粉末冶金知识大全

粉末冶金基本知识粉末冶金是制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成材料和制品的工艺技术。它是冶金和材料科学的一个分支学科。粉末冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。粉末冶金发展历史粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。而现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志1、克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难。1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。2、三十年代成功制取多孔含油轴承；继而粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。3、向更高级的新材料、新工艺发展。四十年代，出现金属陶瓷、弥散强化等材料，六十年代末至七十年代初，粉末高速钢、粉末高温合金相继出现；利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件。粉末冶金工艺的优点1、绝大多数难熔金属及其化合物、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，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15，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。粉末冶金工艺的基本工序是1、原料粉末的制备。现有的制粉方法大体可分为两类机械法和物理化学法。而机械法可分为机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为电化腐蚀法、还原法、化合法、还原化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。2、粉末成型为所需形状的坯块。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。3、坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低；对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。4、产品的后序处理。烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。粉末冶金材料和制品的今后发展方向1、有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量的结构零部件发展。2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能合金。3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金。4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。粉末冶金术语1、烧结SINTERING粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。2、流体透过性FLUIDPERMEABILITY在规定条件下测定的在单位时间内液体或气体通过多孔体的数量。3、预烧PRESINTERING在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。4、加压烧结PRESSURE在烧结同时施加单轴向压力的烧结工艺。5、松装烧结LOOSEPOWDERSINTERING,GRAVITYSINTERING粉末未经压制直接进行的烧结。6、液相烧结LIQUIDPHASESINTERING至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。7、过烧OVERSINTERING烧结温度过高和（或）烧结时间过长致使产品最终性能恶化的烧结。8、欠烧UNDERSINTERING烧结温度过低和（或）烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结。9、熔渗INFILTRATION用熔点比制品熔点低的金属或合金在熔融状态下充填未烧结的或烧结的制品内的孔隙的工艺方法。10、脱蜡DEWAXING,BURNOFF用加热排出压坯中的有机添加剂（粘结剂或润滑剂）。11、网带炉MESHBELTFURNACE一般由马弗保护的网带将零件实现炉内连续输送的烧结炉。12、步进梁式炉WALKINGBEAMFURNACE通过步进梁系统将放置于烧结盘中的零件在炉内进行传送的烧结炉。13、推杆式炉PUSHERFURNACE将零件装入烧舟中，通过推进系统将零件在炉内进行传送的烧结炉。14、烧结颈形成NECKFORMATION烧结时在颗粒间形成颈状的联结。15、起泡BLISTERING由于气体剧烈排出，在烧结件表面形成鼓泡的现象。16、发汗SWEATING压坯加热处理时液相渗出的现象。