【粉末(mo)冶金(jin)】粉末(mo)冶金(jin)的方(fang)法 粉末(mo)冶金(jin)有什么用途(tu)

粉末冶金是制取金屬(shu)(shu)或用金屬(shu)(shu)粉末(mo)(mo)(或金屬(shu)(shu)粉末(mo)(mo)與非金屬(shu)(shu)粉末(mo)(mo)的(de)混合(he)物)作為(wei)(wei)(wei)質料，經(jing)過成形和燒結，制作金屬(shu)(shu)資料、復(fu)合(he)資料以及各種類(lei)型成品的(de)技能技能。粉末(mo)(mo)冶金法與出產陶瓷有(you)類(lei)似(si)的(de)當地(di)，因而，一系列粉末(mo)(mo)冶金新技術也可(ke)用于陶瓷資料的(de)制備。因為(wei)(wei)(wei)粉末(mo)(mo)冶金技術的(de)長處，它已成為(wei)(wei)(wei)處理新材料問題的(de)鑰匙，在新材料的(de)發展中起著舉足輕重(zhong)的(de)效果。

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粉末(mo)冶(ye)金(jin)(jin)具有共(gong)同的化學構成和機械(xie)、物理功用，而這些(xie)功用是用傳統的熔鑄辦法無法取得的。運用粉末(mo)冶(ye)金(jin)(jin)技能(neng)能(neng)夠直接制成多(duo)孔、半細(xi)密或全細(xi)密資(zi)料(liao)和成品(pin)，如(ru)含油軸(zhou)承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等(deng)，是一(yi)種少無切削技能(neng)。

粉末冶金用途

1、粉末冶金(jin)(jin)(jin)技術能夠(gou)最大極限地(di)削減合(he)金(jin)(jin)(jin)成分偏聚，消除(chu)粗(cu)大、不均勻的(de)鍛造(zao)安排。在制備高(gao)(gao)(gao)功用(yong)稀土永磁資(zi)料(liao)(liao)、稀土儲氫(qing)資(zi)料(liao)(liao)、稀土發光資(zi)料(liao)(liao)、稀土催化劑(ji)、高(gao)(gao)(gao)溫(wen)超(chao)導資(zi)料(liao)(liao)、新式金(jin)(jin)(jin)屬資(zi)料(liao)(liao)如Al-Li合(he)金(jin)(jin)(jin)、耐熱Al合(he)金(jin)(jin)(jin)、超(chao)合(he)金(jin)(jin)(jin)、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高(gao)(gao)(gao)速鋼、金(jin)(jin)(jin)屬間化合(he)物(wu)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)構造(zao)資(zi)料(liao)(liao)等)具(ju)有(you)主要的(de)效果。

2、能夠制備(bei)非(fei)晶(jing)、微晶(jing)、準晶(jing)、納米晶(jing)和(he)超(chao)飽滿固溶體等(deng)一系列高(gao)功(gong)用(yong)非(fei)平衡(heng)資料，這些資料具有優良的電學、磁學、光學和(he)力(li)學功(gong)用(yong)。

3、能(neng)夠容易(yi)地完成(cheng)(cheng)多種類型的復合，充分(fen)發揮各(ge)組元資(zi)料(liao)各(ge)自的特(te)性(xing)，是一種低成(cheng)(cheng)本出產高功用金屬基和陶瓷(ci)復合資(zi)料(liao)的技(ji)能(neng)。

4、能夠出產普通熔煉法(fa)無法(fa)出產的(de)具有特殊構造和功(gong)(gong)用(yong)(yong)的(de)資料(liao)和成品，如新式多孔生物資料(liao)，多孔別離膜資料(liao)、高功(gong)(gong)用(yong)(yong)構造陶(tao)瓷磨(mo)具和功(gong)(gong)用(yong)(yong)陶(tao)瓷資料(liao)等。

5、能夠(gou)完成(cheng)(cheng)近(jin)凈形(xing)成(cheng)(cheng)形(xing)和自動化批量出(chu)產，然后，能夠(gou)有(you)用地降低出(chu)產的資(zi)本(ben)和能源(yuan)消(xiao)耗(hao)。

6、能夠充分利(li)用礦(kuang)石、尾礦(kuang)、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作質料，是(shi)一種可有(you)用進行資料再生和綜合(he)利(li)用的新技能。

粉末(mo)冶(ye)金(jin)的(de)方法

（1）生產粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)。粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)的生產過程包括粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)的制(zhi)取(qu)、粉(fen)(fen)(fen)料的混合等步驟。為改善粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)的成型性和可塑(su)性通常加入機油、橡膠或石蠟等增(zeng)塑(su)劑。

