【粉末冶金(jin)】粉末冶金(jin)的方法(fa) 粉末冶金(jin)有什么用途

粉末冶(ye)金(jin)是制取(qu)金(jin)屬(shu)或用(yong)金(jin)屬(shu)粉(fen)末(或金(jin)屬(shu)粉(fen)末與(yu)非金(jin)屬(shu)粉(fen)末的(de)(de)混合物)作(zuo)為質料(liao)，經過成(cheng)形和燒結，制作(zuo)金(jin)屬(shu)資料(liao)、復(fu)合資料(liao)以(yi)及各種(zhong)類型成(cheng)品的(de)(de)技(ji)(ji)能技(ji)(ji)能。粉(fen)末冶(ye)金(jin)法與(yu)出產陶瓷有類似的(de)(de)當地(di)，因(yin)而，一系列粉(fen)末冶(ye)金(jin)新技(ji)(ji)術也(ye)可用(yong)于陶瓷資料(liao)的(de)(de)制備。因(yin)為粉(fen)末冶(ye)金(jin)技(ji)(ji)術的(de)(de)長處，它已成(cheng)為處理新材料(liao)問題的(de)(de)鑰匙，在新材料(liao)的(de)(de)發展(zhan)中(zhong)起著舉足輕重的(de)(de)效果。

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粉末冶金(jin)具有共同的(de)化學(xue)構成(cheng)和(he)機械、物(wu)理功(gong)用，而(er)這(zhe)些功(gong)用是用傳(chuan)統(tong)的(de)熔鑄(zhu)辦法無法取得(de)的(de)。運用粉末冶金(jin)技(ji)能能夠(gou)直(zhi)接制成(cheng)多孔、半細密或全細密資料和(he)成(cheng)品，如含油(you)軸承、齒(chi)輪(lun)、凸輪(lun)、導桿、刀(dao)具等，是一(yi)種(zhong)少無切削技(ji)能。

粉末冶金用途

1、粉末(mo)冶金(jin)技術能夠(gou)最大極(ji)限地削減合金(jin)成分偏聚(ju)，消除粗大、不均勻的鍛造(zao)安排。在制備高(gao)功用稀土(tu)永磁資(zi)(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)、稀土(tu)儲氫資(zi)(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)、稀土(tu)發光資(zi)(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)、稀土(tu)催化劑、高(gao)溫(wen)超(chao)(chao)導資(zi)(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)、新(xin)式金(jin)屬(shu)資(zi)(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)如Al-Li合金(jin)、耐熱Al合金(jin)、超(chao)(chao)合金(jin)、粉末(mo)耐蝕(shi)不銹鋼、粉末(mo)高(gao)速鋼、金(jin)屬(shu)間(jian)化合物高(gao)溫(wen)構造(zao)資(zi)(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)等)具(ju)有主要的效果(guo)。

2、能(neng)夠制備(bei)非晶(jing)(jing)、微晶(jing)(jing)、準晶(jing)(jing)、納米晶(jing)(jing)和超(chao)飽(bao)滿固溶(rong)體等一(yi)系列高功用非平(ping)衡(heng)資料(liao)，這些資料(liao)具(ju)有優(you)良的電(dian)學(xue)、磁學(xue)、光學(xue)和力(li)學(xue)功用。

3、能(neng)夠容(rong)易(yi)地完成多種類型(xing)的復合(he)，充分發(fa)揮各(ge)組元資料各(ge)自的特(te)性，是一種低成本出產高(gao)功用金屬基和陶瓷復合(he)資料的技能(neng)。

4、能夠出(chu)產(chan)(chan)普通熔煉法(fa)無(wu)法(fa)出(chu)產(chan)(chan)的(de)具有(you)特殊(shu)構(gou)造(zao)和(he)功(gong)用(yong)(yong)的(de)資(zi)(zi)料(liao)和(he)成品，如新式多孔生物資(zi)(zi)料(liao)，多孔別離(li)膜資(zi)(zi)料(liao)、高(gao)功(gong)用(yong)(yong)構(gou)造(zao)陶瓷磨具和(he)功(gong)用(yong)(yong)陶瓷資(zi)(zi)料(liao)等。

5、能夠完成近凈形(xing)成形(xing)和(he)自動化(hua)批量出(chu)產，然(ran)后，能夠有用(yong)地降低出(chu)產的資本和(he)能源(yuan)消耗。

6、能(neng)夠充分(fen)利(li)用(yong)(yong)礦石、尾礦、煉(lian)鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收(shou)廢舊金(jin)屬作(zuo)質料，是一種可有(you)用(yong)(yong)進行資料再生(sheng)和綜合利(li)用(yong)(yong)的新(xin)技能(neng)。

粉末冶金的方法

（1）生產粉(fen)末(mo)。粉(fen)末(mo)的(de)生產過程包括(kuo)粉(fen)末(mo)的(de)制取、粉(fen)料的(de)混合等步驟。為改善(shan)粉(fen)末(mo)的(de)成型(xing)性和(he)可塑(su)性通常(chang)加入機油、橡膠或石蠟等增塑(su)劑。

