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粉末冶金压制（PM）工艺流程及烧结知识简介
4.1粉末压实过程 粉末压实（这里主要是指PM）是金属粉末（或金属和非金属粉末的混合物）的原料，冲压成形制造各类成形零件和产品的烧结方法之后。
两种液体的微粒材料性质和固体的两倍整体塑料本身具有一定程度的流动性和各颗粒的，人们注意到这一特征的优点，实现粉末成型，得到所需产物。
粉末压制特点：
1）能够产生不以其他方式难以制造或制品。它可以作为耐火材料，非常坚硬和材料的特殊性能，高效率2）材料，接近100％来制备。
3）虽然其它方法也可以通过粉末冶金，但更经济的制造。
4）一般地，较高的金属粉末，粉末冶金设备和模具投资的价格是大的，零件的几何形状，受到一定的限制，因此，适合于大批量生产的粉末冶金零件。
粉饼生产工艺过程如下：
4.1.1金属粉末制备及其性能
（1）金属粉末的制备
金属粉末生产具有多种方法，它们是：矿物还原，雾化，机械粉碎法。
1）在一定的条件下冶金还原的金属矿石后矿物粉末矿物还原的制备是通过粉碎等处理，得到粉末减少到一定的形状和金属材料的尺寸和金属材料金属注射成型。
矿物减少主要适用于铁的生产，铁矿石纯度纯度直接相关。除了铁，矿物质减少，但还生产钴，钼，钙粉。例如，难熔金属化合物粉末如碳化物，硼化物，硅化物粉末，金属氧化物粉末是得到的碳，硅或硼化合物粉末的动作或化学取代方法。系统碳化物粉末被取，碳黑粉末可以是直接还原的金属氧化物的，该反应如下：
MO，MC是指金属氧化物，金属碳化物
此还原过程所需的温度相对较高。如为1400-1 600℃制备时，通常是在碳管炉碳化钨粉末，并将该反应过程可以用氢气或在真空中进行。
2）电解电解是水溶液或金属颗粒或海绵状的金属片，然后的盐沉淀的电解沉积的熔融盐电解机械粉碎。
3）雾化粉末雾化的制备是通过一个喷流（空气或惰性气体），机械动力和水蒸汽或熔融金属的水淬的作用的熔融金属液被雾化，得到金属粉末。如图4-1所示。
由于通过法治所获得的高纯度雾化粉末，而且合金粉末都有自己的特点，产量高，成本低，因此发展迅速的应用程序。用于生产铁，钢，铅，铝，锌，铜和其合金等的粉末。
4）最常用的机械粉碎机械破碎法是一个球或碳化物球或蛞蝓片剂研磨原料，适用于一些金属粉末的脆性，处理后的金属粉末或脆性（例如，氢化的制备治疗脆性钛粉末）。
特点（2）金属粉末
金属粉末的粉末压制，烧结过程中，之前的终产物烧结和强度特性的特性有显著影响。
的金属粉末的基本性能包括：化学成分，粒度分布，颗粒形状和尺寸和技术特性。
1）将粉末的化学组成的化学组成通常是指金属或杂质和气体的主要成分的含量。金属注射成型金属粉末在一个大的金属不低于98％-99％的主要内容，充分满足了烧结机零件和其他要求。然而，在高性能粉末冶金材料制造，它需要使用更高纯度的粉末。
最常存在于金属粉末为氧化物系夹杂物。的金属氧化物粉末是压缩劣化，提高模具磨损。有时，少量易还原的金属氧化物的青睐金属粉末的烧结由于金属粉末，体积小，气体的金属粉末粒子表面的吸附的大的表面积。金属粉末制备过程中会有大量的气体溶解在其中。中所含的金属粉末主要气体是氧，氢，氮和一氧化碳，这些气体增加的压制性的金属粉末和恶化的脆性，特别是与一个难熔金属，使得某些化合物（如钛，锆，铬，碳化物，硼化合物，硅化物）无延展性的劣化。加热时，气体强降水可能会在烧结影响正常收缩契约。因此，一些金属粉末的趋向于进行真空脱气处理。
