冶金粉末制備
『壹』 粉末冶金方法制備粉末有哪些
電解法 霧化法 還原法等等
『貳』 粉末冶金的制備
(1)生產粉末。粉末的生產過程包括粉末的製取、粉料的混合等步驟。為改善粉末的成型性和可塑性通常加入機油、橡膠或石蠟等增塑劑。
(2)壓製成型。粉末在15-600MPa壓力下,壓成所需形狀。
(3)燒結。在保護氣氛的高溫爐或真空爐中進行。燒結不同於金屬熔化,燒結時至少有一種元素仍處於固態。燒結過程中粉末顆粒間通過擴散、再結晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學過程,成為具有一定孔隙度的冶金產品。
(4)後處理。一般情況下,燒結好的製件可直接使用。但對於某些尺寸要求精度高並且有高的硬度、耐磨性的製件還要進行燒結後處理。後處理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲等。
粉末的製取方法
製取粉末是粉末冶金的第一步。粉末冶金材料和製品不斷的增多,其質量不斷提高,要求提供的粉末的種類愈來愈多。例如,從材質范圍來看,不僅使用金屬粉末,也使用合金粉末,金屬化合物粉末等;從粉末外形來看,要求使用各種形狀的粉末,如產生過濾器時,就要求形成粉末;從粉末粒度來看,要求各種粒度的粉末,粗粉末粒度有500~1000微米超細粉末粒度小於0.5微米等等。為了滿足對粉末的各種要求,也就要有各種各樣生產粉末的方法這些方法不外乎使金屬、合金或者金屬化合物呈固態、液態或氣態轉變成粉末狀態。製取粉末的各種方法以及各種方法制的粉末。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)從固態金屬與合金製取金屬與合金粉末的有機械粉碎法和電化腐蝕法:
(2)從固態金屬氧化物及鹽類製取金屬與合金粉末的還原法從金屬和合金粉末、金屬氧化物和非金屬粉末製取金屬化合物粉末的還原-化合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)從液態金屬與合金製取與合金粉末的有霧化法
(2)從金屬鹽溶液置換和還原製取金屬合金以及包覆粉末的有置換法、溶液氫還原法;從金屬熔鹽中沉澱製取金屬粉末的有熔鹽陳定法;從輔助金屬浴中析出製取金屬化合物粉末的有金屬浴法。
(3)從金屬鹽溶液電解製取金屬與合金粉末的有水溶液電解法;從金屬熔鹽電解製取金屬和金屬化合物粉末的有熔鹽電解法。呈氣態使金屬或者金屬化合物轉變成粉末的方法:
(1)從金屬蒸汽冷凝製取金屬粉末的有蒸汽冷凝法;
(2)從氣態金屬碳基物離解製取金屬、合金以及包覆粉末的有碳基物熱離解法
(3)從氣態金屬鹵化物氣相還原製取金屬、合金粉末以及金屬、合金塗層的有氣相氫還原法;從氣態金屬鹵化物沉積製取金屬化合物粉末以及塗層的有化學氣相沉積法。但是,從過程的實質來看,現有制粉方法大體上可歸納為兩大類,即機械法和物理化學法。機械法是將原材料機械的粉碎,而化學成分基本上不發生變化的工藝過程;物理化學法是藉助化學的或物理的作用,改變原料的化學成分或聚集狀態而獲得粉末的工藝過程,粉末的生產方法很多從工業規模而言,應用最廣泛的漢斯還原法、霧化法和電解法有些方法如氣相沉積法和液相沉積法在特殊應用時亦很重要。
粉末冶金工藝的基本工序是:
1、原料粉末的制備。現有的制粉方法大體可分為兩類:機械法和物理化學法。而機械法可分為:機械粉碎及霧化法;物理化學法又分為:電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。
2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是製得一定形狀和尺寸的壓坯,並使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用最多的是模壓成型。此外還可使用3D列印技術進行胚塊的製作。
3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型後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。對於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;對於多元系的液相燒結,燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低,而高於易熔成分的熔點。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、產品的後序處理。燒結後的處理,可以根據產品要求的不同,採取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用於粉末冶金材料燒結後的加工,取得較理想的效果。
粉末性能(property of powder)
粉末所有性能的總稱。它包括:粉末的幾何性能(粒度、比表面、孔徑和形狀等);粉末的化學性能(化學成分、純度、氧含量和酸不溶物等);粉體的力學特性(松裝密度、流動性、成形性、壓縮性、堆積角和剪切角等);粉末的物理性能和表面特性(真密度、光澤、吸波性、表面活性、ze%26mdash;ta(%26ccedil;)電位和磁性等)。粉末性能往往在很大程度上決定了粉末冶金產品的性能。
幾何性能最基本的是粉末的粒度和形狀。