（2）壓制成型(xing)。粉末在15-600MPa壓(ya)力下，壓(ya)成(cheng)所(suo)需形(xing)狀。

（3）燒結(jie)(jie)。在保護氣氛的高溫(wen)爐(lu)或真空爐(lu)中進(jin)行。燒結(jie)(jie)不同于金屬熔化，燒結(jie)(jie)時(shi)至少(shao)有(you)一(yi)種元素仍處于固態。燒結(jie)(jie)過程(cheng)中粉末顆粒間通過擴散、再結(jie)(jie)晶、熔焊、化合、溶(rong)解等一(yi)系列的物(wu)理化學過程(cheng)，成(cheng)為具有(you)一(yi)定孔隙度的冶金產(chan)品。

（4）后(hou)處理(li)。一般情況下，燒(shao)結好的制件可直接使用。但(dan)對于某(mou)些尺寸要求精(jing)度(du)(du)高(gao)并且有高(gao)的硬度(du)(du)、耐磨性的制件還要進行燒(shao)結后(hou)處理(li)。后(hou)處理(li)包括(kuo)精(jing)壓、滾壓、擠壓、淬火(huo)(huo)、表(biao)面(mian)淬火(huo)(huo)、浸(jin)油、及熔滲等。

粉末的制取方法

制取(qu)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)是粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)冶(ye)金(jin)的(de)第(di)一步。粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)冶(ye)金(jin)材(cai)料和制品不斷的(de)增多(duo)，其質(zhi)量不斷提(ti)高，要求提(ti)供(gong)的(de)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)的(de)種(zhong)類愈來愈多(duo)。例如，從(cong)材(cai)質(zhi)范圍(wei)來看，不僅使用(yong)金(jin)屬粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)，也使用(yong)合(he)金(jin)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)，金(jin)屬化(hua)合(he)物粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)等；從(cong)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)外形(xing)(xing)來看，要求使用(yong)各種(zhong)形(xing)(xing)狀的(de)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)，如產(chan)生過濾器時，就要求形(xing)(xing)成(cheng)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)；從(cong)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)粒(li)度來看，要求各種(zhong)粒(li)度的(de)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)，粗粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)粒(li)度有500~1000微(wei)米超(chao)細粉(fen)末粒度小于0.5微米(mi)等(deng)等(deng)。

為了(le)滿足對粉(fen)(fen)末(mo)的(de)(de)各(ge)種(zhong)要(yao)求，也(ye)就要(yao)有各(ge)種(zhong)各(ge)樣生產(chan)粉(fen)(fen)末(mo)的(de)(de)方法(fa)這(zhe)些(xie)方法(fa)不外乎使金(jin)屬、合(he)金(jin)或者金(jin)屬化合(he)物呈固態(tai)(tai)、液態(tai)(tai)或氣態(tai)(tai)轉變成粉(fen)(fen)末(mo)狀態(tai)(tai)。制取(qu)粉(fen)(fen)末(mo)的(de)(de)各(ge)種(zhong)方法(fa)以及各(ge)種(zhong)方法(fa)制的(de)(de)粉(fen)(fen)末(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(jin)屬與合金(jin)制取金(jin)屬與合金(jin)粉(fen)末(mo)的有機械粉(fen)碎法和電化腐蝕法：

（2）從(cong)固態金(jin)屬氧化(hua)物及鹽類制(zhi)取金(jin)屬與合(he)金(jin)粉(fen)末(mo)的還原法從(cong)金(jin)屬和合(he)金(jin)粉(fen)末(mo)、金(jin)屬氧化(hua)物和非金(jin)屬粉(fen)末(mo)制(zhi)取金(jin)屬化(hua)合(he)物粉(fen)末(mo)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(ye)態(tai)金屬與(yu)合金制取與(yu)合金粉末的有霧(wu)化法

（2）從(cong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)鹽(yan)溶液置換和還原(yuan)制(zhi)(zhi)(zhi)取金(jin)屬(shu)(shu)(shu)合(he)金(jin)以及包覆粉末的(de)(de)有置換法(fa)、溶液氫還原(yuan)法(fa)；從(cong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)熔(rong)(rong)鹽(yan)中沉淀制(zhi)(zhi)(zhi)取金(jin)屬(shu)(shu)(shu)粉末的(de)(de)有熔(rong)(rong)鹽(yan)陳定法(fa)；從(cong)輔(fu)助(zhu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)浴(yu)中析出(chu)制(zhi)(zhi)(zhi)取金(jin)屬(shu)(shu)(shu)化合(he)物粉末的(de)(de)有金(jin)屬(shu)(shu)(shu)浴(yu)法(fa)。