2）颗粒形状和影响的技术特征（如堆积密度，流动性等）的因素之一的粉末颗粒形状的大小。通常情况下，与球形或粒状粒子为好。粒径表示大小常见。关于工业制造通常0.1-500μm，150微米或更大粗粉粒子大小40-150μm作为介质粉红色，10-40μm固定罚款，0.5-10μm是非常细的粉末，称为0.5微米或更小的超细粉末。粉末粒度通常通过屏幕尺寸范围表示，呈现出各种每一平方英寸的筛目数目的。
颗粒尺寸直接影响的粉末冶金产品，特别是硬质合金，陶瓷材料的性能，需要更多的细颗粒作为可能的。然而，细粉末的制备方法是比较困难的，经济也较差。
3）粒度分布是指不同尺寸的级的粒子，也被称为尺寸分布的相对含量。由大范围的粒径的，产品的密度高，性能或，特别是产品的强度是特别有利的角落。
4）形成的粉末的技术特征的技术特征是：
①堆积密度堆积密度比，也被称为批量，自由指散粉质量单位体积。该粉末的粒径，粒子形状，粒度分布和孔径决定之间。松比的压制和烧结性产生的影响的大小，而在模具的设计是非常重要的参数。例如，还原铁粉末堆积密度一般2.3-3.0g / cm 3，则使用2.3克/厘米3密度的压6.9克/厘米3的紧凑，压缩比（粉末填充高度和紧凑的还原铁粉末堆积密度的6.9高度比）：2.3 = 3：1，即，如果在1厘米压块的高度，空腔深度应3cm以上的工作。
②流动性是指在粉末流量计自由落体的时间后所需的流量50克的粉末。时间越短，流动性较好。流动性好的粉状利于快速连续加载粉和均匀的粉末装入复杂的零件金属注射成型。
③镇压镇压粉包括压缩性和成形性。压缩的好坏决定压实强度和密度，
通常前和压缩比后压制粉末体。粉末压制主要由粉，塑性变形和硬化的决定的硬度。压缩后是更好的粉末退火后。为了确保压块的质量，它具有一定的强度，并有利于运输，需要粉末成形性良好的制造方法。其物理性质和粉末相关的成形性，也受粒径，颗粒形状和尺寸物。为了提高成形性，润滑剂常常少量如硬脂酸锌，石蜡，橡胶或在粉末等。一般压块抗弯强度或抗压强度作为成形性的测试的指示。
4.1.2复合粉
粉末是根据各种金属粉末和添加剂（例如润滑剂等）的具有特定粒度分布混合取决于产品配料计算充分混合，此步骤是通过混合粉末完成。
添加剂加入主要是为了提高形成混合粉末的技术特性。溶液中加入作为润滑剂（例如，硬脂酸锌，0.25％至1％质量比）混合粉末可以改善流动性，提高的压制性。烧结前压制后，润滑剂（如硬脂酸锌375-425oC热风）排除加热的方法。
混合粉末和混合程度的共同特点。混合越大，越均匀地混合;的文章的性能要求更有利。但该粉末混合过程要谨慎，过于激烈的混合会导致淬火变形，磨损粒子彼此，从地板等，它必须根据技术要求和规范被成形。
4.1.3冲压成型
粉末压机成型是主要的和重要的一步。它所说的方法包括面粉，粉装，压制，包装和剥离等。
有许多冲压成形方法，如钢压制，等静压流体，三冲压，粉末锻造，挤压，振动抑制，高能量率形成。常用的有：
（1）钢压制
这意味着在室温下，用机械或液压机，在某些特定的压力（压力经常150-160MPa）钢内的松散粉末制成紧凑的方法。成形技术的这种方法是最广泛使用和最广泛使用的。
（2）液等静压
它是一个使用从各个方向高压流体（液体或气体），同时施加压力，以形成粉末材料的制造方法金属注射成型。
（3）三压抑