(1)粒度。它影響粉末的加工成形、燒結時收縮和產品的最終性能。某些粉末冶金製品的性能幾乎和粒度直接相關,例如,過濾材料的過濾精度在經驗上可由原始粉末顆粒的平均粒度除以10求得;硬質合金產品的性能與wc相的晶粒有很大關系,要得到較細晶粒度的硬質合金,惟有採用較細粒度的wc原料才有可能。生產實踐中使用的粉末,其粒度范圍從幾百個納米到幾百個微米。粒度越小,活性越大,表面就越容易氧化和吸水。當小到幾百個納米時,粉末的儲存和輸運很不容易,而且當小到一定程度時量子效應開始起作用,其物理性能會發生巨大變化,如鐵磁性粉會變成超順磁性粉,熔點也隨著粒度減小而降低。
(2)粉末的顆粒形狀。它取決於制粉方法,如電解法製得的粉末,顆粒呈樹枝狀;還原法製得的鐵粉顆粒呈海綿片狀;氣體霧化法製得的基本上是球狀粉。此外,有些粉末呈卵狀、盤狀、針狀、洋蔥頭狀等。粉末顆粒的形狀會影響到粉末的流動性和松裝密度,由於顆粒間機械嚙合,不規則粉的壓坯強度也大,特別是樹枝狀粉其壓制坯強度最大。但對於多孔材料,採用球狀粉最好。
力學特性粉末的力學性能即粉末的工藝性能,它是粉末冶金成形工藝中的重要工藝參數。粉末的松裝密度是壓制時用容積法稱量的依據;粉末的流動性決定著粉末對壓模的充填速度和壓機的生產能力;粉末的壓縮性決定壓制過程的難易和施加壓力的高低;而粉末的成形性則決定坯的強度。
化學性能主要取決於原材料的化學純度及制粉方法。較高的氧含量會降低壓制性能、壓坯強度和燒結製品的力學性能,因此粉末冶金大部分技術條件中對此都有一定規定。例如,粉末的允許氧含量為0.2%~1.5%,這相當於氧化物含量為1%~10%。
『叄』 什麼是粉末冶金什麼是粉末冶金技術是
燒結是一種零件來加工技源術,通過硬化金屬粉末,在低於金屬熔化溫度的溫度下烘烤,使"零件成型"的一種技術,這種工藝稱為粉末冶金。硬化成型零件稱為"燒結金屬"或"燒結產品"。
燒結產品製造工藝如下:
原材料:燒結產品的主要原料包括鐵、銅、鋁、鈦、鎳、鎢和氧化鋁。大多數原料都可以應用,只要它是粉末。
混合:通過將鎳和氧化鋁添加到鐵中,可以製造具有各種特性的成型製品。這些金屬粉末使用攪拌機充分混合。
壓縮成型:將金屬粉末填充到模具中,進行壓縮成型。從垂直方向以高壓力壓縮以增加密度和強度。燒結成型常用於復雜形狀,但也受模具結構的限制。
燒結:壓縮零件處於"脆弱"狀態。就像餅干一樣,很容易用手破解。通過加熱使燒結產品具有強大的機械性能。燒結意味著"烘烤和結合",在燒結爐中在低於金屬熔化溫度(800至1300°C)的溫度下烘烤。燒結爐內充滿保護氣體,防止成型製品氧化。燒結成型製品中的粉末顆粒通過熔融結合而變強。
後處理:為了進一步提高精度和強度,如有必要,進行加工和熱處理。
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『肆』 粉末冶金製品的工藝工序
粉末冶金工藝的基本工序是:
1、原料粉末的制備。現有的制粉方法大體可分為回兩類:機械法答和物理化學法。而機械法可分為:機械粉碎及霧化法;物理化學法又分為:電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。
2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是製得一定形狀和尺寸的壓坯,並使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用最多的是模壓成型。
3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型後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。對於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;對於多元系的液相燒結,燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低,而高於易熔成分的熔點。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、產品的後序處理。燒結後的處理,可以根據產品要求的不同,採取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用於粉末冶金材料燒結後的加工,取得較理想的效果。
『伍』 求粉末冶金工件的製作全過程
粉末冶金工藝的基本工序:
1、現在的制粉方法大概可以分為兩種:機械回法和物理化學的方答法。然而機械法又可以分為:機械粉碎和霧化法;物理化的學法又可以分為:還原法、霧化法和電解法。
2、粉末冶金成型為一定狀態下的坯塊。成型的目的是製得所需的形狀和大小的壓坯。成型的方法分為加壓成型和無壓成型。
3、燒結是粉末冶金工藝中的非常重要的步驟。燒結分為單元系燒結和多元系燒結兩種。單元系和多元系的固相燒結,燒結溫度熔點較低;除此之外,還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。
4、燒結後產品的處理,可根據要求,採用多種方式。鍛造也可以應用到粉末冶金材料燒結後的加工中。
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『陸』 粉末冶金產品的工序
1、原料粉末來的制備。現有的制粉自方法大體可分為兩類:機械法和物理化學法。而機械法可分為:機械粉碎及霧化法;物理化學法又分為:電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。
