现粉末的成型和烧结，一次制成成品零件。用热等静压制得的零
件晶粒细小均匀，密度接近理论密度，并且分布均匀，且具有优异的机械性能和物理性能。
制造形状复杂、尺寸精度高的零件所辖用的工艺方法主要有粉末锻造、注射成型、热等静压和粉末冶金的组合工艺。
用于这一用途的粉末锻造有两种:一种是采用松装烧结制成接近最终制品的压坯，再放入模内进
行锻压的方法。这种方法制成的铁基零件密度虽较低( 约为7. 2g/ cm3) , 但粉末分布均匀( 密度
差不超过0. 05g/cm3) , 适用于制造汽车发动机水泵叶轮, 四磁芯电磁仪表零件及多管接头零件。
另一种是前述的预型坯热锻法。它特别适用于制造环形零件, 如齿轮、离合器毂、凸轮和轴承座等。
用注射成型法可使所制零件密度达到理论密度的96% 。以波音707 和波音727 飞机机翼传动机构的螺纹部分用镍圈为例, 这种圈结构复杂且有内螺纹, 过去用锻坯需经14 道工序加工而成, 采用
注射成型, 可以制造几乎无余量的零件, 只需少量的磨削和校准, 并且该零件具有高的抗腐蚀性和
好的机械性能。
热等静压工艺拟用于用高温合金制造的滚刀、涡轮发动机轴承和轮, 及用钛合金制造的飞机涡轮发动机和机身零件, 可减少机加工作量, 提高材料利用率。
粉末冶金组合工艺可用于制造形状复杂、用常规方法不能制造的零件或大型粉末冶金零件; 可用于制造不同部位具有不同化学成分、密度及物理—力学性能的零件; 还可与不同材料( 如钢或铝等) 组合烧结成适用于某种专门用途的零件。
2 、应用于合金性能的改进
随着对材料要求的不断提高, 传统的铸锭冶金( IM) 方法对合金的性能改进已趋于顶峰, 粉末
冶金( PM) 技术成为改进和研制合金的一种手段。
2．1 铝合金
到目前为止, 用PM 方法改进或研制的铝合金按性能可分为4 类: 高强度, 高弹性模量, 低密度, 热强和功能铝合金。
7090, 7091, MR61, MR64, CW67, IN9021 和IN9052 属PM 高强度铝合金。前5 种是RSP( 快冷合金粉末) 合金, 是在7 系合金的基础上添加少量的Co, Zr 或Cr 作为附加剂和稳定剂而制
得的; 后两种是用机械合金化方法制得的, 它们在抗拉强度、抗蚀性、断裂韧性等方面具有良好的
综合性能。
PM 高弹性模量、低密度铝合金大多数是在IN2024 合金的基础上( 也有降低Cu, Mg 含量及用Zr
取代Cr 的) 添加1% ~ 3% Li 的铝锂合金。Al- Cu-Li- Zr, Al- Li- Zr 及Al- Cu- Mg- Li- Zr 是发展高弹性模量、低密度铝合金的主要方向。对于要求更高模密比的合金, 可考虑用Be 或Mn 来取
代或部分取代Cu, Mg, 或研制Al- Li- Be 合金。另外, PM 方法解决了IM 方法生产铝锂合金的困难, 还可细化晶粒和第二相粒子, 消除偏析, 提高合金的塑性和韧性。
在热强铝合金方面, 研究较多的是Al- Fe 系合金。已商品化的CV78 比现有的IN2219 的使用温
度提高50~ 90 , 用它代替钛合金制造喷气式发动机涡轮, 成本可降低65%, 重量减轻15% 。正在
研究并已开始使用的有8009 和FVS1212。8009 高温强度高,断裂韧性好, 已用于锻造各种航宇零件
和汽车部件, 以及薄、厚板和挤压型材; FVS1212 具有高的刚性和优异的高温性能。
功能铝合金分为两组: 一组为耐磨和尺寸稳定铝合金。它广泛用于光学机械仪表和其他仪表。另一组是低膨胀系数铝合金。这类合金一般为Al- Si 合金,含Si 量为10%~ 30% , 另外再加石墨强化, 还有增加N i, Mg, Fe, Zr 等, 以改善其抗热性。它们具有低的膨胀系数和高的弹性模量, 可用于
仪表、发动机等行业。
2．2 高合金材料
高合金材料如高速钢采用PM 方法生产, 可得到碳化分布均匀的细晶粒组织, 具有较高的抗弯强度和冲击强度, 韧性可提高50% , 热处理变形约为IM 高速钢的1/ 10。还大大提高了耐磨削性能, 用它制造的刀具寿命可提高3~ 5 倍。此外, 粉末冶金制品的工序较少, 材料利用率可由50%~ 60% 提高到95%。
2．3 高温合金
采用先进的粉末冶金技术可以制得纯净的合金粉末, 并且合金组织均匀, 无偏析。采用PM 技术,
可使现有的高温合金的工作温度提高100 , 疲劳寿命提高100 倍, 蠕变强度大约提高20%。
2．4 磁性材料
与熔铸方法相比, PM 磁性材料有如下优点: 可以生产出具有特殊性能的磁性材料, 如铁氧体、磁介质等; 能用单畴粉末制造出优质永磁材料; 材料晶粒细、强度大、无缩孔及偏析等弊病。用PM 方法制造体积小、形状复杂的小型磁体具有极大的竞争力。
采用PM 方法生产材料最显著的一个特点是材料设计的自由度高, 通过改变材料的成分或工艺方法以改变材料的晶体结构, 可获得不同功能的材料。
3 、应用于新型材料的研制
3．1 金属基复合材料
用于制造金属基复合材料的工艺方法有: PM 法、压铸法和搅拌铸造法。与搅拌铸造法相比, PM 法制取复合材料的温度低, 减轻了基体与增强体之间的界面反应, 减少了界面上硬质化合物的生成, 从而得到较好力学性能的材料; PM 法可以制造用搅拌铸造法不能制取的材料, 如用搅拌铸造法制
造碳化硅钛基复合材料时, 碳化硅晶须溶于钛合金基体, 采用PM 法可避免这一现象发生。与压铸法相比, PM 法增强体的体积分数可以任意调节, 成分比较准确, 制取的材料力学性能好, 用PM 法生产的材料无比重偏析。因此, PM法已成为开发金属基复合材料的主要工艺方法之一。
3．2 弥散强化高温材料
弥散强化类高温材料最早用于铁基材料的研究,近年来扩展到铝基材料。ODM751 是新近研究的氧化物弥散强化的铁基材料, 这种材料有优良的抗蠕变和抗腐蚀综合性能, 耐温可达1350 , 它主
要用于温度高于900 , 要求高强度、高腐蚀性的场合, 如热交换器、蓄热器、热电偶外壳等。已生产的弥散强化铝基材料有原苏联的我国的LT71,LT72 和西方国家的SAP930, SAP895, SAP865 等。这类材料靠Al2O3 弥散强化。它的热强性在200~ 500范围内比任何铝合金都高, 500 的高温瞬时强度可达80~ 90 MPa, 热稳定性好, 长时间加热后力学性能损失小, 在500 及其以下任何温
度长时间加热, 对其室温性能无明显影响, 抗蚀性与纯铝相近。它可用于飞机的防火板、航空及化学工业用的热交换器及制造原子堆汽轮导管支持元件。
另外, 近年来弥散强化铝合金研究的有: Al- C,Al- TiC,Al- ZrC, Al- NbC, Al- Cr2O3, Al- MoC, Al- WC 等, 其中Al- C 材料已用于内燃机活塞, 它的强化相是Al4C。
金属间化合物的研究主要采用机械合金化方法, 已有初步成果的有NiAl, TiAl 和MoSi2。这类材料的单体和复合材料具有密度低, 模量、高温强度及高温蠕变强度高的特点。高压涡轮叶片用NiAl 高