17、烧结壳SINTERSKIN烧结时，烧结件上形成的一种表面层，其性能不同于产品内部。18、相对密度RELATIVEDENSITY多孔体的密度与无孔状态下同一成分材料的密度之比，以百分率表示。19、径向压溃密度RADIALCRUSHINGSTRENGTH通过施加径向压力测定的烧结圆筒试样的破裂强度。20、孔隙度POROSITY多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比。21、扩散孔隙DIFFUSIONPOROSITY由于柯肯达尔效应导致的一种组元物质扩散到另一组元中形成的孔隙。22、孔径分布PORESIZEDISTRIBUTION材料中存在的各级孔径按数量或体积计算的百分率。23、表观硬度APPARENTHARDNESS在规定条件下测定的烧结材料的硬度，它包括了孔隙的影响。24、实体硬度SOLIDHARDNESS在规定条件下测定的烧结材料的某一相或颗粒或某一区域的硬度，它排除了孔隙的影响。25、起泡压力BUBBLEPOINTPRESSURE迫使气体通过液体浸渍的制品产生第一气泡所需的最小的压力。26、重合金HEAVYMETAL密度不低于165G/CM3的烧结材料。如含镍和铜的钨合金。27、金属陶瓷CERMET由至少一种金属相和至少一种通常具有陶瓷性质的非金属相组成的烧结材料。28、烧结零件SINTEREDPART由粉末成形并经烧结强化的烧结制品，零件通常都具有精密的公差和便于安装的特点。29、烧结结构零件SINTEREDSTRUCTURALPART通常用于机械制造的烧结零件，不包括轴承、过滤器和摩擦材料。30、含油轴承OILINGRETAININGBEARING其中的开孔浸渍以润滑油的烧结轴承。31、烧结金属过滤器SINTEREDMETALFILTER通常用于固液或固气分离的透过性烧结金属零件。32、烧结磁性零件SINTEREDMAGNETICPART可满足磁性要求的烧结零件。33、烧结摩擦材料SINTEREDFRICTIONMATERIAL这种烧结材料是由一种金属基与金属的或非金属的添加剂组成的复合材料，添加剂用于改变材料的摩擦与磨损特性。34、烧结电触头材料SINTEREDELECTRICALCONTACTMATERIAL具有高电导率和抗弧腐蚀的烧结材料，例如钨铜，钨银，银石墨和银氧化镉复合材料。烧结后处理粉末冶金的术语1、复压REPRESSING为了提高物理或力学性能，通常对烧结制品施加压力。2、精整SIZING为了达到所需尺寸而进行的复压。3、整形COINING为了达到特定的表面形貌而进行的复压。4、粉末锻造POWDERFORGING由粉末制造的未烧结的、预烧结的或烧结的预成形坯用锻造进行热致密化，同时伴随着形状的改变。5、浸渍IMPREGNATION用非金属物质（如油、石蜡或树脂）填充烧结件的连通开孔孔隙的方法。6、水蒸汽处理STEAMTREATMENT将烧结铁基制品在过热水蒸汽中加热，使表层形成四氧化三铁保护膜，从而提高某些性能粉末冶金制品的浸油处理工艺粉末冶金多孔减摩制品浸油是一道重要的工序，可以增加粉末冶金制品的抗腐蚀性、提高耐磨性，延长其使用寿命。铁基含油轴承烧结后进行浸油处理，润滑油即进入制品孔隙中，当轴转动时，与套发生动摩擦，生热，使轴承温度上升，油遇热膨胀，从孔隙中流出到轴与轴套之间起到自动供油，形成的油膜起润滑减摩作用。浸油也能防止制品被氧化。浸油方法可分普通浸油、加热浸油和真空浸油。普通浸油把清洗干净的烧结制品放入机油（一般为2030号机油）中浸泡。油在制品的毛细管力作用下，浸入到制品的孔隙中。此法浸油效率低、浸油时间长，需几小时，用在含油率不高的制品中。加热浸油把清除干净的烧结制品放入80120热油中浸泡1小时。由于制品受热，连通孔隙中的空气膨胀，使一部分空气被排除。冷却后，剩余部分的空气又收缩，把油吸入到孔隙中。由于热油的流动性好，润滑性高，因而可有更多的油浸入到制品中。该浸油方法效率比普通浸油率高。真空浸油把清理干净的烧结制品放入真空箱内，密封抽空至720毫米HG，然后向真空箱内放入机油，再加热至80，保持2030分钟。由于制品连通孔隙中的空气被抽出，机油可在10分钟之内浸入制品中。这种方法浸油效率高、速度快。此法的另一种形式，是先把放有制品的真空箱内的空气抽出，然后把预热过的油通入真空箱中，将制品覆盖起来，再使真空箱与大气接通，油即较快地浸入到制品孔隙中。粉末冶金制品的硫化处理一硫化处理的目的硫化处理在粉末冶金制品中作为减摩材料应用时,以铁基含油轴承的应用最为广泛。烧结含油轴承（含石墨量14）制造工艺简单、成本低，在PV1825公斤米/厘米秒情况下，可代替青铜，巴氏合金等减摩材料。但在繁重的工作条件下，如摩擦表面上滑动速度过高和单位负荷较大时，则烧结零件的耐磨性能和寿命会迅速降低。为了提高多孔铁基减摩零件的减摩性能，降低摩擦系数，提高工作温度以扩大其使用范围，采用硫化处理是一种值得推广的方法。硫及大部分硫化物都具有一定的润滑性能。硫化铁就是一种良好的固体润滑剂，特别是在干摩擦的条件下，硫化铁的存在，具有很好的抗咬合性。粉末冶金铁基制品，利用其毛细孔可以浸渍相当多的硫，经过加热可使硫与孔隙表面的铁生成硫化铁，它均匀地分布于制品的各处，在摩擦表面上起着良好的润滑作用，并可以改善切削加工性能。硫化处理后的制品，其摩擦和切削表面都显得很光滑。多孔烧结铁经硫化处理后，最突出的作用是具有很好的干摩擦性能。