它结合了单向钢压制和等压压制特性。此方法压块得到的密度和强度比形成压坯的其他方法。但它是适合于形成一个规则的形状的一部分，例如圆柱形，正方形，矩形，套筒等。
此外，从粉体生产轧制产品，如酒吧，棒，片，和其他组件的挤压和连轧或挤压产品直接。根据材料和性能要求，可以选择不同的加热和处理顺序。目前，生产领域的快速发展。
4.1.4烧结体
金属注射成型烧结是粉末压制过程中的关键技术之一，只有通过正确的烧结产品，以获得所需的机械和物理性能。在烧结过程中，通过原子粒子之间的扩散过程发生高温加热时，粉末压块的接触表面一起，提供了坚实的物质。在一个特殊的烧结炉烧结工艺。主要技术因素烧结温度，保温时间和炉内气氛。
根据粉末冶金制品和制剂的成分，但固相烧结或液相烧结（如硬质合金，金属陶瓷等特殊制品）的烧结工艺。是指所谓的固相烧结在高温下仍保持固体颗粒，烧结温度时：
其中，T烧结 - 烧结温度;
熔点颗粒熔化温度T。
液相烧结烧结温度超过熔点的一些在高温下构成的粒子出现固液共存状态，致密的烧结体将更加坚实，进一步保证了烧结体的质量。实际上在该烧结温度，并且不允许在液体状态运动的完全自由。如碳化钨钴烧结温度与1 380-1490cC之间不同钴含量而变化。权，以控制烧结温度对产品性能产生非常重要的影响，通常较高的烧结温度可促进颗粒易受因此增加了烧结体的硬度和强度之间的原子的扩散。烧结保持时间也会影响产品的质量。由于在保温时间和设备及装炉量，一般小件短的持有时间，持有大量长的时间;当液相烧结，如果相对大量的液体经常被用来延长烧结温度的下限和保持时间时从烧结抗出血的表面上的液体。
粉末压块一般是由于大的孔隙率，比表面积大，高温烧结在长时间加热下，粉末表面容易氧化，造成浪费。因此，烧结必须在真空或保护气氛下进行，使用气体作为还原性气氛是更有利的。磁材料如碳化物和一定的真空或氢;铁，铜通常用于生产气体和氨分解。
为了了解和控制烧结质量，以下是由于烧结过程中可能发生，以帮助工程师出示身份存在一些问题：
1）经经线是部分常见的问题在使用前可以看出来。翘曲会增加废品率。一般翘曲是因为在烧结过程中没有支撑好契约，或按坯体密度分布不均匀（波动）引起的。前者可用于调整压坯的取向在炉或保持与匣钵（通常是用耐火材料）团块，它被校正，使得紧凑未烧结过程中变形。后者只能是结构设计的一部分，并且在该过程之前引起不均匀的分布密度来解决。
2）烧了烧烧结是另一个常见的问题。它可以引起翘曲，肿胀或小巧紧凑的内部生长纹过大。前两个船舶直接容易被发现过度晶粒生长，只能在显微镜下进行观察。这样的问题，主要是由于烧结温度太高或保温时间过长而引起的。
4.1.5其他处理或加工烧成后
对于一些粉末冶金制品，烧结需要额外的处理和加工，更高的要求，以满足要求金属注射成型。
（1）渗透（也称为浸润）
低熔点金属或合金渗透到多孔烧结制品的孔中，以一个所谓的渗透法。要获得通过渗透致密的文章。这种方法也可用于补充烧结体的处理。当金属组分不混溶的液体，采用渗透法通过毛细管作用也可形成合金。渗透的产品获得了高密度，均匀细致组织，一般产品，可塑性和耐冲击强度有较大幅度的增加，但这个过程是比较昂贵，长期的过程时间。
（2）再压制
压制粉末，然后把碎片烧结压形模具压一度被称为复压后。复杂的压力可以发挥在学校形式的作用。
（3）的粉末金属锻造
金属粉末为原料，先用粉末冶金方法有一定的形状和预成型体的大小和预型锻模锻法成所需部件钢坯加热放置后。
（4）精压
对于某些产品，以确保它的严格尺寸精度，并且进一步增加密度，常常锻造烧结后或压成形步骤。