的导热系数使制成的部件温度均匀, 且其热点温度至少可降低50 , 另外, 它的抗高温氧化性也
好。MoSi2 的熔点高, 抗氧化性好, 但要在实际中应用, 其室温塑性和韧性还有待进一步提高。
3．4 梯度功能材料
目前, 梯度功能材料的开发仅有热功能梯度材料。它是基于航宇结构、核聚变反应堆和未来高速飞行的需要而研制的。它的一面是高强度的金属材料, 另一面为耐高温粉末材料( 如高温结构陶瓷、金属间化合物) , 中间层为高强度的纤维( 如氧化锆、碳化硅纤维等) 和微粒( 如陶瓷或金属间化合物粉末, 碳粒或玻璃微粒等) 。这种结构既保证了高强度和高耐热性, 又保证了材料的组织与工作的温度梯度相适应, 减小了在高温下受热表面和金属材料层间的热膨胀失配而引起的应力。
4 、其他方法的应用
4．1 超塑性材料
采用PM 法可获得极细的晶粒, 合金界面上的氧化物质点和析出相均能起钉扎晶界的作用, 使材料具有高的组织稳定性。另外, PM 法制备的超塑性材料还可实现高应变速率的超塑性, 高的应变速率能提高超塑性成形效率。因此, 在材料的超塑性研究中, PM技术受到了极大的关注并取得了可喜的成果。
4．2 高抗蚀性材料
高的抗腐蚀和抗应力腐蚀能力是粉末冶金的主要特性, 洛克希德- 乔治亚公司已用PM 铝合金设计和制造了3 个试验性飞机零件, 其中两个是挤压梁, 一个是锻造襟翼滑轨加强缘条。这些零件安装在3 架洛克希德C- 141 运输机上进行试验。它的寿命比用IM法加工的零件长得多, 使更换费用大大减少。
四、粉末冶金技术国内与国外差距
1、产品水平低
在产品精度方面，少数企业尺寸精度可达IS07—8级，形位公差可达8—9级，与国外水平相比低1—2级，但一般企业约相差2—3级。产品质量不够稳定，产品内在重量和外观质量均有较大的差距
2、工艺装备落后
多数企业仍采用性能较差的设备、能耗大、效率低、炉温均匀性差，质量不稳定；国内还没有形成一个专业生产粉末冶金模具、模架的企业
五、粉末冶金材料和制品的今后发展方向：
粉末冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。
粉末冶金材料和制品的今后发展方向：
1、有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量的结构零部件发展。
2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能合金。
3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金。
4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。
5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。
六、国内粉末冶金技术面临的问题及机遇
随着我国汽车工业快速发展，高附加值的零部件需求将加速增长。与此同时，汽车产业链全球化的采购系已经形成，带给国内零部件企业商机显而易见。然而，我们是否能够握当前机遇，不仅是我国汽车零部行业突破当前困局的机遇，更是产业升级的契机。因此，充分利用自身势，扬长补短是产业突破困局的必手段。
虽然，当前我国的粉末冶金技术水平相对国外发达国家依然有着不小的距离。但由于我国拥有原料供给的区域优势，作为产业竞争力提升的基础，依然有较强的竞争力。
与此同时，自上世纪90年代开始，我国粉末冶金制品行业也呈加速发展（主要集中在东部及沿海地区），东部和沿海地区的年产量增长幅度均在10％以上。以山东为例，该省的生产企业由于引进了国外先进设备技术，生产高强度、高精度粉末冶金零件，把粉末冶金制品的质量、技术提高到一个新的水平；粉末注射成型、粉末锻造、纳米技术、精细陶瓷等新技术的开发应用提高了行业整体技术水平，构成了一个完整的行业体系。据不完全统计，目前全省已有各类粉末冶金企业40多家，产品应用各个领域。
最后在拥有区域优势的同时，建立产业基地，形成基地集群效应，从而实现市场和效益最大化、成本最小化。同时，在行业内部合理分工，逐步形成分工明确的纵向多层次有机整体，依托国内市场发展制造能力，再通过国际合作迅速提升竞争力、获取竞争优势，并且通过国际合作所获得的企业在未来发展中的资本、技术、产品和管理的支撑，进入国际合作伙
伴的配套体系和融人全球采购体系，突破当前产业困局。
参考文献：
【1】粉末冶金新技术与新装备刘文胜马运柱... 矿冶工程 2007 5
【2】现代粉末冶金材料和技术发展现状（一）黄伯云易健宏上海金属 2007 3
【3】现代粉末冶金材料和技术发展现状（二）黄伯云易健宏上海金属 2007 4
【4】钛及钛合金的粉末冶金新技术周洪强陈志强材料导报：网络版 2006 1
【5】世界粉末冶金的发展现状刘咏黄伯云中国有色金属2006 1
【6】粉末冶金多孔材料性能研究孙纪国王浩... 导弹与航天运载技术 2006 4
【7】粉末冶金文摘亓家钟（摘择）粉末冶金技术 2006 2
【8】German R M. Powder Inject ion Molding [ M] . MPIF: Princeton,1990. 61~ 95.
【9】Capus J, Pickering S, Weaver A. Hoeganaes offers higher density atlower cost [ J] . Metal Powder Report, 1994, 49 ( 78) : 22~ 24.
【10】 Rutz H G, Hanejko F G. High density processing of high
performance ferrous mat erials [ J ] . The Internat ional of PowderMetallurgy, 1995, 31 ( 1) : 9~ 17.
粉末冶金材料标准表
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能<一> GB/T14667.1-93 <二> MPIF-35
烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊
粉末冶金材料标准表
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能<一>G B/