在无油润滑的工作条件下（即不准加油或无法加油），是一种令人满意的自润滑材料，并且有很好的抗咬合性，减少啃轴现象。此外，这种材料的摩擦特性与一般减摩材料不同。一般材料随着比压的增加，摩擦系数开始变化不大，当比压超过一定值后，摩擦系数急剧增加。而经过硫化处理后的多孔烧结铁，其摩擦系数在很大比压范围内随其比压增加反而下降。这就是减摩材料一种可贵的特性。经硫化处理后的烧结铁基含油轴承，可在250以下顺利地工作。（二）硫化处理工艺硫化处理的工艺比较简单，不需要专门的设备，其工艺为将硫放入坩埚中加热熔化，温度控制在120130时，此时硫的流动性较好，若温度过高，则不利于浸渍。将需要浸渍的烧结制品先预热至100150，然后将制品浸入熔化的硫液中，浸渍320分钟，未预热的制品浸渍2530分钟。视制品的密度，壁厚及所需浸入量来决定浸渍时间。密度低、壁厚薄的浸渍时间可少；反之亦然。浸完后取出制品，流尽剩余的硫。最后，将浸渍过的制品放入炉内，通氢保护，亦可以用木炭保护，加热到700720保温051小时，此时，浸入的硫与铁作用生成硫化铁。对于密度为662克/厘米的制品，硫进入量约为354（重量百分比）。加热焙烧是为了使浸入零件孔隙中的硫形成硫化铁。硫化处理后的烧结制品，可进行浸油和精整等处理。（三）硫化处理的应用举例1、面粉机轴套该轴套安装在两根轧辊两端，共四个套。轧辊压力为280公斤，转速为7001000转/分（P10公斤/厘米，V2米/秒）。原采用锡青铜轴套，用甩油圈润滑。现改用密度为58克/厘米、含S量为68的多孔烧结铁代替，可不用原润滑装置，只需开车前滴几滴油，连续工作40小时，轴套温度才40左右；磨面粉12000公斤，轴套仍正常工作。2、牙轮钻小轴套牙轮钻是石油钻探的重要工具，此钻油顶部有个滑转轴套，受压力极大（压力P500公斤力/厘米，速度V015米/秒），并有强烈的震动和冲击。一硫化处理的目的硫化处理在粉末冶金制品中作为减摩材料应用时,以铁基含油轴承的应用最为广泛。烧结含油轴承（含石墨量14）制造工艺简单、成本低，在PV1825公斤米/厘米秒情况下，可代替青铜，巴氏合金等减摩材料。但在繁重的工作条件下，如摩擦表面上滑动速度过高和单位负荷较大时，则烧结零件的耐磨性能和寿命会迅速降低。为了提高多孔铁基减摩零件的减摩性能，降低摩擦系数，提高工作温度以扩大其使用范围，采用硫化处理是一种值得推广的方法。硫及大部分硫化物都具有一定的润滑性能。硫化铁就是一种良好的固体润滑剂，特别是在干摩擦的条件下，硫化铁的存在，具有很好的抗咬合性。粉末冶金铁基制品，利用其毛细孔可以浸渍相当多的硫，经过加热可使硫与孔隙表面的铁生成硫化铁，它均匀地分布于制品的各处，在摩擦表面上起着良好的润滑作用，并可以改善切削加工性能。硫化处理后的制品，其摩擦和切削表面都显得很光滑。多孔烧结铁经硫化处理后，最突出的作用是具有很好的干摩擦性能。在无油润滑的工作条件下（即不准加油或无法加油），是一种令人满意的自润滑材料，并且有很好的抗咬合性，减少啃轴现象。此外，这种材料的摩擦特性与一般减摩材料不同。一般材料随着比压的增加，摩擦系数开始变化不大，当比压超过一定值后，摩擦系数急剧增加。而经过硫化处理后的多孔烧结铁，其摩擦系数在很大比压范围内随其比压增加反而下降。这就是减摩材料一种可贵的特性。经硫化处理后的烧结铁基含油轴承，可在250以下顺利地工作。（二）硫化处理工艺硫化处理的工艺比较简单，不需要专门的设备，其工艺为将硫放入坩埚中加热熔化，温度控制在120130时，此时硫的流动性较好，若温度过高，则不利于浸渍。将需要浸渍的烧结制品先预热至100150，然后将制品浸入熔化的硫液中，浸渍320分钟，未预热的制品浸渍2530分钟。视制品的密度，壁厚及所需浸入量来决定浸渍时间。密度低、壁厚薄的浸渍时间可少；反之亦然。浸完后取出制品，流尽剩余的硫。最后，将浸渍过的制品放入炉内，通氢保护，亦可以用木炭保护，加热到700720保温051小时，此时，浸入的硫与铁作用生成硫化铁。对于密度为662克/厘米的制品，硫进入量约为354（重量百分比）。加热焙烧是为了使浸入零件孔隙中的硫形成硫化铁。硫化处理后的烧结制品，可进行浸油和精整等处理。（三）硫化处理的应用举例1、面粉机轴套该轴套安装在两根轧辊两端，共四个套。轧辊压力为280公斤，转速为7001000转/分（P10公斤/厘米，V2米/秒）。原采用锡青铜轴套，用甩油圈润滑。现改用密度为58克/厘米、含S量为68的多孔烧结铁代替，可不用原润滑装置，只需开车前滴几滴油，连续工作40小时，轴套温度才40左右；磨面粉12000公斤，轴套仍正常工作。2、牙轮钻小轴套牙轮钻是石油钻探的重要工具，此钻油顶部有个滑转轴套，受压力极大（压力P500公斤力/厘米，速度V015米/秒），并有强烈的震动和冲击。粉末冶金新技术和新工艺粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术，在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经进入当代材料科学的发展前沿。目前粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展，本文着重介绍几种近十年来粉末冶金零件的成形新技术。一、温压技术温压技术是粉末冶金领域近几年发展起来的一项新技术，可生产出高密度、高强度，具有非常广泛的应用前景。