2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是製得一定形狀和尺寸的壓坯,並使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用最多的是模壓成型。
3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型後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。對於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;對於多元系的液相燒結,燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低,而高於易熔成分的熔點。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、產品的後序處理。燒結後的處理,可以根據產品要求的不同,採取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用於粉末冶金材料燒結後的加工,取得較理想的效果。
『柒』 粉末煉鋼的工藝流程
粉末冶金工藝過程
粉末冶金材料是指不經熔煉和鑄造,直接用幾種金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末,通過配製、壓製成型,燒結和後處理等製成的材料。粉末冶金是金屬冶金工藝與陶瓷燒結工藝的結合,它通常要經過以下幾個工藝過程:
一、粉料制備與壓製成型
常用機械粉碎、霧化、物理化學法製取粉末。製取的粉末經過篩分與混合,混料均勻並加入適當的增塑劑,再進行壓製成型,粉粒間的原子通過固相擴散和機械咬合作用,使製件結合為具有一定強度的整體。壓力越大則製件密度越大,強度相應增加。有時為減小壓力合增加製件密度,也可採用熱等靜壓成型的方法。
二、燒結
將壓製成型的製件放置在採用還原性氣氛的閉式爐中進行燒結,燒結溫度約為基體金屬熔點的2/3~3/4倍。由於高溫下不同種類原子的擴散,粉末表面氧化物的被還原以及變形粉末的再結晶,使粉末顆粒相互結合,提高了粉末冶金製品的強度,並獲得與一般合金相似的組織。經燒結後的製件中,仍然存在一些微小的孔隙,屬於多孔性材料。
三、後處理
一般情況下,燒結好的製件能夠達到所需性能,可直接使用。但有時還需進行必要的後處理。如精壓處理,可提高製件的密度和尺寸形狀精度;對鐵基粉末冶金製件進行淬火、表面淬火等處理可改善其機械性能;為達到潤滑或耐蝕目的而進行浸油或浸漬其它液態潤滑劑;將低熔點金屬滲入製件孔隙中去的熔滲處理,可提高製件的強度、硬度、可塑性或沖擊韌性等。
粉末冶金工藝的優點
1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來製造。2、由於粉末冶金方法能壓製成最終尺寸的壓坯,而不需要或很少需要隨後的機械加工,故能大大節約金屬,降低產品成本。用粉末冶金方法製造產品時,金屬的損耗只有1-5%,而用一般熔鑄方法生產時,金屬的損耗可能會達到80%。3、由於粉末冶金工藝在材料生產過程中並不熔化材料,也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質,而燒結一般在真空和還原氣氛中進行,不怕氧化,也不會給材料任何污染,故有可能製取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。 5、粉末冶金適宜於生產同一形狀而數量多的產品,特別是齒輪等加工費用高的產品,用粉末冶金法製造能大大降低生產成.(林里粉末)
粉末冶金是製取金屬粉末,及採用成形和燒結工藝將金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)製成材料和製品的工藝技術。它是冶金和材料科學的一個分支學科。
粉末冶金製品的應用范圍十分廣泛,從普通機械製造到精密儀器;從五金工具到大型機械;從電子工業到電機製造;從民用工業到軍事工業;從一般技術到尖端高技術,均能見到粉末冶金工藝的身影。
粉末冶金發展歷史:
粉末冶金方法起源於公元前三千多年。製造鐵的第一個方法實質上採用的就是粉末冶金方法。而現代粉末冶金技術的發展中共有三個重要標志:
1、克服了難熔金屬熔鑄過程中產生的困難。1909年製造電燈鎢絲,推動了粉末冶金的發展;1923年粉末冶金硬質合金的出現被譽為機械加工中的革命。
2、三十年代成功製取多孔含油軸承;繼而粉末冶金鐵基機械零件的發展,充分發揮了粉末冶金少切削甚至無切削的優點。
3、向更高級的新材料、新工藝發展。四十年代,出現金屬陶瓷、彌散強化等材料,六十年代末至七十年代初,粉末高速鋼、粉末高溫合金相繼出現;利用粉末冶金鍛造及熱等靜壓已能製造高強度的零件。
粉末冶金工藝的優點:
1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來製造。
2、由於粉末冶金方法能壓製成最終尺寸的壓坯,而不需要或很少需要隨後的機械加工,故能大大節約金屬,降低產品成本。用粉末冶金方法製造產品時,金屬的損耗只有1-5%,而用一般熔鑄方法生產時,金屬的損耗可能會達到80%。