590 66 < 690 35 60 烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为%。▲ 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值烧结铁-铜合金和 烧结铜钢的化学 成分(%). 材料牌号 Fe Cu C FC-0200 烧结铁-镍合金和烧结镍 钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Ni Cu C FN-0200 注: 用差减法求出的其它 元素(包括为了特殊目的 而添加的其它元素)总量 的最大值为% ⊙ 铁-铜合金和铜钢粉末冶金材料性能(MPIF-35) 材料编号最小强 度 (A)(E) 拉伸性能 横 向 断 裂 压缩 屈服 强度 %) 硬度 密度屈 服 极 限 极限 强度 屈服强 度 %) 伸 长 率 宏观 (表 现) 微观 (换算 的) MPa MPa MPa % MPa MPa 络氏g/cm3 FC-0200-15 -18 -21 -24 100 170 140 310 120 11HR B N/A 120 190 160 350140 18 140 210 180 390 160 26 170 230 200 430 180 36 FC-0205-30 -35 -40 -45 210 240 240 < 410 340 37HR B N/A 240 280 280 < 520 370 48 280 340 310 < 660 390 60 310 410 340 < 790 410 72 FC-0205-60HT -70HT -80HT -90HT 410 480 < 660 390 19HR C 58HRC 480 550< 760 490 25 58 550620 (D) < 830 590 31 58 620 690 < 930 660 36 58 FC-0208-30 -40 210 240 240 < 410 390 50HR B N/A
粉末冶金材料标准表完整版本
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能 <一> GB/T14667.1-93 <二> MPIF-35 编辑版word
烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊 编辑版word
粉末冶金成形技术教程文件
粉末冶金成形技术
第四章粉末冶金成形技术 一、粉末冶金成形定义： 用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作原料，采用压制、烧结及后处理等工序来制造某些金属材料、复合材料或制品的工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺相似，因此粉末冶金成型技术又常常叫金属陶瓷法。 方法：将均匀混合的粉末材料压制成形，借助粉末原子间的吸引力和机械啮合作用，使制品结合成为具有一定强度的整体，然后再高温烧结，进一步提高制品的强度，获得与一般合金相似的组织。 二、粉末冶金材料或制品 1. 难熔金属及其合金（如钨、钨——钼合金）； 2. 组元彼此不相溶，熔点十分悬殊的特殊性能材料，如钨——铜合金； 3. 难溶的化合物或金属组成的复合材料（如硬质合金、金属陶瓷） 三、粉末冶金成型技术特点： 1. 某些特殊性能材料的唯一成型方法； 2. 可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削的生产工艺； 3. 节约材料和加工工时； 4. 制品强度较低； 5. 流动性较差，形状受限； 6. 压制成型的压强较高，制品尺寸较小； 7. 压模成本较高。 四、粉末冶金成形过程 原始粉末+添加剂→混合→压制成型→烧结→零件成品
五、粉末冶金工艺理论基础 一）、金属粉末的性能 金属粉末的性能对其成型和烧结过程及制品质量有重要影响，分为化学成分、物理性能和工艺性能。 固态物质按分散程度不同分为致密体、粉末和胶体。 致密体：通常所说的固体，粒径在1mm以上； 胶体微粒：粒径在0.1μm以下； 粉末体或简称粉末：粒径介于二者之间。 1. 粉末的化学成分 主要金属或组元的含量，杂质或夹杂物的含量，气体的含量。 金属的含量一般不低于98-99%。 2. 粉末的物理性能 1）颗粒形状：球状、粒状、片状和针状。影响粉末的流动性、松装密度等。 2）粒度：粉末颗粒的线性尺寸，用“目”来表示，用筛分法等测量。对压制时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有影响。 3）粒度分布：按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、数量或体积）所占的百分比。对粉末的压制和烧结有影响。 4）颗粒比表面积：单位质量粉末的总表面积，可算出颗粒的平均尺寸。对粉末的压制和烧结有影响。 3. 粉末的工艺性能 1）流动性：粉末的流动能力，用50g粉末在规定条件下从标准漏斗中流出所需的时间来表示,单位为s/50g。
JIS Z2550-2000标准日本粉末冶金
JIS 烧结金属材料——规格 JIS Z 2550：2000 平成12年（2000）3月20日修正 日本工业标准调查会审议 （日本标准协会发行）
Z 2550:2000 前言 本标准是以工业标准化法为基础，经过日本工业标准调查会审查，由通商产业大臣修改的日本工业标准。根据本标准，对JIS Z 2550：1989（机械构造部件用烧结材料）修改置换。 JIS Z 2550附属书如下所示。 附属书（规定）机械构造部件用烧结材料 主管大臣：通商产业大臣制订：昭和58（1983）.11.1 修改：平成12（2000）.3.20 公示：平成12（2000）.3.21 拟订原案合作者：日本粉末冶金工业协会 审议部会：日本工业标准调查会非铁金属部会（部会长神尾彰彦） 如对此标准有意见或者疑问，请联系工业技术院标准部标准业务科产业基盘标准化推进室（100-8921东京都千代田区霞关1条3-1） 并且，日本工业标准根据工业标准化法第15条规定，以5年为最大期限，必须在此期限内附日本工业标准调查会审议，并及时确认、修改或废止。