所谓温压技术就是采用特制的粉末加温、粉末输送和模具加热系统，将加有特殊润滑剂的预合金粉末和模具等加热至130150，并将温度波动控制在25以内，然后和传统粉末冶金工艺一样进行压制、烧结而制得粉末冶金零件的技术。其技术关键一是温压粉末制备，二是温压系统。与传统工艺相比，温压成形的压坯密度约有015030GCM3的增幅，其密度可达745GCM3。在相同的压制压力下，温压材料的屈服强度比传统工艺平均高11，极限拉伸强度平均高135，冲击韧性可提高33。另外，温压零件的生坯强度高，可达2O30MPA，比传统方法提高50100，不仅降低生坯搬运过程中的破损率而且能对生坯进行机加工，表面光洁度好。此外，温压工艺的压制压力低和脱模力小，同时零件性能均一，产品精度高，材料利用率高。温压工艺还有一个特点是工艺简单，成本低廉。研究表明，假如一次压制、烧结的普通粉末冶金工艺的成本为10，则粉末锻造的相对成本为20，复压复烧的相对成本为15，渗铜的相对成本为14，而温压技术的相对成本为125。目前，采用温压技术生产的粉末冶金零件已达200多种，零件重量在51200G。例如，德国SINTERSTAHLGMBH公司用温压技术生产复杂的摩擦传动用同步齿环，在美国新奥尔兰举行的PM2TEC2001国际会议上获奖。该零件的齿部密度超过73GCM，环体密度超过71GCM，生坯强度达到28MPA。采用了扩散合金化的烧结硬压粉末，最低抗拉强度为850MPA。由于使用了温压技术和采用粉末冶金零件，使得综合成本降低了38。二、流动温压技术流动温压技术WARMFLOWCOMPACTION，简称WFC是在粉末压制、温压成形工艺的基础上，结合了金属粉末注射成形工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件近净成形技术。其关键技术是提高混合粉末的流动性。它通过提高了混合粉末的流动性、填充能力和成形性，从而可以在8O130C温度下，在传统压机上精密成形具有复杂几何外形的零件，如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等零件，而不需要其后的二次机加工。WFC技术既克服了传统粉末冶金在成形复杂几何形状方面的不足，又避免了金属注射成形技术的高成本，是一项极具潜力的新技术，具有非常广阔的应用前景。中国模具视频网WFC技术作为一种新型的粉末冶金零部件近净成形技术，其主要特点如下1可成形具有复杂几何形状的零件；2压坯密度高、密度均匀；3对材料的适应性较好；4工艺简单，成本低。目前，WFC技术在国外还处于研究的初始阶段，其关键制造技术及其致密化机理研究尚未见报道。三、模壁润滑技术传统粉末零件成形时，为了减少粉末颗粒之问和粉末颗粒与模壁之间的摩擦，在粉末混合料中需添加一定量的润滑剂，但混进的润滑剂因密度低不利于获得高密度的粉末冶金零件；而且润滑剂的烧结会染环境，甚至会降低烧结炉的寿命和产品的性能。模壁润滑技术的应用则很好地解决了这一难题。近年来，采用模壁润滑取代粉末润滑技术已成为粉末成形研究和开发的又一热点。目前，实现模壁润滑的主要途径有两个一是利用下模冲复位时与阴模及芯杆之间的配合间隙所产生的毛细作用，将液相润滑剂带到阴模及芯杆表面。二是用喷枪将带有静电的固态润滑剂粉末喷射到压模的型腔表面上，即在装粉靴的前部装一个附加的润滑剂靴装置。成形开始时，润滑剂靴推开压坯，压缩空气将带有静电的润滑剂从靴内喷射到模腔内，因为润滑剂粉末所带的极性与阴模相反，粉末在电场牵引下撞击并粘附在模壁上，然后装靴粉装粉，进行常规压制成形。采用模壁润滑技术明显提高粉末材料的生坯密度，密度可达到74GCM3，且模壁润滑与粉间润滑相比，铁粉的生坯强度可分别提高128217。日本丰田汽车中心研究人员利用温压、模壁润滑与高压制压力使铁基粉末压坯几乎达到全致密。四、高速压制技术高速压制技术HJGHVELOCITYCOMPACTION，简称HVC是瑞典的HOAGANAS公司在2001年6月推介的一种新技术。高速压制生产零件的过程和传统的压制过程工序相同。混合粉末加进送料斗中，粉末通过送粉靴自动填充模腔压制成形，之后零件被顶出并转入烧结工序。所不同的是高速压制的压制速度比传统压制高5001000倍，压机锤头速度高达230MS，液压驱动的锤头重达51200KG，粉末在002S之内通过高能量冲击进行压制，压制时产生强烈的冲击波。通过附加间隔03S的多重冲击能达到更高的密度。HVC技术具有高密度、高性能、低成本、高生产率和可成形大零件的特点。该技术适用于制备阀门、简单齿轮、气门导筒、主轴承盖、轮毂、齿轮、法兰、轴套宇轴承套圈和凸轮凸角机构等产品。目前正在继续研究生产更复杂的多级部件。五、动磁压制技术动力磁性压制技术DYNAMICMAGNETICCORNPACTION，简称DMC是1995年美国开始研究的一种新型的高性能粉末最终成形压制技术。DMC是采用脉冲调制电磁场施加的压力来固结粉末。与传统的粉末冶金压制工艺一样，动力磁性压制也是两维压制工艺，但却是径向压制而不是轴向压制。当粉末装入个导电的容器护套内，置于高场强的中心腔中，线圈通入高电流脉冲，线圈中形成磁场，护套内因而产生感应电流。感应电流与施加的磁场相互作用，产生由外向内压缩护套的磁力，使粉末得到压制，整个压制过程时间不足1MS。DMC具有以下特点1由于不使用模具，因而可达到更高的压制力，维修与生产成本更低；2在任何温度与气氛中均可施加压力，且适合所有材料，工作条件更灵活；3不使用润滑剂与粘结剂，有利于环境保护。