（2）壓制成型。粉末在(zai)15-600MPa壓力下(xia)，壓成所需形(xing)狀。

（3）燒(shao)結(jie)(jie)。在(zai)保護氣氛的高溫爐或真空爐中進行。燒(shao)結(jie)(jie)不同(tong)于金(jin)屬熔(rong)(rong)化，燒(shao)結(jie)(jie)時至少有一種(zhong)元素仍處于固態。燒(shao)結(jie)(jie)過(guo)程中粉末顆粒間通過(guo)擴散、再結(jie)(jie)晶、熔(rong)(rong)焊、化合、溶解等一系列的物(wu)理化學過(guo)程，成為具有一定孔(kong)隙度的冶金(jin)產品。

（4）后處(chu)理(li)。一般情況(kuang)下，燒結好的制件可(ke)直接使(shi)用。但對于某些尺寸要求(qiu)精(jing)度高并且有高的硬度、耐磨性的制件還要進行燒結后處(chu)理(li)。后處(chu)理(li)包括精(jing)壓(ya)、滾壓(ya)、擠(ji)壓(ya)、淬火、表面淬火、浸油、及熔(rong)滲等。

粉末的制取方法

制(zhi)取粉(fen)(fen)末是粉(fen)(fen)末冶金(jin)的(de)第一步。粉(fen)(fen)末冶金(jin)材料和制(zhi)品不(bu)(bu)斷(duan)的(de)增多，其(qi)質(zhi)(zhi)量不(bu)(bu)斷(duan)提(ti)高，要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)提(ti)供的(de)粉(fen)(fen)末的(de)種類愈(yu)來(lai)(lai)愈(yu)多。例如，從材質(zhi)(zhi)范圍(wei)來(lai)(lai)看(kan)，不(bu)(bu)僅使(shi)用(yong)(yong)金(jin)屬(shu)粉(fen)(fen)末，也(ye)使(shi)用(yong)(yong)合(he)金(jin)粉(fen)(fen)末，金(jin)屬(shu)化(hua)合(he)物粉(fen)(fen)末等；從粉(fen)(fen)末外(wai)形(xing)來(lai)(lai)看(kan)，要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)使(shi)用(yong)(yong)各種形(xing)狀的(de)粉(fen)(fen)末，如產(chan)生(sheng)過濾(lv)器時，就(jiu)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)形(xing)成粉(fen)(fen)末；從粉(fen)(fen)末粒(li)度(du)來(lai)(lai)看(kan)，要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)各種粒(li)度(du)的(de)粉(fen)(fen)末，粗粉(fen)(fen)末粒(li)度(du)有500~1000微米超細(xi)粉末粒度(du)小于0.5微(wei)米等等。

為了滿(man)足對(dui)粉(fen)末(mo)(mo)的(de)各(ge)種(zhong)要求，也就要有(you)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)生(sheng)產粉(fen)末(mo)(mo)的(de)方法這(zhe)些方法不外乎(hu)使金屬、合金或(huo)者金屬化合物呈(cheng)固(gu)態、液態或(huo)氣態轉(zhuan)變成粉(fen)末(mo)(mo)狀態。制(zhi)取粉(fen)末(mo)(mo)的(de)各(ge)種(zhong)方法以及(ji)各(ge)種(zhong)方法制(zhi)的(de)粉(fen)末(mo)(mo)。

呈固態使金屬與合金或者金屬化合物轉變成粉末的方法包括：

（1）從固態金屬(shu)與(yu)合(he)金制取金屬(shu)與(yu)合(he)金粉末的(de)有(you)機械粉碎法和電化腐蝕法：

（2）從(cong)固態金(jin)屬氧化(hua)物(wu)及鹽類制取金(jin)屬與(yu)合金(jin)粉(fen)末的還原法(fa)從(cong)金(jin)屬和(he)合金(jin)粉(fen)末、金(jin)屬氧化(hua)物(wu)和(he)非金(jin)屬粉(fen)末制取金(jin)屬化(hua)合物(wu)粉(fen)末的還原-化合(he)法

呈液態使金屬與合金或者金屬化合物轉變成粉末方法包括：

（1）從液態(tai)金(jin)屬與(yu)合(he)(he)金(jin)制取與(yu)合(he)(he)金(jin)粉末的有霧化法

（2）從(cong)金(jin)(jin)(jin)屬鹽(yan)溶液置換和還原制(zhi)取(qu)金(jin)(jin)(jin)屬合(he)金(jin)(jin)(jin)以及包覆粉末的(de)有(you)(you)置換法(fa)(fa)、溶液氫還原法(fa)(fa)；從(cong)金(jin)(jin)(jin)屬熔鹽(yan)中沉淀制(zhi)取(qu)金(jin)(jin)(jin)屬粉末的(de)有(you)(you)熔鹽(yan)陳定法(fa)(fa)；從(cong)輔助金(jin)(jin)(jin)屬浴(yu)中析出制(zhi)取(qu)金(jin)(jin)(jin)屬化合(he)物粉末的(de)有(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬浴(yu)法(fa)(fa)。