日本工业标准 烧结金属材料——规格 Sintered metal materials—Specification 序本标准是以1996年第一版发行的ISO 5755，Sintered metal materials—Specification为基础，制订的日本工业标准，但日本工业标准与ISO标准值的规定项目不一样，不可能直接对比统一。这次修改，在附属书中对采用ISO的材料的日本工业标准材料进行了规定，使两者可以并用。不过，因ISO开始了原国际标准的修改工作，需要注意ISO材料记号的使用。此外，本标准中有侧线或者点线的部分，为附属书材料特性试验的相关部分，是国际标准中没有的事项。 1. 适用范围此标准规定了轴承与机械部件使用的烧结金属材料的化学成分、机械特性 及物理特性。 备注1 选择粉末冶金材料时，材料的特性不单是化学成分及密度，还要考虑到制造方 法。已经适用于制品、用途的材料特性，锻造品和铸造品或许不同。因此，在确认特性 时，最好与生产者联系。 2.此标准对应的国际标准如下所示 ISO 5755，Sintered metal materials—Specification 2. 引用标准以下的标准因被本标准引用，构成了本标准规定的一部分。这些引用标准， 适用其最新版本。 JIS Z 2202 金属材料冲击试验片 JIS Z 2241 金属材料拉伸试验方法 备注ISO 6892，Metallic materials—Tensile testing at ambient temperature与本标准 同等。 JIS Z 2242 金属材料冲击试验方法 JIS Z 2244 维氏硬度试验—试验方法 JIS Z 2245 洛氏硬度试验—试验方法 备注ISO-4498-1，Sintered metal materials(excluding hardmetal)—Determination of apparent hardness—Part1：虽然限定了烧结材料的规格，但试验方法同等。 JIS Z 2501 烧结金属材料密度、含油率及开放气孔率试验方法 备注ISO 2738，Permeable sintered metal materials—Determination of density,oil content and open porosity与此标准一致。 JIS Z 2507 烧结轴承—径向压碎强度试验方法 备注ISO 2739，Sintered metal bushes—Determination of radial crushing strength与 此标准一致。 3. 选取样本选取样本遵循相关的日本工业标准。 4. 试验方法为了评价附表1到附表9及附属书的指示特性，适用以下的试验方法。4.1 化学成分成分分析尽量按日本工业标准规定的方法进行。没有合适的标准时，根据 和受试者的协议进行试验。 4.2 开放气孔率开放气孔率遵从JIS Z 2501进行试验。 4.3 含油率含油率遵从JIS Z 2501进行试验。 4.4 拉伸强度拉伸强度使用附图1.所示试验片，遵从JIS Z 2241进行试验。 4.5 外观硬度外观硬度遵从JIS Z 2244或JIS Z 2202进行试验。
粉末冶金成形技术
第四章粉末冶金成形技术 一、粉末冶金成形定义： 用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作原料，采用压制、烧结及后处理等工序来制造某些金属材料、复合材料或制品的工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺相似，因此粉末冶金成型技术又常常叫金属陶瓷法。 方法：将均匀混合的粉末材料压制成形，借助粉末原子间的吸引力和机械啮合作用，使制品结合成为具有一定强度的整体，然后再高温烧结，进一步提高制品的强度，获得与一般合金相似的组织。 二、粉末冶金材料或制品 1. 难熔金属及其合金（如钨、钨——钼合金）； 2. 组元彼此不相溶，熔点十分悬殊的特殊性能材料，如钨——铜合金； 3. 难溶的化合物或金属组成的复合材料（如硬质合金、金属陶瓷） 三、粉末冶金成型技术特点： 1. 某些特殊性能材料的唯一成型方法； 2. 可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削的生产工艺； 3. 节约材料和加工工时； 4. 制品强度较低； 5. 流动性较差，形状受限； 6. 压制成型的压强较高，制品尺寸较小； 7. 压模成本较高。 四、粉末冶金成形过程 原始粉末+添加剂→混合→压制成型→烧结→零件成品 五、粉末冶金工艺理论基础 一）、金属粉末的性能 金属粉末的性能对其成型和烧结过程及制品质量有重要影响，分为化学成分、物理性能和工艺性能。 固态物质按分散程度不同分为致密体、粉末和胶体。 致密体：通常所说的固体，粒径在1mm以上； 胶体微粒：粒径在0.1μm以下； 粉末体或简称粉末：粒径介于二者之间。 1. 粉末的化学成分 主要金属或组元的含量，杂质或夹杂物的含量，气体的含量。 金属的含量一般不低于98-99%。 2. 粉末的物理性能 1）颗粒形状：球状、粒状、片状和针状。影响粉末的流动性、松装密度等。 2）粒度：粉末颗粒的线性尺寸，用“目”来表示，用筛分法等测量。对压制时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有影响。 3）粒度分布：按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、数量或体积）所占的百分比。对粉末的压制和烧结有影响。 4）颗粒比表面积：单位质量粉末的总表面积，可算出颗粒的平均尺寸。对粉末的压制和烧结有影响。 3. 粉末的工艺性能 1）流动性：粉末的流动能力，用50g粉末在规定条件下从标准漏斗中流出所需的时间来表示,单位为s/50g。
粉末冶金原理考试题标准答案
2006 粉末冶金原理课程I考试题标准答案 一、名词解释：（ 20 分，每小题 2 分） 临界转速：机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时，筒体的转动速度 比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积 一次颗粒：由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒； 离解压：每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 电化当量：这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出 气相迁移：细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程 颗粒密度：真密度、似密度、相对密度 比形状因子：将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子 压坯密度：压坯质量与压坯体积的比值 粒度分布：将粉末样品分成若干粒径，并以这些粒径的粉末质量（颗粒数量、粉末体积）占粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对粒径作图，即为粒度分布 二、分析讨论：（ 25 分） 1 、粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。（ 10 分） 重要优点： * 能够制备部分其他方法难以制备的材料，如难熔金属，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬质合金）； * 因为粉末冶金在成形过程采用与最终产品形状非常接近的模具，因此产品加工量少而节省材料； * 对于一部分产品，尤其是形状特异的产品，采用模具生产易于，且工件加工量少，制作成本低 , 如齿轮产品。