目前，许多动磁压制的应用已接近工业化阶段。DMC适于制造柱形对称的终形件，薄壁管，高纵横比部件和内部形状复杂的部件。现可以生产直径长度127MM762MM到1270MM254MM的部件。六、放电等离子烧结技术放电等离子烧结技术SPARKPLASMASINTERING，简称SPS最早源于1930年美国科学家提出的脉冲电流烧结原理，但直到日本于1988年研制出第一台工业型SPS装置，该技术才真正引起世人的关注。该技术集粉末成形和烧结于一体，不需要预先成形，也不需要任何添加剂和粘结剂。主要是利用外加脉冲强电流形成的电场清除粉末颗粒表面氧化物和吸附的气体，净化材料，活化粉末表面，提高粉末表面的扩散能力，再在较低机械压力下利用强电流短时加热粉体进行烧结致密。_有关研究表明，该技术由于场活化等作用在较大程度上降低了粉体的烧结温度，缩短了烧结时间，并充分利用了粉末自身发热的作用，热效率极高，加热均匀，可通过一次成形获得高精度、均质、致密、含氧量低和晶粒组织细小的零件。中国模具视频网目前，SPS研究对象主要集中于陶瓷、金属陶瓷、金属间化合物、复合材料、纳米材料以及功能材料等。在制备和成形非晶合金、形状记忆合金、金刚石等材料方面也作了不少尝试，并取得了较好的结果。七、爆炸压制技术参考文献爆炸压制EXPLOSIVECOMPACTION又称冲击波压制，是利用化学能的一种高能成形方法。它通常将金属粉末材料置于具有一定结构的模具中施加爆炸压力，爆炸物质的化学能在极短的时间内转化为周围介质中的高压冲击波，并以脉冲波的形式作用粉末，使其获得高密度。作用时间仅为1O一100US，粉末成形为1MS左右。爆炸压制方法是一种独特的加工方法，可使松散材料达到理论密度。能将不适合传统压力加工的材料制造成零件，可使传统的不可压缩的金属陶瓷材料、低延性金属等压制成复合材料，典型的应用是将高温合金粉末用于成形飞机发动机的耐高温零件。结束语粉末冶金是一门重要的零件成形技术。粉末冶金新技术、新工艺的不断出现，必将促进高技术产业的快速发展，也必将带给材料工程和制造技术光明的前景。目前，我国粉末冶金行业整体技术水平低下、工艺装备落后，与国外先进技术水平相比存在较大差距。因此，大力发展粉末冶金新技术的研究，对提高我国粉末冶金产品的档次和技术水平，缩短与国外先进水平的差距具有非常重要的意义高温含油轴承专用油的介绍KR152高温含油轴承专用油产品简介KR高温含油轴承专用油具有优异的高温应用特性，可用于长期运转在200250高温环境下含油轴承的润滑，瞬时耐温超过300。适用于高温烤箱、高温传送带含油轴承等。KR高温含油轴承专用油具有高闪点特性和极低的高温蒸发损失。高温抗氧化安定性优异，抗结焦能力强，避免油泥堵塞含油微孔，使高温含油轴承润滑通畅。内含特种保护剂，高温运转时在金属表面形成特种低剪切应力的反应膜，保证含油轴承即使在超高温、过载或缺油情况下，仍能正常运转，避免轴承卡死抱轴。KR高温含油轴承专用油对丁腈橡胶、氟橡胶和硅橡胶等密封件适应。符合环保要求，不含有害重金属。产品特点高温蒸发损失极小，延长高温润滑寿命高闪点，抗氧化能力优异高粘度指数，高温下提供足够的油膜强度抗结焦能力强，低灰分极佳的润滑抗磨性，显著降低轴承磨损量，超高负荷下防止轴承卡死抱轴技术指标产品型号152，157，158外观黄色至棕红色均匀油体运动粘度400MM2/S粘度指数130闪点300蒸发损失05凝固点25腐蚀试验1B长期磨损05MM油膜强度1500N烧结负荷5000N注意事项在使用本品之前工件最好清洗干净，以免污染物影响润滑油的性能发挥。根据粉末冶金含油轴承工件的材质和形状适当调整浸油温度和时间，采用真空加热浸油，油品长期加热温度不宜超过100。高的含油率对使用寿命有良好效果。对于非含油轴承、齿轮、链条等工件，滴油润滑或浸泡润滑同样有效。产品包装20L塑料桶；200L铁桶推荐应用KR高温含油轴承专用油属于全合成型润滑剂。本润滑油适用于铜基、铁基和铁铜基含油轴承，以及相关粉末冶金结构件在高温运转条件下的润滑保护。尤其适用于果汁搅拌机等高速高停转的含油轴承润滑。测试报告本产品已经经过新鸿泰、天环、东富胜、协昌、威士达等公司检测，并正式批量使用。特种润滑油系列含油轴承专用润滑油KOIL微型含油轴承专用油KOILS1高温高速含油轴承专用油性能相当美孚1号KOILS1高温高速含油轴承专用油属于特种全合成润滑剂。本润滑油适用于铜基、铁基和铁铜基等含油轴承,以及相关粉末冶金结构件的润滑保护。产品简介KOILS1高温高速含油轴承专用油是针对粉末冶金含油轴承的润滑特点而研制的特种深圳市宝德龙科技有限公司联系人袁圆（销售）手话8675513590152620传真8675528098595地址广东深圳深圳市民治街道滢水山庄网址HTTP/WWWMMIMMCOM/CRD1813497/超高速高温含油轴承润滑油LONGFORKR152产品简介LONGFORKR高温含油轴承专用油具有优异的高温应用特性，可用于长期运转在200250高温环境下含油轴承的润滑，瞬时耐温超过300。适用于高温烤箱、高温传送带含油轴承等。KR高温含油轴承专用油具有高闪点特性和极低的高温蒸发损失。高温抗氧化安定性优异，抗结焦能力强，避免油泥堵塞含油微孔，使高温含油轴承润滑通畅。内含特种保护剂，高温运转时在金属表面形成特种低剪切应力的反应膜，保证含油轴承即使在超高温、过载或缺油情况下，仍能正常运转，避免轴承卡死抱轴。KR高温含油轴承专用油对丁腈橡胶、氟橡胶和硅橡胶等密封件适应。