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粉末冶金工藝的基本工序

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粉末冶金工藝的基本工序

發布日期:2020-08-20 作者: 點擊:

        粉末冶金工藝的基本工序是:

        1、原料粉末的製備。現有的製粉方法大體可分為兩類:機械法和物理化學法。而機械法可分為:機械粉碎及霧化法;物理化學法又分為: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。其中應用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。

        2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是製得一定形狀和尺寸的壓坯,並使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用最多的是模壓成型。此外還可使用3D打印技術進行胚塊的製作。

        3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型後的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結又分為單元係燒結和多元係燒結。對於單元係和多元係的固相燒結,燒結溫度比所用的金屬及合金的熔點低;對於多元係的液相燒結,燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低,而高於易熔成分的熔點。除普通燒結外,還有鬆裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。

        4、產品的後序處理。燒結後的處理,可以根據產品要求的不同,采取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋製、鍛造也應用於粉末冶金材料燒結後的加工,取得較理想的效果。

        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、比表麵、孔徑和形狀等);粉末的化學性能(化學成分、純度、氧含量和酸不溶物等);粉體的力學特性(鬆裝密度、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麵特性(真密度、光澤、吸波性、表麵活性、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品的性能。

    

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        幾何性能最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、燒結時收縮和產品的最終性能。某些粉末冶金製品的性能幾乎和粒度直接相關,例如,過濾材料的過濾精度在經驗上可由原始粉末顆粒的平均粒度除以10求得;硬質合金產品的性能與wc相的晶粒有很大關係,要得到較細晶粒度的硬質合金,惟有采用較細粒度的wc原料才有可能。生產實踐中使用的粉末,其粒度範圍從幾百個納米到幾百個微米。粒度越小,活性越大,表麵就越容易氧化和吸水。當小到幾百個納米時,粉末的儲存和輸運很不容易,而且當小到一定程度時量子效應開始起作用,其物理性能會發生巨大變化,如鐵磁性粉會變成超順磁性粉,熔點也隨著粒度減小而降低。

        (2)粉末的顆粒形狀。它取決於製粉方法,如電解法製得的粉末,顆粒呈樹枝狀;還原法製得的鐵粉顆粒呈海綿片狀;氣體霧化法製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鬆裝密度,由於顆粒間機械齧合,不規則粉的壓坯強度也大,特別是樹枝狀粉其壓製坯強度最大。但對於多孔材料,采用球狀粉最好。

        力學特性粉末的力學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。粉末的鬆裝密度是壓製時用容積法稱量的依據;粉末的流動性決定著粉末對壓模的充填速度和壓機的生產能力;粉末的壓縮性決定壓製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度。

        化學性能主要取決於原材料的化學純度及製粉方法。較高的氧含量會降低壓製性能、壓坯強度和燒結製品的力學性能,因此粉末冶金大部分技術條件中對此都有一定規定。例如,粉末的允許氧含量為0.2%~1.5%,這相當於氧化物含量為1%~10%。

        

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