重要缺点： * 由于粉末冶金产品中的孔隙难以消除，因此粉末冶金产品力学性能较相同铸造加工产品偏低； * 由于成形过程需要模具和相应压机，因此大型工件或产品难以制造； * 规模效益比较小 2 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分） 气体雾化制粉过程可分解为金属液流紊流区，原始液滴形成区，有效雾化区和冷却区等四个区域。其特点如下： 金属液流紊流区：金属液流在雾化气体的回流作用下，金属流柱流动受到阻碍，破坏了层流状态，产生紊流； 原始液滴形成区：由于下端雾化气体的冲刷，对紊流金属液流产生牵张作用，金属流柱被拉断，形成带状 - 管状原始液滴； 有效雾化区：音高速运动雾化气体携带大量动能对形成带状 - 管状原始液滴的冲击，使之破碎，成为微小金属液滴冷却区。此时，微小液滴离开有效雾化区，冷却，并由于表面张力作用逐渐球化。 3 、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料？（ 5 分） 采用蓝钨作为原料制备钨粉的主要优点是 * 可以获得粒度细小的一次颗粒，尽管二次颗粒较采用 WO3 作为原料制备的钨粉二次颗粒要大。 * 采用蓝钨作为原料，蓝钨二次颗粒大，（一次颗粒小），在 H2 中挥发少，通过气相迁移长大的机会降低，获得 WO2 颗粒小；在一段还原获得 WO2 后，在干氢中高温进一步还原，颗粒长大不明显，且产量高。
粉末冶金基础知识参考文本
粉末冶金基础知识参考文 本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
粉末冶金基础知识参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 （一）粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末， 其计量单位一般是以微米（μm）或纳米（nm）。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要 求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的 质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布 粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际 的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。实际的粉末颗 粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。
⑵颗粒形状即粉末颗粒的外观几何形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。 ⑶比表面积 即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。 3.粉末的工艺性能 粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。 ⑴填充特性 指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表示。粉末的填充特性与颗粒的大小、形状及表面性质有关。 ⑵流动性
粉末冶金材料标准表
粉末冶金材料标准表 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能<一>G B/
590 66 < 690 35 60 烧结铁和烧结碳钢的化学成分 (%). 材料牌号Fe C F-0000 注: 用差减法求出的其它元素 (包括为了特殊目的而添 加的其它元素)总量的最大值 为%。▲ 注: 用差减法求出的其它元素 (包括为了特殊目的而添 加的其它元素)总量的最大值 烧结铁-铜合金和 烧结铜钢的化学 成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 烧结铁-镍合金和烧结镍 钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Ni Cu C FN-0200 注: 用差减法求出的其它 元素(包括为了特殊目的 而添加的其它元素)总量 的最大值为% ⊙ 铁-铜合金和铜钢粉末冶金材料性能(MPIF-35) 材料编号 最小强 度 (A)(E) 拉伸性能 横 向 断 裂 压缩 屈服 强度 %) 硬度 密度 屈 服 极 限 极限 强度 屈服强 度 %) 伸 长 率 宏观 (表 现) 微观 (换算 的) MPa MPa MPa % MPa MPa 络氏g/cm3 FC-0200-15 -18 -21 -24 100 170 140 310 120 11HR B N/A 120 190 160 350140 18 140 210 180 390 160 26 170 230 200 430 180 36 FC-0205-30 -35 -40 -45 210 240 240 < 410 340 37HR B N/A 240 280 280 < 520 370 48 280 340 310 < 660 390 60 310 410 340 < 790 410 72 FC-0205-60HT -70HT -80HT -90HT 410 480 < 660 390 19HR C 58HRC 480 550< 760 490 25 58 550620 (D) < 830 590 31 58 620 690 < 930 660 36 58
粉末冶金工艺及材料基础知识介绍
粉末冶金工艺及材料基础知识介绍 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点： 1．粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。 2．提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。 3．利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。 粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。
1 粉末冶金基础知识 ⒈1 粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（μm）或纳米（nm）。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布