符合环保要求，不含有害重金属。产品特点高温蒸发损失极小，延长高温润滑寿命高闪点，抗氧化能力优异高粘度指数，高温下提供足够的油膜强度抗结焦能力强，低灰分极佳的润滑抗磨性，显著降低轴承磨损量，超高负荷下防止轴承卡死抱轴技术指标产品型号152，157，158外观黄色至棕红色均匀油体运动粘度400MM2/S粘度指数130闪点300蒸发损失05凝固点25腐蚀试验1B长期磨损05MM油膜强度1500N烧结负荷5000N注意事项在使用本品之前工件最好清洗干净，以免污染物影响润滑油的性能发挥。根据粉末冶金含油轴承工件的材质和形状适当调整浸油温度和时间，采用真空加热浸油，油品长期加热温度不宜超过100。高的含油率对使用寿命有良好效果。对于非含油轴承、齿轮、链条等工件，滴油润滑或浸泡润滑同样有效。产品包装1KG，15KG，18L，20L塑料桶或根据用户需要包装；200L铁桶推荐应用LONGFORKR系列高温含油轴承专用油属于全合成型润滑剂。本润滑油适用于铜基、铁基和铁铜基含油轴承，以及相关粉末冶金结构件在高温运转条件下的润滑保护。尤其适用于果汁搅拌机等高速高停转的含油轴承润滑。测试报告本产品已经经过新鸿泰、天环、东富胜、协昌、威士达等公司检测，并正式批量使用,公司名称深圳市龙夫化工有限公司销售部零,联系人刘先生润滑技术服务顾问添加我为商业伙伴留言询价,电话8607558342369213554780376,传真864006808015,联系地址华强北路赛格科技园四栋东三层385386室含油轴承的相关技术参数含油轴承作为机电基础零件已被广泛应用于汽车、事务机械、家电制品、电动工具、音响器材、电脑相关设备等多种行业中。不同的工作条件对含油轴承提出了各种不同的材料和性能要求，比如说，一般的电动工具用含油轴承对耐磨性有特别的要求，音响机械用含油轴承则需要较低的摩擦系数等等。GB/T2688中规定的分为铁系、铁碳系、铁铜碳系、铁铜系、663青铜系等7种含油轴承材料已远远不能满足各种工况的需求，各轴承生产厂家又参照国外标准生产铁青铜系、铁黄铜系等材料的轴承。原料粉末的特性很大程度上决定了含油轴承的最终性能，如国外采用了镀铜铁粉为原料的轴承，含油率可以达到30，压溃强度20KG/CM2以上。下面就结合扬州保来得在粉末国产化的过程中遇到的问题谈谈现阶段国产粉末在含油轴承中的应用及原料的改进需求，请大家参考。一、还原铁粉还原铁粉作为粉末冶金产业最重要的原材料，消耗量约占铁粉总量的7080。自上世纪八十年代来还原铁粉已取得了长足的发展，主要生产设备和生产工艺已发生了结构性的变化，如一次还原从最初的倒焰窑发展到现在的150米以上的隧道窑，精还原炉也从自制的还原炉到逐渐使用引进的进口还原炉，破碎机组也在逐渐引进国外先进设备，最直接的结果是还原铁粉的质量和性能有了普遍的提高。近年来出现了采用赫格纳斯方法生产的铁精矿还原铁粉，并获得了部分市场。国产还原铁粉作为传统产品，占有国内总用量的绝对多数并部分出口，但综合扬州保来得目前的使用状况，国产还原铁粉我们认为仍存在以下问题1杂质含量高。国内还原铁粉大多数采用铁鳞作为原料，经过冲洗、粉碎、多道磁选、还原等工艺制成。受铁鳞来源的影响，锰、硅等的杂质不能在后面的工序中被有效去除，一般成品粉中锰含量0405，硅含量015以上，酸不溶物含量也在040以上。这些杂质作为硬质相加剧了粉末成形和烧结品整形过程中模具的磨损。通常采用赫格纳斯生产的还原铁粉整形芯棒每50万只更换，而国产粉芯棒更换的频率为20万只。2颗粒形状不佳。铁粉的表面形状直接影响压制后颗粒的相互嵌合，嵌合的多少很大程度上决定着成形性。国内铁粉生产厂家一般采用普通粉碎设备对铁鳞和海绵铁进行破碎，合批设备为双锥形搅拌机，在破碎和搅拌的同时破坏了颗粒表面的形貌，使粉末和粉末之间的咬合变少，从而降低了粉末的成形性。采用赫格纳斯的MH8023和国内相同牌号铁粉制成密度60G/CM3的轴承成形品，其拉脱拉值分别为05和2。3氧和碳含量偏高。由于国内大多数还原铁粉受到铁粉还原炉密封性、保护气氛流动方向、温控精确度等方面的限制，成品粉的氧含量一般在05左右，碳含量一般在005左右，大大降低了粉末的压制性，并很大程度上影响了烧结活性，降低了压溃强度；而进口还原粉分别控制在03和002以下。4松装比重偏高。粉末的粒度分布会对松比产生很大的影响。由于因为受到粉碎及粒度分布的影响，铁粉中细粉含量特别是325目筛下物国产还原粉的松比一般情况下偏高，且波动较大，给批量生产带来了不稳定因素。国外一般用分级后的粉按一定的粒度分布按比例加入，保证了松比和流动性的稳定性。5含油率偏低。铁粉颗粒内部的孔隙数量和大小直接影响着含油轴承的储油能力和出油速度。铁鳞还原粉内部孔隙较少且细小，横截面的孔隙率一般是1530，国外还原铁粉的颗粒孔隙率可达到40以上。对一般的铁基含油轴承，考虑到成品的强度，其密度一般590610G/CM3，国产粉的封闭孔隙率一般为68，而进口粉为3545。总之，国产还原铁粉在一般要求的轴承中已得到广泛的应用，但随着5级、6级精度轴承的逐步推广，主机厂也要求不良品率提高到PPM级，现阶段还原铁粉的质量水平已不能满足需求，我们希望铁粉生产企业能在以下方面有所提高1改善破碎设备，发展螺旋混粉合批机，尽可能保持铁粉颗粒表面形状的不规则；2保证稳定的铁鳞来源，并有足够大的混合能力，改进批量之间的稳定性；3保证细粉比例在可控制的范围内，实现不通过增加粗粉比例就能得到低松比；4改善球磨工艺，减少片状粉的含量，提高颗粒内部孔隙率并得到较大的孔隙；5改善成品粉包装，减少运输、储存过程中的氧化、结块问题。