[拼音]:fenmo yejin cailiao
[外文]:powder metallurgy material
采用金属粉末或颗粒作原料,通过成形、烧结或热成形等工艺所制得的多孔、半致密或全致密材料(包括制品)。
特点粉末冶金具有独特的化学组成和物理、机械性能,而这些性能是用传统的熔铸方法所无法取得的。例如能控制材料的孔隙度,以生产各种多孔过滤材料、多孔含油轴承;能利用密度、熔点相差悬殊、互不溶解的金属与金属或金属与非金属的组合,制成多种特殊性能的材料;还可用热成形工艺生产组织均匀、无宏观偏析、细晶粒或微晶的全致密合金材料,如高速钢(见粉末冶金高速钢)、不锈钢和高温合金等。用粉末冶金材料还能直接制出成品零件如齿轮、凸轮、涡轮盘、导杆等,是一种少无切削加工工艺。利用粉末冶金材料可节省能源,提高材料利用率和劳动生产率,并降低制造成本。
应用和分类自20世纪初利用粉末冶金技术制造电灯钨丝后,人们发现粉末冶金在技术和经济上有许多重要的优点,于是出现了各种粉末冶金材料,并在各工业部门得到了广泛地应用。根据粉末冶金制品和应用场合的不同,粉末冶金材料有:
(1)粉末冶金减摩材料,用于制造各种轴承、滑道等。
(2)粉末冶金多孔材料,用于制造各类过滤器、发汗材料等。
(3)粉末冶金结构零件材料(见粉末冶金结构零件),用于制造齿轮、凸轮、棘轮、支架、连杆等。
(4)粉末冶金摩擦材料,用于制造摩擦片。
(5)粉末冶金工模具材料,包括硬质合金、粉末冶金高速钢等,用于制造车刀、钻头、铣刀、镗刀、锯片、钻探工具以及各种模具和轧辊等。
(6)粉末冶金电磁材料,在仪器仪表、电子器械、印刷机械、轻工机械等方面用于制造磁轭、 铁心、极靴、电触头、 电热元件和电极等。
(7)粉末冶金高温材料,包括高温合金(见粉末冶金高温合金)、难熔金属和合金、金属陶瓷、弥散强化和纤维强化材料等。在飞机、宇航、火箭、高温炉等方面用于制造涡轮盘、喷嘴、叶片以及其他耐高温的结构零件。
生产工艺主要包括制粉、 成形、 烧结或热成形。图1为粉末冶金的工艺流程。
![图1](/d/bkimg/2022110808/pjopldnudcb.webp)
![图2](/d/bkimg/2022110808/u5cbpjqh3hg.webp)
分为机械法和物理、化学法。机械法是将金属或合金机械地粉碎,其化学成分基本不变,如雾化法(图2a)。物理、化学法是借助物理或化学的作用,改变原料的化学成分或聚集状态而制成粉末,如电解法、还原法等。
成形将金属粉末密实成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度的坯块的工序。常见的有模压成形(图2b)、挤压成形、轧制成形等。
烧结将粉末或坯块在炉子内加热到低于主要成分熔点的某一适当温度,使粉体粘结成具有所要求的强度和特性的材料或制品。常见的烧结炉有保护气氛烧结炉和真空烧结炉。
热成形一种加热成形的方法。它是将成形和烧结两个工序合成一次完成。主要有热压、热挤压、热等静压(图2c)、热锻、热轧等方法。通过热成形可使粉体制品接近理论密度(全密度)。
发展60年代以来,随着粉末锻造、热挤压、热等静压技术的发展,粉末冶金材料的组织和机械性已能达到甚至超过铸锻材料。粉末的直接利用已获得成功并得到发展,如喷涂、喷焊用的自熔合金粉,已在修补或提高机械零部件表面的耐磨、耐腐蚀性能上取得很好的效果。磁性粉末流体用于密封、磁-电和磁-力的传递;磁记录用的超细磁粉、消气剂、催化剂等,在电子工业方面得到广泛的应用。