粉末冶金常识
粉末冶金常识 1.粉末冶金常识之什么是粉末冶金 粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）为原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技术。它包括两部分内容，即：(1)制造金属粉末（也包括合金粉末，以下统称"金属粉末"）。 (2)用金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）作原料，经过混合、成形和烧结，制造材料（称为"粉末冶金材料"）或制品（称为"粉末冶金制品"）。 2、粉末冶金常识之粉末冶金最突出的优点是什么 粉末冶金最突出的优点有两个： (1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制品，如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品，钨、钼、钛等难熔金属材料和制品，金属-塑料、双金属等复合材料及制品。 (2)能够直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，从而减少或取消机械加工，其材料利用率可以高达95%以上，它还能在一些制品中以铁代，做到了"省材、节能"。 粉末冶金件 3、粉末冶金常识之什么是"铁基"什么是铁基粉末冶金 铁基是指材料的组成是以铁为基体。铁基粉末冶金是指用烧结（也包括粉末锻造）方法，制造以铁为主要成分的粉末冶金材料和制品（铁基机械零件、减磨材料、摩擦材料，以及其他铁基粉末冶金材料）的工艺总称。 4、粉末冶金常识之用于粉末冶金的粉末制造方法主要有哪几类 粉末制造方法主要有物理化学法和机械粉碎法两大类。前者包括还原法、电解法和羰基法等；后者包括研磨法和雾化法。 5、粉末冶金常识之用还原法制造金属粉末是怎么回事 该法是用还原剂把金属氧化物中的氧夺取出来，从而得到金属粉末的一种方法。 6、粉末冶金常识之什么叫还原剂 还原剂是指能够夺取氧化物中氧的物质。制取金属粉末所用的还原剂，是指能够除掉金属氧化物中氧的物质。就金属氧化物而言，凡是与其中氧的亲合力大于这种金属与氧的亲合力的物质，都称其为这种金属氧化物的还原剂。 7、粉末冶金常识之粉末还原退火的目的是什么 粉末还原退火的目的主要有以下三个方面：（1）去除金属粉末颗粒表面的氧化膜；（2）除掉颗粒表面吸附的气体和水分等异物；（3）消除颗粒的加工硬化。 粉末冶金工艺流程图 8、粉末冶金常识之用于粉末冶金的粉末性能测定一般有哪几项 用于粉末冶金的粉末性能测定一般有三项：化学成分、物理性能和工艺性能。9、用于粉末冶金的粉末物理性能主要包括那几项
粉末冶金日本工业标准JISZ
日本工业标准 JIS Z 2550－1983 机械结构零件用烧结材料 Sinted Materials for Structural Parts 1. 适用标准本标准规定了机械结构零件用烧结金属材料。但是，这种材料都是烧结态材料。 备考作为参考，在本标准中一并记入了国际单位制（SI）的单位与数值，它们都附加有｛｝。 2.种类与记号材料的种类与记号是根据材料的化学成分与机械性能来划分的，如表1所示。 3. 质量材料的机械性能、密度及化学成分如表2所示。
① 1N/mm2＝1MPa。 ②化学成分中，SMS1种相当SUS 316和SUS 304，SMS2种相当410。 ③所谓其它，是磷、硫、锰、硅等。 备考：表2也适用于烧结后进行尺寸整形者。 参考：（1）关于SMF种材料的硬度与热处理，各种烧结材料的表面处理，含油处理后的各项性能，作为参考值，在解说中给出。 再者，关于含碳量与适用的热处理可参照解说。 （2）用高纯氢中烧结或真空烧结制造的不锈钢系的质量，例如解说中所示。 4. 试验
4.1 机械性能试验 4.1.1 拉伸试验 （1）试件试件是用下列方法制造的： （a）压制压坯用阴模内部的形状与尺寸 （b）压坯压坯高度为4.00～5.00mm，压坯中不得有肉眼可见的分层及其它缺陷。 （c）润滑方法用油布拭擦阴模内表面，或用将60g硬脂酸锌溶于1L四氯化碳中制成的溶液涂覆阴模内表面。另外，将硬脂酸锌之类的润滑剂添加于使用的粉末中，充分进行混合也可以。 （d）成形成形压坯所需之粉末量依据测定质量，测定充填体积，或将粉末充满阴模后将上表面刮平来决定。 成形方面，有规定成形压力和规定压坯密度二种情况。在规定压制压力的场合，一组压坯对于规定的压力变化不得大于±3%，质量方面，对于平均值的变化不得大于±2%。在规定压坯密度的场合，一组压坯对于规定的高度变化不得大于±2%，和质量方面，对于规定的值变化不得大于±1%。 另外，关于压制速度，保压时间，脱模方法及一组压坯的数量，皆由当事者间协商决定。 （e）烧结烧结条件根据当事者间的协定进行。但是，对于烧结温度范围，保温时间，加热—冷却条件及烧结气氛的各项条件都必须进行记录。 （2）试验方法试验方法按照JIS Z 2241（金属材料拉伸试验方法）进行。 4.1.2 冲击试验 （1）试件试件是用下列方法制造的： （a）压制压坯用阴模内部的形状及尺寸图2示阴模内部的形状及尺寸。
粉末冶金的工艺流程-粉末成形
粉末成形 简介 粉末冶金生产中的基本工序之一，目的是将松散的粉末制成具有预定几何形状、尺寸、密度和强度的半成品或成品。模压（钢模）成形是粉末冶金生产中采用最广的成形方法。18世纪下半叶和19世纪上半叶，西班牙、俄国和英国为制造铂制品，都曾采用了相似的粉末冶金工艺。当时俄国索博列夫斯基(П.Г.Соболевсκий)使用的是钢模和螺旋压机。英国的沃拉斯顿(W.H.Wollaston)使用压力更大的拉杆式压机和纯度更高的铂粉，制得了几乎没有残余孔隙的致密铂材。后来，模压成形方法逐渐完善，并用来制造各种形状的铜基含油轴承等产品。20世纪30年代以来，在粉末冶金零件的工业化生产过程中,压机设备、模具设计等方面不断改进,模压成形方法得到了更大的发展，机械化和自动化已达到较高的程度。为了扩大制品的尺寸和形状范围，特别是为了提高制品密度和改善密度的均匀性相继出现和发展了多种成形方法。早期出现的有粉末轧制、冷等静压制、挤压、热压等；50年代以来又出现了热等静压制、热挤压、热锻等热成形方法。这些方法推动了全致密、高性能粉末金属材料的生产。 主要功能 （1）将粉末成形为所要求的形状； （2）赋予坯体以精确的几何形状与尺寸，这时应考虑烧结时的尺寸变化； （3）赋予坯体要求的孔隙度和孔隙类型； （4）赋予坯体以适当的强度，以便搬运。 根据成形时是否从外部施加压力，可分为压制成形和无压成形两大类。 压制成形主要有：封闭钢模冷压成形、流体等静压制成形、粉末塑性成形、三轴向压制成形、高能率成形、挤压成形、轧制成形、振动压制成形等； 无压成形主要有：粉浆浇注、松装烧结等。 模压成形 模压成形将金属粉末装入钢模型腔，通过模冲对粉末加压使之成形。 模压过程装在模腔中的粉末由于颗粒间的摩擦和机械啮合作用会产生所谓“拱桥”现象，形成许多大小不一的孔隙。加压时，粉末体的体积被压缩，其过程一般用压坯相对密度-压制压力曲线表示（图1）。在开始阶段粉末颗粒相对移动并重新分布，孔隙被填充，从而使压坯密度急剧增加，达到最大装填密度；这时粉末颗粒已被相互压紧，故当压制压力增大时,压坯密度几乎不变,曲线呈现平坦。随后继续增加压制压力，粉末颗粒将发生弹、塑性变形或脆性断裂，使压坯进一步致密化。由于颗粒间的机械啮合和接触面上的金属原子间的引力，压制后的粉末体成为具有一定强度的压坯。 压制压力与压坯密度分布在模压过程中压制压力主要消耗于以下两部分：①克服粉末颗粒之间的摩擦力（称为内摩擦力）和粉末颗粒的变形抗力；②克服粉末颗粒对模壁的摩擦力(称为外摩擦力)。由于外摩擦力的存在，模压成形的压坯密度分布实际上是不均匀的。例如单向压制时，离施压模冲头较近的部分密度较