二、雾化铜粉由于铜的低摩擦系数和优良的抗咬合性，纯铜粉、青铜粉与还原铁粉混合或单独使用，用于制作广泛的使用的铁铜基、铜基含油轴承，年需求量相当巨大。随着环保意识的加强，663青铜粉正逐渐退出市场，电解铜粉也会逐渐减少，取而代之的是水雾化铜粉、铜锡扩散粉或合金粉。国内近年来兴建了很多铜粉生产企业，但产品与OMG，美国青铜公司，日本雾化株式会社等国际知名企业的相比仍有较大差距。就保来得目前使用情况而言，国内雾化纯铜粉的差距主要有1松比高国外先进的铜粉生产工艺是将雾化后的粉末进行焙烧氧化或研磨氧化，再高温还原得到类似还原铁粉内部形貌的雾化铁粉，松比一般在2325G/CM3，而国内现行工艺得到的雾化铜粉松比一般在2730G/CM3，相对较小的压缩比导致生坯强度较差；2氧含量高类似于还原铁粉，受还原炉的局限国内雾化铜粉的氧含量偏高，导致烧结后的强度偏低且粉末的压制性较差。三、青铜粉由于目前雾化青铜粉的技术目前还不成熟，现阶段用得较多的是铜锡扩散粉或铜锡混合粉。国内基于雾化铜粉的扩散青铜粉同样存在松比高、氧含量高、烧结强度低等缺陷，集中表现在1类似于雾化青铜粉，松比和氧含量比较高；2由于锡粉在烧结时向表面扩散或其他原因，烧结后产品的表面有“绿”色，影响了产品外观；3烧结后强度低。一般进口粉烧结强度为21KG/CM2，目前国产粉仅为17KG/CM2，相对低的烧结强度限制了国产铜粉使用范围；4烧结尺寸稳定性差。铜粉和锡粉进行混合时，由于锡粉较细容易产生偏析，导致了烧结时同一批次产品有大有小或同一产品变形严重，严重影响到整形后尺寸的精度。5封闭孔隙率高。国产铜粉表面形状虽然不规则，但整体看表面比较光滑，颗粒内部也没有形成孔隙，含油轴承的封闭孔隙率比较高，导致相同密度的产品出现含油率不足的现象。我们希望国产铜粉能克服上述问题，争取达到国外铜粉的水平，打破在高端铜粉市场进口粉一统天下的局面。粉末冶金工艺及材料粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点1粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。2提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。3利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。粉末冶金的品种繁多，主要有钨等难熔金属及合金制品；用CO、NI等作粘结剂的碳化钨（WC）、碳化钛（TIC）、碳化钽（TAC）等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；CU合金、不锈钢及NI等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。随着粉末冶金生产技术的发展，粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。1粉末冶金基础知识1粉末的化学成分及性能尺寸小于1MM的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（M）或纳米（NM）。1粉末的化学成分常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过12，否则会影响制品的质量。2粉末的物理性能粒度及粒度分布粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。图711描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。颗粒形状即粉末颗粒的外观几何形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。比表面积即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。3粉末的工艺性能粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。填充特性指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表示。粉末的填充特性与颗粒的大小、形状及表面性质有关。流动性指粉末的流动能力，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时间表示。流动性受颗粒粘附作用的影响。压缩性表示粉末在压制过程中被压紧的能力，用规定的单位压力下所达到的压坯密度表示，在标准模具中,规定的润滑条件下测定。影响粉末压缩性的因素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的压缩性好；颗粒的形状和结构也影响粉末的压缩性。成形性指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末能够成形的最小单位压制压力表示，或用压坯的强度来衡量。成形性受颗粒形状和结构的影响。12粉末冶金的机理1压制的机理压制就是在外力作用下，将模具或其它容器中的粉末紧密压实成预定形状和尺寸压坯的工艺过程。钢模冷压成形过程如图712所示。