3、由於粉末冶金工藝在材料生產過程中並不熔化材料,也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質,而燒結一般在真空和還原氣氛中進行,不怕氧化,也不會給材料任何污染,故有可能製取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金適宜於生產同一形狀而數量多的產品,特別是齒輪等加工費用高的產品,用粉末冶金法製造能大大降低生產成本。
粉末冶金工藝的基本工序是:
1、原料粉末的制備。現有的制粉方法大體可分為兩類:機械法和物理化學法。而機械法可分為:機械粉碎及霧化法;物理化學法又分為:電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。
2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是製得一定形狀和尺寸的壓坯,並使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用最多的是模壓成型。
3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型後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。對於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;對於多元系的液相燒結,燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低,而高於易熔成分的熔點。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、產品的後序處理。燒結後的處理,可以根據產品要求的不同,採取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用於粉末冶金材料燒結後的加工,取得較理想的效果。
粉末冶金材料和製品的今後發展方向:
1、有代表性的鐵基合金,將向大體積的精密製品,高質量的結構零部件發展。
2、製造具有均勻顯微組織結構的、加工困難而完全緻密的高性能合金。
3、用增強緻密化過程來製造一般含有混合相組成的特殊合金。
4、製造非均勻材料、非晶態、微晶或者亞穩合金。
5、加工獨特的和非一般形態或成分的復合零部件。
『捌』 粉末的制備方法有哪些
(1)生產粉末。粉末的生產過程包括粉末的製取、粉料的混合等步驟。為改善粉末的成型性和可塑性通常加入機油、橡膠或石蠟等增塑劑。
(2)壓製成型。粉末在15-600MPa壓力下,壓成所需形狀。
(3)燒結。在保護氣氛的高溫爐或真空爐中進行。燒結不同於金屬熔化,燒結時至少有一種元素仍處於固態。燒結過程中粉末顆粒間通過擴散、再結晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學過程,成為具有一定孔隙度的冶金產品。
(4)後處理。一般情況下,燒結好的製件可直接使用。但對於某些尺寸要求精度高並且有高的硬度、耐磨性的製件還要進行燒結後處理。後處理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲等。
粉末的製取方法:
製取粉末是粉末冶金的第一步。粉末冶金材料和製品不斷的增多,其質量不斷提高,要求提供的粉末的種類愈來愈多。例如,從材質范圍來看,不僅使用金屬粉末,也使用合金粉末,金屬化合物粉末等;從粉末外形來看,要求使用各種形狀的粉末,如產生過濾器時,就要求形成粉末;從粉末粒度來看,要求各種粒度的粉末,粗粉末粒度有500~1000微米超細粉末粒度小於0.5微米等等。
為了滿足對粉末的各種要求,也就要有各種各樣生產粉末的方法這些方法不外乎使金屬、合金或者金屬化合物呈固態、液態或氣態轉變成粉末狀態。製取粉末的各種方法以及各種方法制的粉末。
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)從固態金屬與合金製取金屬與合金粉末的有機械粉碎法和電化腐蝕法:
(2)從固態金屬氧化物及鹽類製取金屬與合金粉末的還原法從金屬和合金粉末、金屬氧化物和非金屬粉末製取金屬化合物粉末的還原-化合法。
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)從液態金屬與合金製取與合金粉末的有霧化法。
(2)從金屬鹽溶液置換和還原製取金屬合金以及包覆粉末的有置換法、溶液氫還原法;從金屬熔鹽中沉澱製取金屬粉末的有熔鹽陳定法;從輔助金屬浴中析出製取金屬化合物粉末的有金屬浴法。
(3)從金屬鹽溶液電解製取金屬與合金粉末的有水溶液電解法;從金屬熔鹽電解製取金屬和金屬化合物粉末的有熔鹽電解法。
呈氣態使金屬或者金屬化合物轉變成粉末的方法:
(1)從金屬蒸汽冷凝製取金屬粉末的有蒸汽冷凝法;
(2)從氣態金屬碳基物離解製取金屬、合金以及包覆粉末的有碳基物熱離解法。
(3)從氣態金屬鹵化物氣相還原製取金屬、合金粉末以及金屬、合金塗層的有氣相氫還原法;從氣態金屬鹵化物沉積製取金屬化合物粉末以及塗層的有化學氣相沉積法。
但是,從過程的實質來看,現有制粉方法大體上可歸納為兩大類,即機械法和物理化學法。機械法是將原材料機械的粉碎,而化學成分基本上不發生變化的工藝過程;物理化學法是藉助化學的或物理的作用,改變原料的化學成分或聚集狀態而獲得粉末的工藝過程,粉末的生產方法很多從工業規模而言,應用最廣泛的漢斯還原法、霧化法和電解法有些方法如氣相沉積法和液相沉積法在特殊應用時亦很重要。