粉末冶金MIM法及PM法介绍PPT课件

.,1,MIM然后，将粉末填入成型模具内，施以一定的压力，先形成具有所需零件形状和尺寸的生坯体(greenbody),最后，对此坯体进行高温烧结。,凹凸轮,第三章PM介绍,齿轮,减震器配件,.,20,通常按用途分为7类：粉末冶金减摩材料：又称烧结减摩材料。通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。材料表面间的摩擦系数小，在有限润滑油条件下，使用寿命长、可靠性高；在干摩擦条件下，依靠自身或表层含有的润滑剂，即具有自润滑效果。广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密封等。粉末冶金多孔材料：又称多孔烧结材料。由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。材料内部孔道纵横交错、互相贯通，一般有30%60%的体积孔隙度，孔径1100微米。透过性能和导热、导电性能好，耐高温、低温，抗热震，抗介质腐蚀。用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。粉末冶金结构材料:又称烧结结构材料。能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。由于材料内部有残余孔隙存在，其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻件低，从而使其应用范围受限。,1.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。这种工艺过程称为粉末冶金法，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。2.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。,3.2PM材料及用途介绍：,.,21,粉末冶金摩擦材料:又称烧结摩擦材料。由基体金属（铜、铁或其他合金）、润滑组元（铅、石墨、二硫化钼等）、摩擦组元（二氧化硅、石棉等）3部分组成。其摩擦系数高，能很快吸收动能，制动、传动速度快、磨损小；强度高，耐高温，导热性好；抗咬合性好，耐腐蚀，受油脂、潮湿影响小。主要用于制造离合器和制动器。粉末冶金工模具材料:包括硬质合金、粉末冶金高速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高速钢韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长。可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。粉末冶金电磁材料:包括电工材料和磁性材料。电工材料中，用作电能头材料的有金、银、铂等贵金属的粉末冶金材料和以银、铜为基体添加钨、镍、铁、碳化钨、石墨等制成的粉末冶金材料；用作电极的有钨铜、钨镍铜等粉末冶金材料；用作电刷的有金属-石墨粉末冶金材料；用作电热合金和热电偶的有钼、钽、钨等粉末冶金材料。磁性材料分为软磁材料和硬磁材料。软磁材料有磁性粉末、磁粉芯、软磁铁氧体、矩磁铁氧体、压磁铁氧体、微波铁氧体、正铁氧体和粉末硅钢等；硬磁材料有硬磁铁氧体、稀土钴硬磁、磁记录材料、微粉硬磁、磁性塑料等。用于制造各种转换、传递、储存能量和信息的磁性器件。粉末冶金高温材料:包括粉末冶金高温合金、难熔金属和合金、金属陶瓷、弥散强化和纤维强化材料等。用于制造高温下使用的涡轮盘、喷嘴、叶片及其他耐高温零部件。,ZCF-1磁粉,ZCF-2磁粉,.,22,3.3PM整体流程,原料,成型,常温成型,温压成型,烧结,一般铜系烧结,一般铁系烧结,高温烧结,后处理,热处理:,蒸汽处理,精整,洗净,机加工,油浸,出货,.,23,粉末冶金的生产过程：1.生产粉末：粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。2.压制成型：粉末在500600MPa压力下，压成所需形状。3.烧结：在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。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。4.后处理：一般情况下，烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。,2.3.1PM主要流程介绍：,.,24,3.4粉末冶金工艺的优点：1.制备绝大多数难熔金属、陶瓷材料与核材料及其化合物、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（近型成形），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。6.粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切屑或少切屑的加工方法（切削加工仅4050%）。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。7.制品的致密度可控，如多孔材料、高密度材料等；8.晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析；9.材料组元可控，利于制备复合材料；特征：技术多样性;粉末制备、成形、烧结技术多选择；工艺复杂性;手段先进性；性能优异性；零件复杂性；规模扩大性；成本低廉性。,3.5粉末冶金工艺缺点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.,.,25,3.6粉末冶金的应用汽车行业、机械制造、金属行业、航空航天、仪器仪表、五金工具、工程机械、电子家电及高科技产业等迅猛发展。汽车上已大量采用粉末烧结金属，据统计，在日本每台车上约有4060个烧结零件。在美国制造汽车所用粉末金属1995年就已经达到12.7kg/车，其应用范围包括机械零件、滑动零件、摩擦零件、多孔材料、磁性材料、超硬工具材料、电工材料等。例如，一种粉末金属精密铸造连杆在发动机制造业十分流行，巴依尔公司已将这种连杆作为轿车和摩托车发动机的标准件。克莱斯勒公司也已经在2.0L和2.4L发动机上使用这种粉末金属连杆；通用公司也已经将这种连杆用于4.6LNorthstar和4.0LAuroraV8发动机。福特公司Modular发动机的装配式凸轮轴的凸轮采用粉末金属制造。粉末金属在发动机上的进一步应用是在有色粉末金属缸套的基础上开发完整的汽缸系统，即活塞/活塞环/缸套系统。结语粉末冶金(P/M)技术是一门重要的材料制备与成形技术，被称为是解决高科技、新材料问题的钥匙。高性能、低成本、净近成形一直以来是粉末冶金工作者重要研究课题之一。粉末冶金法能实现工件的少切削、无切削加工，是一种高效、优质、精密、低耗节能制造零件的先进技术。进入20世纪80年代许多行业，特别是汽车工业比以往任何时候更加依赖于粉末冶金技术，尽可能多地采用粉末冶金高性能的零部件是提高汽车尤其是轿车在市场中的竞争能力的一种有力手段。高密度的P/M产品是保证其具有优异的力学性能的关键因素。因此，为扩大粉末冶金P/M零部件的应用范围，必须提高其密度以获得力学性能优异的粉末冶金零部件。目前，常用来提高P/M零部件密度的技术途径主要有：粉末冶金材料的发展方兴未艾，汽车工业是粉末冶金的最大市场，随着粉末品质的不断提高，粉末制造成本的不断下降，成形机设备的费用不再偏高，粉末冶金材料的应用会越来越广。,.,26,总结MIM与其他制程比较,.,27,1.MIM与传统粉末冶金相对比MIM可以制造复杂形状的产品，避免更多的二次机加工、产品密度高、耐蚀性好、强度高、延展性好。可以将2个或更多PM产品组合成一个MIM产品，节省材料和工序。2.MIM与机械加工相对比MIM设计可以节省材料、降低重量、可以将注射后的浇口料重复破碎使用，不影响产品性能，材料利用率高、通过模具一次成形复杂产品，避免多道加工工序、可以制造难以机械加工材料