粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。

廣義的粉末冶金制品業(yè)涵括了鐵石刀具、硬質(zhì)合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狹義的粉末冶金制品業(yè)僅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占絕大部分)、含油軸承和金屬射出成型制品等。

粉末冶金工藝特點

與其它工藝相比，粉末冶金的材料利用率最高，達到95%，且零件能耗最低！

制品的致密度可控，如多孔材料、好密度材料等；顯微組織均勻、無成分偏析；近型成形，原材料利用率>95%；少無切削，切削加工僅40~50%；材料組元可控，利于制備復合材料；制備難溶金屬、陶瓷材料與核材料。

粉末冶金基本流程

粉末冶金基本流程為制粉→混合→成型→燒結(jié)→振動研磨→二次加工→熱處理→表面處理→品檢→成品。

制粉

制粉是將原料制成粉末的過程，常用的制粉方法有機械法和物理化學方法。

機械法不改變原材料的化學成分，通過切削/研磨金屬使材料分裂產(chǎn)生新界面來制備粉末。機械法可減小或增大粉末粒度，研磨后金屬粉末會加工硬化，但粉末形狀不規(guī)則，粉末流動性變差。

物理化學方法是使液態(tài)金屬通過冷卻、霧化等物理方式制備粉末；另外還可以還原離解等化學反應為基礎，用還原劑還原金屬氧化物及鹽類來制取。霧化制粉技術(shù)可以有效的減少合金成分的偏析，所以得到的合金粉末成分比較均勻。水霧化法由于采用了密度較高的水做霧化介質(zhì)，所以制得的粉末形狀一般為不規(guī)則形。

尺寸大于0.001mm，且小于1mm的固體顆粒稱為粉末，通常粉末顆粒形狀有球形、近球形、多角形、片狀、樹枝狀、不規(guī)則形、多孔海綿、蝶狀幾種。

混料

混料是將各種所需的粉末按一定的比例混合，并使其均勻化制成坯粉的過程，分為干式、半干式、濕式三種，雙錐混合機、V型混合機、雙運動混合機分別用于不同要求。

混粉不均勻，成形過程易分層、斷裂，燒結(jié)過程易爆裂、變形，產(chǎn)品硬度、密度等機械性能不達要求。

成形

成形是將混合均勻的混料，裝入壓模后在15-600MPa壓力下壓制成具有一定形狀、尺寸和密度的型坯的過程，有加壓成型、無壓成型兩種方式，加壓成型中應用最多的是模壓成型。

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)使其得到所要求的最終物理機械性能。

燒結(jié)又分為單元系燒結(jié)和多元系燒結(jié)，除普通燒結(jié)外，還有松裝燒結(jié)、熔浸法、熱壓法。

燒結(jié)不同于金屬熔化，燒結(jié)時至少有一種元素仍處于固態(tài)。燒結(jié)過程中粉末顆粒間通過擴散、再結(jié)晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學過程，成為具有一定孔隙率的冶金產(chǎn)品。

后處理

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、機加工、熱處理及電鍍、水蒸氣處理等。此外，近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工，取得較理想的效果。

• 浸漬

利用燒結(jié)件多孔性的毛細現(xiàn)象浸入各種液體，為了潤滑目的，可浸潤滑油；為了提高強度和防腐能力，可浸銅溶液；為了表面保護，可浸樹脂或清漆等。

• 水蒸氣處理

粉末冶金制品由于存在孔隙，這給表面防護帶來困難。蒸汽發(fā)藍處理對于儀表、軍工及有防腐要求的粉末冶金制品很重要，可以提高粉末冶金件防銹能力和密閉空隙。

• 表面冷將壓

提高零件的尺寸精度和減小表面粗糙度，可采用整形；提高零件的密度，可采用復壓；改變零件的形狀，可采用精壓。

• 熱處理

由于孔隙的存在，對于孔隙度大于10%的制品，不得采用液體滲碳或鹽浴爐加熱，以防鹽液浸入孔隙中，造成內(nèi)腐蝕；對于孔隙度小于10%的制品，可用與一般鋼一樣的熱處理方法，如整體淬火、滲碳淬火、碳氮共滲淬火等；熱處理可提高鐵基制品的強度和硬度。

粉末冶金的應用

粉末冶金產(chǎn)品的應用范圍十分廣泛，從普通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)到軍事工業(yè)，從一般技術(shù)到尖端高技術(shù)均能見到粉末冶金工藝的身影。

粉未治金材料可以分為粉末冶金多孔材料、粉末冶金結(jié)構(gòu)零件、粉末冶金減摩材料、粉末冶金工模具材料、粉末冶金摩擦材料、粉末冶金電磁材料、粉末冶金高溫材料等。

典型應用：汽車行業(yè)

粉末冶金的閥座、閥導向、VCT和鏈輪等，能夠具備高強度、高耐磨損性和優(yōu)良的耐熱性。如進、排氣門座，齒輪。

典型應用：航空航天工業(yè)

特殊功能材料主要用于飛機和發(fā)動機的輔機、儀表和機載設備。高溫高強結(jié)構(gòu)材料主要用于飛機發(fā)動機主機上的重要結(jié)構(gòu)件。如發(fā)動機用高壓渦輪粉末盤、航空剎車副-BY2-1587。

典型應用：消費電子

如靜音鍵、電源鍵、音量加減鍵、SIM卡托、8PIN數(shù)據(jù)線插口、內(nèi)置N41墊腳、內(nèi)置震動馬達轉(zhuǎn)子。

粉末冶金發(fā)展方向

粉末冶金技術(shù)正向著高致密化、高性能化、集成化和低成本等方向發(fā)展，具體如下：

1. 有代表性的鐵基合金，將向大體積的精密制品，高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)零部件發(fā)展。

2. 制造具有均勻顯微組織結(jié)構(gòu)的、加工困難而完全致密的高性能合金。

3. 用增強致密化過程來制造一般含有混合相組成的特殊合金。

4. 制造非均勻材料、非晶態(tài)、微晶或者亞穩(wěn)合金。

5. 加工獨特的和非一般形態(tài)或成分的復合零部件。

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文章來源：中國粉體網(wǎng)