（5）其它后续处理
粉末冶金产品具有一些后续步骤，如浸油处理含油，以及机加工，喷砂，有时我们需要进行一些必要的热处理。
根据技术要求，生产的粉末金属零件可以选择以下方法：
①压制+烧结； ②压制+烧结+复压； ③压制+预烧结+精压+烧结； ④压制+预烧结+精压+烧结+复压。 正常情况下：①级应用程序80％左右; ②但在申请过程中也有很多类。仅适用于某些特殊部位的更复杂的③④阶级和阶级的过程。近年来，开发压实粉末材料和高耐磨模具材料，可以按高强度部件获得。 4.2粉饼产品和应用
现代汽车，飞机，工程机械，仪器仪表，航空航天，国防，核能，计算机等行业，需要大量的特殊工作条件下的特定属性或部件的材料，粉末压制很大程度上促进了解决这些技术的发展是密切相关的任务。
4.2.1粉末压实机械配件
压制粉末烧结的机械零件，也称为结构件，这样的产品在粉末冶金工业产量最大，最广泛的应用范围。
在当今汽车工业它被广泛用于粉末压制制造的部件。 60％用于汽车工业烧结结构件，如发动机，变速器，转向系统，起动马达，雨刷，减震器，门锁等的总输出的70％在烧结部件使用。 前述内容仅仅被引用的变速箱部分烧结零件。此外，还有许多摩托车烧结零件。
此外，电动工具，办公机械，缝纫机，自行车，家用电器，液压元件，纺织机械，机床，船舶等行业也被广泛应用于烧结零件。
4.2.2粉饼轴承材料
（1）一种多孔含油轴承材料
这是一种利用具有润滑用作轴承，轴套等耐磨材料浸渍粉压实多孔材料。用石墨铸铁和青铜石墨含油轴承的材料常用。
当含油工作时，由于摩擦热，肿胀从合金到工作表面的孔中的润滑油的压力，润滑。运转停止后，轴承冷却，在表面上，由于毛细管现象润滑油，大部分被抽回到进入孔隙，和一些残留在摩擦表面上，从而使轴承，然后运行，以避免干摩擦。这可确保轴承可以是一个很长一段时间不加油能有效地工作。 （2）金属塑料耐磨材料
使用这两种类型的轴承可以大大简化机，仪表，和其他结构或机构，减少体积。
4.2.3多孔材料和摩擦材料
（1）的多孔材料
粉末压制多孔材料制品是过滤器，热交换器，以及一些催化剂灭火设备。滤波器是一个多孔材料产品的最典型的形式。燃油滤清器用于过滤，金属注射成型净化空气和液体过滤和化学工业等气体。
（2）摩擦材料
用于摩擦材料，使刹车片，离合器片，等等，用于制动和转矩传递。因此，该材料的性能的要求是要大摩擦系数，耐磨损性，耐热性和热传导性更好。
4.2.4硬质合金
碳化物是一些难熔金属碳化物（如碳化钨，碳化钛等）和粘合剂的金属（例如，钴,,镍）粉混合，压制成型并通过压制粉末型制品进行烧结。由于高硬度金属碳化物为基础，柔软坚韧钴或从现有的硬质合金高硬度的作用镍粘合剂和耐磨性，但是也有一定的强度和韧性。 碳化物三类：
1）钨钴（YG）
钴碳化钨具有良好的强度和韧性，适于制造该工具切削脆性材料。铸铁，有色合金脆，胶木等的切割。钴和更高，更好的强度和韧性，硬度，耐磨性降低，因此，含有较多的档次一般多用于粗加工的钴量，而用于整理工作较少级钴。
2）一钛钨钴（YT）
钴钨钛基含碳化钨合金比钛硬，因此硬度高，热硬度也加工钢，芯片易粘合时更好的工具表面会形成二氧化钛膜的一层，使得它适合切割高韧性工具钢。此外，它含有高量的钴（例如YT5，9％的钴）被用作粗加工等级。 3）钽钨类（YW）基本上由钨，碳化钛，碳化钽（TaC的），以及钴。它具有高抗弯强度。牌号主要有YWL（84％WC，6％的TiC，4％的TaC，6％的Co），YW2（82％WC，6％的TiC，4％的TaC，8％的Co）两种。硬质合金切削刀具用于加工难加工不锈钢，耐热钢，高锰钢由这种材料制成的。