（3）從金(jin)(jin)屬鹽溶(rong)(rong)液電解制(zhi)取(qu)金(jin)(jin)屬與合金(jin)(jin)粉(fen)末的有(you)水溶(rong)(rong)液電解法；從金(jin)(jin)屬熔鹽電解制(zhi)取(qu)金(jin)(jin)屬和(he)金(jin)(jin)屬化合物(wu)粉(fen)末的有(you)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(ning)制取金屬粉末的有蒸汽冷凝(ning)法；

（2）從氣(qi)態金屬(shu)(shu)碳基物(wu)離解(jie)制取金屬(shu)(shu)、合金以(yi)及包覆粉(fen)末的有碳基物(wu)熱(re)離解(jie)法

（3）從氣態(tai)金屬鹵(lu)化物(wu)氣相還原制(zhi)取金屬、合金粉(fen)(fen)末(mo)以及金屬、合金涂層的有(you)氣相氫(qing)還原法；從氣態(tai)金屬鹵(lu)化物(wu)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)制(zhi)取金屬化合物(wu)粉(fen)(fen)末(mo)以及涂層的有(you)化學氣相沉(chen)(chen)積(ji)(ji)法。

但是，從(cong)過(guo)(guo)程的(de)(de)實質來(lai)看，現(xian)有制粉方(fang)法(fa)(fa)(fa)大體上可(ke)歸納為兩大類，即(ji)機械法(fa)(fa)(fa)和物(wu)(wu)理(li)化(hua)學法(fa)(fa)(fa)。機械法(fa)(fa)(fa)是將原材料機械的(de)(de)粉碎，而(er)化(hua)學成分(fen)基(ji)本上不(bu)發(fa)生(sheng)變化(hua)的(de)(de)工藝(yi)過(guo)(guo)程；物(wu)(wu)理(li)化(hua)學法(fa)(fa)(fa)是借助化(hua)學的(de)(de)或物(wu)(wu)理(li)的(de)(de)作用(yong)，改變原料的(de)(de)化(hua)學成分(fen)或聚(ju)集狀態而(er)獲得粉末的(de)(de)工藝(yi)過(guo)(guo)程，粉末的(de)(de)生(sheng)產方(fang)法(fa)(fa)(fa)很(hen)多從(cong)工業(ye)規模而(er)言，應用(yong)最廣泛的(de)(de)漢斯(si)還原法(fa)(fa)(fa)、霧化(hua)法(fa)(fa)(fa)和電解法(fa)(fa)(fa)有些方(fang)法(fa)(fa)(fa)如氣相沉(chen)(chen)積(ji)法(fa)(fa)(fa)和液相沉(chen)(chen)積(ji)法(fa)(fa)(fa)在特殊應用(yong)時(shi)亦(yi)很(hen)重要。

粉末冶金工藝的基本工序是：

1、原料粉(fen)末的制(zhi)備(bei)。現(xian)有的制(zhi)粉(fen)方(fang)法(fa)(fa)大體可分為(wei)兩類：機械法(fa)(fa)和物(wu)理(li)化學(xue)法(fa)(fa)。而(er)機械法(fa)(fa)可分為(wei)：機械粉(fen)碎及霧化法(fa)(fa)；物(wu)理(li)化學(xue)法(fa)(fa)又分為(wei)：電化腐蝕法(fa)(fa)、還原法(fa)(fa)、化合法(fa)(fa)、還原-化(hua)合法(fa)(fa)(fa)、氣相沉積法(fa)(fa)(fa)、液相沉積法(fa)(fa)(fa)以(yi)及電解法(fa)(fa)(fa)。其中應(ying)用最為廣泛的是還原法(fa)(fa)(fa)、霧化(hua)法(fa)(fa)(fa)和電解法(fa)(fa)(fa)。

2、粉(fen)末成(cheng)型(xing)為(wei)所需(xu)形狀的坯(pi)塊。成(cheng)型(xing)的目的是制得(de)一定形狀和(he)尺寸的壓(ya)(ya)坯(pi)，并使(shi)其(qi)具(ju)有(you)一定的密度和(he)強度。成(cheng)型(xing)的方法(fa)基本上分為(wei)加壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)和(he)無壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)。加壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)中(zhong)應(ying)用最多的是模壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)。此外還可使(shi)用3D打(da)印技術進行(xing)胚塊(kuai)的制(zhi)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、產品的后(hou)(hou)序處理(li)。燒結后(hou)(hou)的處理(li)，可以根據(ju)產品要求的不(bu)同，采(cai)取(qu)多種方式。如(ru)精(jing)整、浸油、機加(jia)(jia)工(gong)、熱處理(li)及電鍍(du)。此外，近(jin)年來一些新工(gong)藝如(ru)軋制、鍛造(zao)也應用于粉末冶(ye)金材料燒結后(hou)(hou)的加(jia)(jia)工(gong)，取(qu)得較理(li)想(xiang)的效果。

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