粉末冶金工艺特点及工艺基本流程介绍
粉末冶金工艺特点及工艺基本流程介绍 粉末冶金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、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。广义的粉末冶金制品业涵括了铁石刀具、硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。
工艺特点 1、制品的致密度可控，如多孔材料、好密度材料等； 2、晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析； 3、近型成形，原材料利用率＞95%； 4、少无切削，切削加工仅40~50%; 5、材料组元可控，利于制备复合材料； 6 、制备难溶金属、陶瓷材料与核材料。 工艺基本流程 1、制粉 制粉是将原料制成粉末的过程，常用的制粉方法有氧化物还原法和机械法。 2、混料 混料是将各种所需的粉末按一定的比例混合，并使其均匀化制成坯粉的过程。分干式、半干式和湿式三种，分别用于不同要求。
3、成形 成形是将混合均匀的混料，装入压模重压制成具有一定形状、尺寸和密度的型坯的过程。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。
烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。
烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。
粉末冶金材料标准表
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能
-15 -20 100 170 120 2.5 120 60 6.7 140 260 170 7.0 130 80 7.3 F-0005-10 -20 -25 100 170 120 < 1 125 25HRB N/A 6.1 140 220 160 1.0 160 40 6.6 170 260 190 1.5 190 55 6.9 F-0005-50HT -60HT -70HT 340 410 (D) < 0.5 300 20HRC 58HRC 6.6 410 480 < 0.5 360 22 58 6.8 480 550< 0.5 420 25 58 7.0 F-0008-20 -25 -30 -35 140 200 170 < 0.5 190 35HRB N/A 5.8 170 240 210 < 0.5 210 50 6.2 210 290 240 < 1.0 210 60 6.6 240 390 260 1.0 25070 7.0 F-0008-50HT -65HT -75HT -85HT 380 450< 0.5 S 480 22HRC 60HRC 6.3 450520 < 0.5 55028 60 6.6 520 590 < 0.5 620 32 60 6.9 590 660 < 0.5 690 35 60 7.1 烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了 特殊目的而添加的其它元素)总量的 最大值为2.0%。▲ 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了 特殊目的而添加的其它元素)总量 烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分 (%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的 而添加的其它元素)总量的最大值为2.0% ⊙ 铁-铜合金和铜钢粉末冶金材料性能(MPIF-35) 材料编号 最小强度(A)(E) 拉伸性能横向 断裂 压缩 屈服 硬度 密度 屈服极限极限强度屈服强度伸长率宏观微观
金属粉末注射成型技术
金属粉末注射成型技术 金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding，简称MIM)是将现代塑料喷射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(~150℃)用喷射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优异，生产成本低等特点，其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。因此，国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命，被誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。 美国加州Parmatech公司于1973年发明，八十年代初欧洲许多国家以及日本也都投入极大精力开始研究该技术，并得到迅速推广。特别是八十年代中期，这项技术实现产业化以来更获得突飞猛进的发展，每年都以惊人的速度递增。到目前为止，美国、西欧、日本等十多个国家和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作。日本在竞争上十分积极，并且表现突出，许多大型株式会社均参与MIM工业的推广，这些公司包括有太平洋金属、三菱制钢、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工--爱普生、大同特殊钢等。目前日本有四十多家专业从事MIM产业的公司，其MIM工业产品的销售