粉末装入阴模,通过上下模冲对其施压。在压缩过程中，随着粉末的移动和变形，较大的空隙被填充，颗粒表面的氧化膜破碎，颗粒间接触面积增大，使原子间产生吸引力且颗粒间的机械楔合作用增强，从而形成具有一定密度和强度的压坯。2等静压制压力直接作用在粉末体或弹性模套上，使粉末体在同一时间内各个方向上均衡受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯的过程。按其特性分为冷等静压制和热等静压制两大类。冷等静压制即在室温下等静压制，液体为压力传递媒介。将粉末体装入弹性模具内，置于钢体密封容器内，用高压泵将液体压入容器，利用液体均匀传递压力的特性，使弹性模具内的粉末体均匀受压。因此，冷等静压制压坯密度高，较均匀，力学性能较好，尺寸大且形状复杂，已用于棒材、管材和大型制品的生产。热等静压制把粉末压坯或装入特制容器内的粉末体置入热等静压机高压容器中，施以高温和高压，使这些粉末体被压制和烧结成致密的零件或材料的过程。在高温下的等静压制，可以激活扩散和蠕变现象的发生，促进粉末的原子扩散和再结晶及以极缓慢的速率进行塑性变形，气体为压力传递媒介。粉末体在等静压高压容器内同一时间经受高温和高压的联合作用，强化了压制与烧结过程，制品的压制压力和烧结温度均低于冷等静压制，制品的致密度和强度高，且均匀一致，晶粒细小，力学性能高，消除了材料内部颗粒间的缺陷和孔隙，形状和尺寸不受限制。但热等静压机价格高，投资大。热等静压制已用于粉末高速钢、难熔金属、高温合金和金属陶瓷等制品的生产。3粉末轧制将粉末通过漏斗喂入一对旋转轧辊之间使其压实成连续带坯的方法。将金属粉末通过一个特制的漏斗喂入转动的轧辊缝中，可轧出具有一定厚度、长度连续、强度适宜的板带坯料。这些坯体经预烧结、烧结，再轧制加工及热处理等工序，就可制成具有一定孔隙度的、致密的粉末冶金板带材。粉末轧制制品的密度比较高，制品的长度原则上不受限制，轧制制品的厚度和宽度会受到轧辊的限制；成材率高为8090，熔铸轧制的仅为60或更低。粉末轧制适用于生产多孔材料、摩擦材料、复合材料和硬质合金等的板材及带材。4粉浆浇注是金属粉末在不施加外力的情况下成形的，即将粉末加水或其它液体及悬浮剂调制成粉浆，再注入石膏模内，利用石膏模吸取水分使之干燥后成形。常用的悬浮剂有聚乙烯醇、甘油、藻肮酸钠等，作用是防止成形颗粒聚集，改善润湿条件。为保证形成稳定的胶态悬浮液，颗粒尺寸不大于5M10M，粉末在悬浮液中的质量含量为4070。粉浆成形工艺参见本书622。5挤压成形将置于挤压筒内的粉末、压坯或烧结体通过规定的模孔压出。按照挤压条件不同，分为冷挤压和热挤压。冷挤压是把金属粉末与一定量的有机粘结剂混合在较低温度下（40200）挤压成坯块；粉末热挤压是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热挤压法能够制取形状复杂、性能优良的制品和材料。挤压成形设备简单，生产率高，可获得长度方向密度均匀的制品。挤压成形能挤压出壁很薄直经很小的微形小管，如厚度仅001MM，直径1MM的粉末冶金制品；可挤压形状复杂、物理力学性能优良的致密粉末材料，如烧结铝合金及高温合金。挤压制品的横向密度均匀，生产连续性高，因此，多用于截面较简单的条、棒和螺旋形条、棒（如麻花钻等）。6松装烧结成形粉末未经压制而直接进行烧结，如将粉末装入模具中振实，再连同模具一起入炉烧结成形，用于多孔材料的生产；或将粉末均匀松装于芯板上，再连同芯板一起入炉烧结成形，再经复压或轧制达到所需密度，用于制动摩擦片及双金属材料的生产。将置于挤压筒内的粉末、压坯或烧结体通过规定的模孔压出。按照挤压条件不同，分为冷挤压和热挤压。冷挤压是把金属粉末与一定量的有机粘结剂混合在较低温度下（40200）挤压成坯块；粉末热挤压是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热挤压法能够制取形状复杂、性能优良的制品和材料。挤压成形设备简单，生产率高，可获得长度方向密度均匀的制品。7爆炸成形借助于爆炸波的高能量使粉末固结的成形方法。爆炸成形的特点是爆炸时产生压力很高，施于粉末体上的压力速度极快。如炸药爆炸后，在几微秒时间内产生的冲击压力可达106MPA（相当于107个大气压），比压力机上压制粉末的单位压力要高几百倍至几千倍。爆炸成形压制压坯的相对密度极高，强度极佳。如用炸药爆炸压制电解铁粉，压坯的密度接近纯铁体的理论密度值。爆炸成形可加工普通压制和烧结工艺难以成形的材料，如难熔金属、高合金材料等，还可压制普通压力无法压制的大型压坯。除上述方法外，还有注射成形及热等静压制新技术等新的成形方法。2烧结的机理烧结是粉末或压坯在低于其主要组分熔点温度以下的热处理过程，目的是通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。随着温度升高，粉末或压坯中产生一系列的物理、化学变化水和有机物的蒸发或挥发、吸附气体的排除、应力消除以及粉末颗粒表面氧化物的还原等，接着粉末表层原子间的相互扩散和塑性流动。随着颗粒间接触面的增大，会产生再结晶和晶粒长大，有时出现固相的熔化和重结晶。以上各过程常常会相互重叠，相互影响，使烧结过程变得十分复杂。烧结过程中制品显微组织的变化如图713所示。2粉末冶金工艺21粉末制备金属粉末的制备方法分为两大类机械法和物理化学法。还有新研制的机械合金化法，汞齐法、蒸发法、超声粉碎法等超微粉末制造技术。制备方