粉末成形

1、1第三節(jié)粉末成形粉末成形一、粉末成形概論粉末成形法與金屬的熔煉法、鑄造方法有根本的不同。其工藝過程包括粉末原料的制取、成形和燒結幾個主要工序。目前，粉末合金制品越來越多地取代了傳統(tǒng)的金屬制品。其優(yōu)越性主要表現(xiàn)為：能夠制造用傳統(tǒng)成形方法無法獲得的材料和制品；制得的材料具有高強度和優(yōu)異的特種性能；高的經(jīng)濟效益。表631給出了幾種成形及加工方法經(jīng)濟性的比較。由表可見，粉末冶金制品的材料利用率最高，而單位重量的能耗又最低。表631幾種成形、加工

2、方法經(jīng)濟性比較方法材料利用率（%）單位能耗（Jkg）鑄造9030～38粉末冶金9529冷鍛8541熱鍛75～8046～49機械加工40～5066～82典型的粉末冶金工藝過程是：原料粉末的制備；粉末物料在壓模中加壓成形，得到一定形狀和尺寸的壓坯；壓坯在一定的溫度下加熱燒結，使制品獲得最終的物理機械性能?，F(xiàn)代粉末冶金工藝的發(fā)展已經(jīng)遠遠超出此范疇而日趨多樣化，如同時實現(xiàn)粉末壓制和燒結的熱壓及熱等靜壓法；粉末軋制；粉末鍛造；多孔燒結制品的浸漬處

3、理、熔滲處理；精整或少量切削加工處理；熱處理等。粉末冶金工藝流程如圖631所示。制取粉末合金的第一步就是制備原材料粉末。一般需要多種粉末混合，為保證壓坯質(zhì)量，還需要合適的粗細粒度搭配。另一方面，為了獲得優(yōu)異的力學性能，粉料的平均粒度越小越好。除此之外，粉料在成形之前還需進行諸如退火、篩分、混合、制粒、加潤滑劑這樣一些預處理；第二步就是成形過程，成形分為模壓成形和特殊成形兩大類。模壓成形就是將預處理良好的粉末按一定體積或重量裝入精密模具，

4、用壓力機壓成所希望的形狀和尺寸的壓坯。由于粉末之間、粉末與模壁之間存在有摩擦，故壓力分布是不均勻的，這就使得壓坯的尺寸不能太大，形狀亦不能很復雜。為此，人們又開發(fā)出了多種特殊成形的方法。如等靜壓成形、滾壓成形、高3制，目前，粉末冶金法還只能生產(chǎn)尺寸有限和形狀不很復雜的工件。此外，粉末冶金制品的機械性能仍低于鑄件與鍛件。二、粉末的制取1粉末的制取可以這樣說，任何材料成形工藝的成敗，都取決于原材料的質(zhì)量。粉末冶金的生產(chǎn)工藝是從制取原材料（粉

5、末）開始的。這些粉末可以是純金屬，也可以是非金屬，還可以是化合物。在某些情況下，粉末原料的質(zhì)量甚至決定了粉末合金的品質(zhì)。目前，納米粉末的獲得，使人類發(fā)現(xiàn)，納米粉末合金的性能有飛躍性的提高。有人甚至發(fā)出感慨：21世紀是納米材料的世紀。可以見得，粉末制備技術的革新，將會帶來材料的革命。高質(zhì)量的原料粉末，往往應該具備的重要特征是：①粒度分布范圍合理，平均粒徑小；②顆粒外形圓整；③顆粒聚集、抱團傾向小，凝聚強度低；④化學純度和化學組成均勻性易于

6、控制。金屬粉末的制取方法可以分成三類：物理方法、化學方法和機械方法。機械法制取粉末是將原材料機械地粉碎而化學成分基本上不發(fā)生變化的工藝過程。物理法、化學法則是借助物理的或化學的作用，改變原材料的聚集狀態(tài)或化學成分而獲得粉末的工藝過程。表632為制取粉末的一些方法。在粉末冶金生產(chǎn)實踐中，機械法和物理、化學法之間并沒有明顯的界限，而是相互補充。例如，可使用機械法去研磨化學還原法所制得的成塊海綿狀金屬；應用還原退火法可將渦旋研磨或霧化所得粉末