4.2.5粉压制钢结硬质合金和高速钢
（1）钢结硬质合金
钢结硬质合金是20世纪50年代出现的一种新形式的模具材料。它具有以下主要特点：
①钢合金碳化物加的基本组成。从结构上看它是由钢硬质合金，或大量分布于钢基质金属基复合材料的碳化物。
②由于钢的组成的一定比例的微观结构，因此，钢结硬质合金具有一定的技术性能锻造，焊接，热处理和机械加工。特别是通过不同的热处理允许在一定范围内的相同的合金组合物表现出不同的机械性能。 ③在机械性能不仅保持钢和硬质合金的基本特征，并有不同的发展水平。
（2）高速钢粉末压制
高速钢是工具钢的一个较大的量。碳高速钢，合金元素尤其是含量高，属于莱的
钢车身，大量的中投，而分布极不平衡，粗的微观骨样碳化物。即使在热轧或锻造，碳化物偏析和不均匀性仍然是更严重的，其性能和高速钢的技术性能有不利影响。如热变形塑性差，大变形热处理，淬火裂纹敏感性强，磨削性能较差，抗弯强度低和易于切削刃剥落开裂等，所以工具的质量和寿命的影响。
目前国内生产的粉末高速钢牌号主要有两种：W6Mo5Cr4V2钢W18Cr4V的和。 4.2.6耐热材料和其它材料
（1）难熔金属的耐热材料
它意味着一个难熔金属熔点超过2000摄氏度以上的金属，这些金属通常用于获得从其它冶金工艺的金属粉末或减少。
（2）耐热材料合全
镍钴和铁基耐热合金由于机械加工的难度，金属消耗量大，往往采用粉末冶金制造。所得组织粉末冶金耐热合金材料均匀地细，特别是高温蠕变强度和拉伸强度超过铸造材料高得多。
（3）其他材料
还可以得到特殊的条件或粉末冶金核电工业使用的材料。 4.3结构粉末压制零件或产品
结构的技术特性指的是文章的结构是否形成或使用的制造方法，使产品达到优质，高产，低耗整个生产过程中的适应过程。
用粉末压制法制造的部件，设计者必须理解粉末压缩过程的特点，零件或产品的几何形状和大小，并限制对技术和经济评估和充分考虑的可能性。有时，原始设计常规的制造和加工机械零件，粉末压实方法也可以使用，虽然在制造，但如果为粉末的工艺特点按压稍微修改部分的结构设计，所以可以改善的结构零件制造和下部部件的技术特征成本生产。与一般使用铸造或锻造加工的对比粉末压实方法，有对零件或产品的结构有一定的限制。 4.4简介陶瓷成型工艺
4.4.1概述
金属注射成型陶瓷是人类最早使用的产品，其生产一直是许多世纪。早期陶瓷制成粘土，长石，石英等天然原料。在古文化时期，发现了水中的泥土有相当的可塑性后，但在阳光下形成干燥后也塑造设备，然后放入烘箱中烧变硬。这些产品通常称为传统陶瓷（也称为普通陶瓷），现在一般归因于它的硅酸盐产品。
4.4.2现代陶瓷产品形成过程和技术特点
独特的现代陶瓷组合物和结构被精确控制，并且可以被设计为满足比传统的陶瓷某些应用更好的要求。现代陶瓷包括氧化物陶瓷，磁性陶瓷，核燃料，以及氮化物，碳化物，硼化物陶瓷。 现代陶瓷状金属粉末或粒状材料成形，压粉成形和形成过程是相同的（也可以说粉末压实，随后在陶瓷技术），主要过程是粉末 - 成型 - 烧结设备，工具，技术所以同样或类似的规格。在粉末特性，烧结理论，结构，产品质量控制和测试现代陶瓷的其他方面的技术特征的文章（部分）也是相同的或相似的粉饼，这里将不再重复金属注射成型。 |