什么是粉末冶金？-定义和工艺

什么是粉末冶金？

粉末冶金是一个涵盖材料或部件由金属粉末制成的多种方式的术语。这种工艺可以避免或大大减少使用金属去除工艺的需要，从而大大减少制造过程中的产量损失，并且通常会降低成本。

粉末冶金是一种金属成型工艺，其中将压实的金属粉末加热到略低于其熔点的温度。尽管该工艺已经存在了 100 多年，但在过去的 25 年中，它已被广泛认为是一种为各种重要应用制造高质量零件的优越方法。

这一成功主要归功于该工艺相对于锻造和金属铸造等其他成型技术的优势、材料使用的优势、形状的复杂性以及对网络附近形状的控制形状。这些反过来又有助于可持续性，并使粉末冶金成为公认的绿色技术。

粉末冶金工艺

这些生产技术一般涉及以下全部或大部分工艺步骤：

• 金属粉末的生产
• 混合和混合
• 粉末的压实和成型
• 烧结压块以增强完整性和强度

有时，这个过程会通过一些二次操作来完成，如上浆、压印、渗透、热锻等。

1。 粉末生产

几乎所有用于生产 PM 部件的铁粉都是使用海绵铁工艺或通过水雾化生产的。用于其他 PM 应用的有色金属粉末可以通过多种工艺制成。

2。 混合粉末

这通常包括以元素粉末的形式加入合金添加剂或加入压力润滑剂。

3。 将混合粉末成型为压块

主要的固结过程涉及刚性工具组的压装，其中包括模具、冲头以及可能的心轴或芯棒。但是，在利基应用中还使用了其他几种整合过程。

4。 烧结压坯以增强完整性和强度

该工艺步骤包括通常在保护气氛中将材料加热到低于主要成分熔点的温度。

在某些情况下，少量成分可以在烧结温度下形成液相；这种情况被描述为液相烧结。固相和液相烧结所涉及的机理将在后面部分简要讨论。

5。 二次操作

精加工工艺对烧结零件的应用。在粉末冶金中，这种工艺通常被称为“二次加工”。

粉末冶金工艺的优点

• 通过以最终尺寸或接近最终尺寸生产零件，最大限度地减少加工
• 通常在成品部件中使用超过 97% 的原材料，从而最大限度地减少废品损失
• 允许使用多种合金系统
• 产生良好的表面质量
• 提供可热处理以提高强度或耐磨性的材料
• 为自润滑或过滤提供可控的孔隙率
• 有助于创建复杂或独特的形状，而这些形状在其他金属加工工艺中是不切实际或不可能的
• 适用于生产中到大批量的组件
• 在关键应用中提供长期的性能可靠性

常见问题解答。

粉末冶金是什么意思？

粉末冶金是通过将压实的金属粉末加热到略低于其熔点而进行的金属成型工艺。

粉末冶金的原理是什么？

粉末冶金是一种高度发展的制造可靠网状部件的方法，它通过将元素或预合金粉末混合在一起，在模具中压实这种混合物，然后在受控的炉内气氛中烧结或加热压制部件以粘合颗粒。

粉末冶金用在什么地方？

轴承和各种齿轮零件是粉末冶金在 DIY 电动工具和家用“白色家电”中的应用实例。金属石墨碳刷还广泛用于家用电器、汽车和电动工具的电动机和发电机。

粉末冶金有什么好处？

粉末冶金工艺的优点

• 通过以最终尺寸或接近最终尺寸生产零件，最大限度地减少加工。
• 通常在成品部件中使用超过 97% 的起始原材料，从而最大限度地减少废品损失。
• 允许使用多种合金系统。
• 产生良好的表面光洁度。

粉末冶金中使用哪些粉末？

制造产品中常用的金属粉末：

• 铝粉。
• 铋粉。
• 氧化镉粉末。
• 粒状铜。
• 铁粉。
• 锰粉。
• 镍粉。
• 红色和黑色氧化铜。

什么是陶瓷中的粉末冶金？

制造陶瓷和金属零件的基本粉末冶金 (PM) 技术包括四个步骤：用金属或陶瓷制造粉末、混合或混合、压制或固结、烧结或烧制。一种由陶瓷材料制造粉末的机械方法是研磨，它可以细化粉末尺寸。

压粉的基本目的是什么？

粉末压制是将粉末压实成几何形状。压制通常在室温下进行。这将创建一个称为生坯的实心零件。这种压制的未烧结部件的强度（生坯强度）取决于相容性，可以使用粘合剂来增加相容性。

粉末金属是如何制成的？

金属矿石被压碎，然后与另一种材料（通常是碳）混合。混合完成后，将其放入熔炉中以产生降低粉末中氧和碳含量的反应。它需要纯度相对较高的矿石才能得到理想的最终产品。

粉末金属的强度如何？

粉末锻造钢可以提供高强度水平（锻造时的 UTS 高达约 950 N/mm²，热处理时高达 2050 N/mm²；锻造时的拉伸屈服应力高达约 650 N/mm²，热处理时高达 1760 N/mm²）延展性水平（5-18% 伸长率）。

粉末冶金与铸造有何不同？

在粉末冶金过程中，所有金属都是粉末形式。在铸造过程中，金属被加热到其熔点以上，然后倒入模具中并冷却。然后将零件加工成精确的零件。

粉末冶金是增材制造吗？

AM 生产的金属粉末和金属零件的粉末冶金/增材制造元素分析。工业产品开发的一个组成部分是原型和初始样品的制造，无论产品是简单的螺钉还是飞机的复杂部件。

粉末冶金*有什么缺点？

工具和设备成本高。当产量较小时，这尤其是一个限制。大型或复杂形状的零件很难通过 PM 工艺生产。零件的延展性和强度比锻造的要低。

粉末冶金的缺点是什么？

粉末冶金的局限性：

• 模具成本通常而且只能在大规模生产中得到证明。
• 原材料成本非常高。
• 与铸造或机加工零件相比，零件的机械性能质量较差。
• 在某些情况下，最终产品不同部分的密度可能是由于压缩不均匀造成的。

什么是粉末冶金中的粉末分级？

软磁粉末冶金等级包括普通铁、硅铁、钴铁和最近开发的软磁复合材料，它们基于普通铁粉和合适的粘合剂/绝缘体，用于在固化后分离铁粉颗粒治疗。

为什么要烧结？

为什么要进行烧结，为什么它很重要？烧结是为了赋予材料强度和完整性，同时减少孔隙率并提高导电性、半透明性和导热性。

粉末冶金的四个主要步骤是什么？

整个粉末冶金 (PM) 工艺的第一步是制造金属粉末。粉末生产主要采用四种工艺：固态还原、雾化、电解和化学。

什么是粉末冶金中的压坯？

粉末冶金 (PM) 涉及使用粉末形式的原材料的产品和工艺，这些原材料使用合适的模具压制成所需的形状和尺寸。这些压实的粉末被称为“绿色压块”。

粉末金属可以焊接吗？

电阻投影焊接。由于该工艺产生的变形有限，因此通常使用凸焊来焊接粉末金属零件。既能焊接高碳粉末金属零件，也能焊接表面硬化零件。

什么叫金属粉末？

可以找到粉末形式的金属包括铝粉、镍粉、铁粉等等。

粉末冶金有什么特点？

粉末冶金的一个基本属性是能够以粉末形式组合原本不混溶的材料。这种独特的优势使得可以生产将铜和其他金属粉末与固体润滑剂、氧化物和其他化合物结合的摩擦材料。