（3）從金(jin)(jin)屬(shu)鹽(yan)(yan)溶(rong)液電(dian)解制取金(jin)(jin)屬(shu)與合金(jin)(jin)粉末的有水溶(rong)液電(dian)解法；從金(jin)(jin)屬(shu)熔鹽(yan)(yan)電(dian)解制取金(jin)(jin)屬(shu)和金(jin)(jin)屬(shu)化合物粉末的有熔鹽(yan)(yan)電(dian)解法。

呈氣態使金屬或者金屬化合物轉變成粉末的方法：

（1）從(cong)金屬蒸(zheng)汽(qi)冷凝(ning)制取金屬粉末的有蒸(zheng)汽(qi)冷凝(ning)法；

（2）從氣態(tai)金屬碳基物(wu)離解制取金屬、合金以及(ji)包(bao)覆粉末(mo)的有碳基物(wu)熱(re)離解法

（3）從(cong)氣(qi)態金(jin)(jin)屬鹵化(hua)(hua)物(wu)氣(qi)相還(huan)原制取金(jin)(jin)屬、合金(jin)(jin)粉末(mo)(mo)以(yi)及(ji)金(jin)(jin)屬、合金(jin)(jin)涂層的(de)有氣(qi)相氫還(huan)原法；從(cong)氣(qi)態金(jin)(jin)屬鹵化(hua)(hua)物(wu)沉(chen)積(ji)制取金(jin)(jin)屬化(hua)(hua)合物(wu)粉末(mo)(mo)以(yi)及(ji)涂層的(de)有化(hua)(hua)學氣(qi)相沉(chen)積(ji)法。

但是，從過(guo)(guo)程的(de)實質來看(kan)，現有制粉(fen)(fen)方法(fa)大體上可歸(gui)納為兩(liang)大類，即機(ji)械法(fa)和物理(li)化(hua)(hua)學(xue)法(fa)。機(ji)械法(fa)是將原材料機(ji)械的(de)粉(fen)(fen)碎(sui)，而化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)基本上不發生(sheng)變化(hua)(hua)的(de)工(gong)藝(yi)過(guo)(guo)程；物理(li)化(hua)(hua)學(xue)法(fa)是借助化(hua)(hua)學(xue)的(de)或物理(li)的(de)作用(yong)，改(gai)變原料的(de)化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)或聚(ju)集狀態而獲得粉(fen)(fen)末的(de)工(gong)藝(yi)過(guo)(guo)程，粉(fen)(fen)末的(de)生(sheng)產方法(fa)很多從工(gong)業規模而言，應用(yong)最廣泛的(de)漢斯還原法(fa)、霧化(hua)(hua)法(fa)和電(dian)解法(fa)有些方法(fa)如(ru)氣相(xiang)(xiang)沉(chen)積法(fa)和液相(xiang)(xiang)沉(chen)積法(fa)在(zai)特殊應用(yong)時亦很重要。

粉末冶金工藝的基本工序是：

1、原料粉末的制備。現(xian)有的制粉方法大體可(ke)分為兩(liang)類：機(ji)(ji)械法和物理(li)化學法。而機(ji)(ji)械法可(ke)分為：機(ji)(ji)械粉碎及霧化法；物理(li)化學法又(you)分為：電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法(fa)、氣(qi)相沉積(ji)法(fa)、液相沉積(ji)法(fa)以及電(dian)解(jie)法(fa)。其中應用最為廣(guang)泛的是(shi)還原法(fa)、霧(wu)化法(fa)和電(dian)解(jie)法(fa)。

2、粉末(mo)成(cheng)型(xing)為所需形(xing)狀的(de)(de)(de)坯塊。成(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是制得一(yi)定形(xing)狀和尺寸(cun)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)坯，并使其具有一(yi)定的(de)(de)(de)密(mi)度和強度。成(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)基(ji)本上(shang)分為加壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)和無壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)。加壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)中應用(yong)最多的(de)(de)(de)是模(mo)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)。此外還可使用(yong)3D打印技術(shu)進(jin)行胚(pei)塊的制作。

3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。對于單元系和多元系的固相燒結，燒結溫度比所用的金屬及合金的熔點低；對于多元系的液相燒結，燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低，而高于易熔成分的熔點。除普通燒結外，還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。

4、產品(pin)的(de)后(hou)序處(chu)理。燒結(jie)(jie)后(hou)的(de)處(chu)理，可以根(gen)據產品(pin)要(yao)求(qiu)的(de)不同(tong)，采取(qu)多種(zhong)方(fang)式(shi)。如精整(zheng)、浸油、機加工、熱處(chu)理及(ji)電鍍。此外，近年來一些(xie)新工藝如軋制、鍛(duan)造也應用于粉末冶金材料燒結(jie)(jie)后(hou)的(de)加工，取(qu)得(de)較理想的(de)效果(guo)。

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