总值早已超过欧洲并直追美国。到目前为止，全球已有百余家公司从事该项技术的产品开发、研制与销售工作，MIM技术也因此成为新型制造业中最为活跃的前沿技术领域，被世界冶金行业的开拓性技术，代表着粉末冶金技术发展的主方向MIM技术。 金属粉末喷射成型技术是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科透与交叉的产物，利用模具可喷射成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构零件，能够快速准确地将设计思想物化为具有一定结构、功能特性的制品，并可直接批量生产出零件，是制造技术行业一次新的变革。该工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点，而且克服了传统粉末冶金工艺制品、材质不均匀、机械性能低、不易成型薄壁、复杂结构的缺点，特别适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。工艺流程粘结剂→混炼→喷射成形→脱脂→烧结→后处理 粉末金属粉末 MIM工艺所用金属粉末颗粒尺寸一般在0.5~20μm；从理论上讲，颗粒越细，比表面积也越大，易于成型和烧结。而传统的粉末冶金工艺则采用大于40μm的较粗的粉末。有机胶粘剂作用是粘接金属粉末颗粒，使混合料在喷射机料筒中加热具有流变性和润滑性，也就是说带动粉末流动的载体。因此，粘接剂的选择是整个粉末的载体。因此，粘拉选择是整个粉末喷射成型的关键。对有机粘接剂要求： 1.用量少，用较少的粘接剂能使混合料产生较好的流变性；
金属粉末注塑成型技术
金属粉末注塑成型技术 金属粉末注射成型技术(Metal Powder ※※※※ction Molding，简称MIM)是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(～150℃)用注射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优异，生产成本低等特点，其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。因此，国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命，被誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。 美国加州Parmatech公司于1973年发明，八十年代初欧洲许多国家以及日本也都投入极大精力开始研究该技术，并得到迅速推广。特别是八十年代中期，这项技术实现产业化以来更获得突飞猛进的发展，每年都以惊人的速度递增。到目前为止，美国、西欧、日本等十多个国家和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作。日本在竞争上十分积极，并且表现突出，许多大型株式会社均参与MIM工业的推广，这些公司包括有太平洋金属、三菱制钢、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工--爱普生、大同特殊钢等。目前日本有四十多家专业从事MIM产业的公司，其MIM工业产品的销售总值早已超过欧洲并直追美国。到目前为止，全球已有百余家公司从事该项技术的产品开发、研制与销售工作，MIM技术也因此成为新型制造业中最为活跃的前沿技术领域，被世界冶金行业的开拓性技术，代表着粉末冶金技术发展的主方向MIM技术 金属粉末注射成型技术是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科透与交叉的产物，利用模具可注射成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构零件，能够快速准确地将设计思想物化为具有一定结构、功能特性的制品，并可直接批量生产出零件，是制造技术行业一次新的变革。该工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点，而且克服了传统粉末冶金工艺制品、材质不均匀、机械性能低、不易成型薄壁、复杂结构的缺点，特别适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。工艺流程粘结剂→混炼→注射成形→脱脂→烧结→后处理 粉末金属粉末 MIM工艺所用金属粉末颗粒尺寸一般在0.5~20μm；从理论上讲，颗粒越细，比表面积也越大，易于成型和烧结。而传统的粉末冶金工艺则采用大于40μm的较粗的粉末。有机胶粘剂有机胶粘剂作用是粘接金属粉末颗粒，使混合料在注射机料筒中加热具有流变性和润滑性，也就是说带动粉末流动的载体。因此，粘接剂的选择是整个粉末的载体。因此，粘拉选择是整个粉末注射成型的关键。对有机粘接剂要求： 1.用量少，用较少的粘接剂能使混合料产生较好的流变性； 2.不反应，在去除粘接剂的过程中与金属粉末不起任何化学反应； 3.易去除，在制品内不残留碳。 混料 把金属粉末与有机粘接剂均匀掺混在一起，使各种原料成为注射成型用混合料。混合料的均匀程度直接影响其流动性，因而影响注射成型工艺参数，以至最终材料的密度及其它性能。注射成形本步工艺过程与塑料注射成型工艺过程在原理上是一致的，其设备条件也基本
粉末冶金工艺及材料
粉末冶金工艺及材料 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉 末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点： 1.粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。 2.提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。 3.利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。 粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni 等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。随着粉末冶金生产技术的发展，粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。 1粉末冶金基础知识 ⒈1粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米(μm)或纳米(nm)。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布 粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。图7.1.1描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。