粉末冶金工艺简介及问题点展示演示幻灯片

粉末冶金的教育资料,1,2,2/3,粉末冶金定义及特点,粉末冶金：以金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)为原料，通过成形、烧结制成金属制品或材料的一种冶金工艺技术。,其他：可根据零件使用，随意调配材料成分；接近工件终物形态，后续加工余量小；生产过程无噪声污染，无处理/无排放有毒物质；可成型出任何切削加工都无法制作的复杂形状。,2,3/3,粉末冶金工艺流程,混粉,制粉,压制成型,烧结,水蒸气处理（ST）,2,4/3,粉末制备,粉末制备方法：,1、机械法：不改变原材料的化学成分，通过切削/研磨将金属制备粉末；,2、物理法：液态金属的通过冷却、雾化制备粉末。,3、化学法：以还原和离解等化学反应为基础，使其化学成分和集聚状态发生变化来制备粉末。,备注：尺寸大于0.001mm，且小于1mm的固体颗粒称为粉末。,2,5/3,1、混粉定义：,混粉及粉末性能,不同粒度等级粉末,微量元素,成型剂,润滑剂,造孔剂,按所需配比进行混合，用于制备具有一定化学成分和一定粒度，以及适合的其它物理化学性能的混合料,2,6/3,2、粉末性能,金属粉末的性能对其成形和烧结过程以及制品的质量都有重大影响。金属粉末的性能可以用化学成分、物理性能和工艺性能来表征。,粉末制备及性能,例：以鞍钢冶金粉末水雾化铁粉性能参数进行说明,2,7/3,3、粉末性能导致不良事例,粉末制备及性能,粉末中混入杂物（X100）,粒度偏大润滑剂（X100）,2,8/3,压制成形,1、概念：将松散粉末施加一定压力（15600Mpa），成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压坯。,上模冲,阴模,下冲1,下冲2,下冲3,芯杆,装粉压制保压脱模,2,9/3,压制成形,2、压制方式,（单向压制）,（双向压制）,因为粉末体在压模内受力后向各个方向流动，于是引起垂直于压模壁的侧压力。侧压力引起摩擦力，会使压坯在高度方向存在明显的压力降，因此不同的压制方式，密度分布不同。,2,10/3,压制成形,3、成形模具结构,上冲,上芯杆,下芯杆,下冲1,下冲2,阴模,填粉,压制,脱模,举例：,2,11/3,压制成形,4、典型不良举例,例1:部品棱边塌陷,原因：模具设计不合理，不良部位疏松，脱模塌边。,例2:部品局部密度不均匀,原因：工件结构不合理，成型必然性。,2,12/3,压制成形,5、成形常见不良预防措施,2,13/3,压制成形,5、成形常见不良预防措施,2,14/3,烧结,1、概念,将压坯置于基体金属熔点以下温度加热保温，粉末颗粒之间产生原子扩散、固溶、化合和熔接，致使压坯收缩并强化，这一过程称为烧结。,烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。,成形体烧结三部曲：,成形体：点接触,粘结阶段,烧结颈长大阶段,闭孔隙球化和缩小阶段,烧结,孔隙,晶粒间界,2,15/3,烧结,2、烧结炉,举例：无锡住电（DDS供方）网式连续烧结炉,B,A,700,1120,850,160,区1：预热区2：烧结区3：保温区4：冷却A口：进气B口：烟气排除,2,16/3,烧结,3、烧结缺陷及改善措施,烧结对最终产品的性能起着决定性作用，且烧结前的工序中的某些缺陷，在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整加以纠正。（例如成型尺寸不良适当改变温度，调节升降温时间与速度等改变工件收缩比来纠正）,2,17/3,烧结,3、烧结缺陷及改善措施,2,18/3,水蒸气处理（ST）,1、水蒸气处理：,处理前：亮银色,处理后：蓝黑色,作用：1）、提高粉末冶金件防锈能力；2）密闭孔隙。,高温+水蒸气,一定时间,烧结体,截面图,2,19/3,水蒸气处理（ST）,2、过程说明：,影响ST