【粉(fen)末(mo)冶(ye)(ye)金(jin)】粉(fen)末(mo)冶(ye)(ye)金(jin)的方(fang)法 粉(fen)末(mo)冶(ye)(ye)金(jin)有(you)什么用途

粉末冶(ye)金是制取金屬(shu)或用(yong)金屬(shu)粉末(或金屬(shu)粉末與非(fei)金屬(shu)粉末的(de)混合物(wu))作(zuo)(zuo)為(wei)質料(liao)，經過成(cheng)形和燒結，制作(zuo)(zuo)金屬(shu)資料(liao)、復合資料(liao)以及各種類型成(cheng)品的(de)技(ji)能技(ji)能。粉末冶(ye)金法與出產陶瓷有(you)類似的(de)當地(di)，因而，一系列粉末冶(ye)金新(xin)技(ji)術(shu)也可(ke)用(yong)于陶瓷資料(liao)的(de)制備。因為(wei)粉末冶(ye)金技(ji)術(shu)的(de)長處，它已(yi)成(cheng)為(wei)處理新(xin)材料(liao)問題的(de)鑰匙，在新(xin)材料(liao)的(de)發展中起著舉足輕(qing)重的(de)效(xiao)果。

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粉末冶金具有共(gong)同的(de)化學構成和機(ji)械、物理功用，而這些功用是用傳統的(de)熔鑄辦(ban)法(fa)無(wu)法(fa)取得的(de)。運用粉末冶金技能能夠直接(jie)制成多孔、半細(xi)(xi)密或(huo)全細(xi)(xi)密資料和成品，如含油(you)軸承(cheng)、齒輪、凸輪、導桿、刀具等，是一種少無(wu)切削技能。

粉末冶金用途

1、粉(fen)末冶金(jin)(jin)技術能夠(gou)最大(da)極限地削減(jian)合(he)(he)金(jin)(jin)成分(fen)偏(pian)聚，消除粗大(da)、不(bu)均勻的(de)鍛造安(an)排(pai)。在制備高(gao)功用稀土(tu)永磁資料(liao)、稀土(tu)儲氫資料(liao)、稀土(tu)發光資料(liao)、稀土(tu)催化(hua)劑、高(gao)溫(wen)超導資料(liao)、新式金(jin)(jin)屬(shu)(shu)資料(liao)如Al-Li合(he)(he)金(jin)(jin)、耐熱Al合(he)(he)金(jin)(jin)、超合(he)(he)金(jin)(jin)、粉(fen)末耐蝕不(bu)銹鋼、粉(fen)末高(gao)速鋼、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)間化(hua)合(he)(he)物(wu)高(gao)溫(wen)構造資料(liao)等)具有主要的(de)效果。

2、能夠制(zhi)備非晶(jing)(jing)、微晶(jing)(jing)、準晶(jing)(jing)、納(na)米晶(jing)(jing)和超飽滿固溶體等一系列高功用(yong)非平(ping)衡資(zi)料(liao)，這些資(zi)料(liao)具有優(you)良的電(dian)學(xue)、磁(ci)學(xue)、光學(xue)和力學(xue)功用(yong)。

3、能夠容(rong)易(yi)地完成多種類型(xing)的(de)(de)復(fu)合(he)，充分發揮各(ge)組元資料(liao)各(ge)自的(de)(de)特性，是(shi)一種低成本(ben)出產(chan)高功用金屬(shu)基和陶瓷復(fu)合(he)資料(liao)的(de)(de)技能。

4、能夠出產(chan)(chan)普通熔煉法(fa)無法(fa)出產(chan)(chan)的具有(you)特殊構造和功(gong)用的資料(liao)和成品，如新式多(duo)(duo)孔生物資料(liao)，多(duo)(duo)孔別離膜資料(liao)、高功(gong)用構造陶(tao)瓷磨具和功(gong)用陶(tao)瓷資料(liao)等(deng)。

5、能(neng)夠完成近(jin)凈形成形和自動化批量出產，然后，能(neng)夠有用地降低出產的資(zi)本(ben)和能(neng)源消耗。

6、能(neng)夠充分利用(yong)礦石、尾礦、煉(lian)鋼污(wu)泥、軋鋼鐵鱗、回收(shou)廢舊金屬作質料，是(shi)一種可有用(yong)進行資料再生和綜(zong)合利用(yong)的(de)新技能(neng)。

粉末冶金的(de)方法

（1）生產粉(fen)(fen)末(mo)。粉(fen)(fen)末(mo)的(de)生產過程包括粉(fen)(fen)末(mo)的(de)制取、粉(fen)(fen)料的(de)混合等(deng)步驟。為改善粉(fen)(fen)末(mo)的(de)成型性(xing)和可塑(su)性(xing)通常加入機油、橡膠或(huo)石蠟等(deng)增塑(su)劑。

（2）壓制(zhi)成(cheng)型。粉(fen)末在15-600MPa壓(ya)力下，壓(ya)成所需形(xing)狀。

（3）燒(shao)結(jie)。在保護氣氛的(de)高溫爐(lu)或真(zhen)空爐(lu)中進(jin)行。燒(shao)結(jie)不同于金屬熔(rong)化，燒(shao)結(jie)時至少有一種元素仍處于固態(tai)。燒(shao)結(jie)過程中粉末顆粒(li)間通過擴散(san)、再結(jie)晶、熔(rong)焊、化合、溶解等一系列的(de)物理化學過程，成為(wei)具有一定(ding)孔隙度的(de)冶金產品。

（4）后處(chu)理。一般(ban)情況(kuang)下，燒結好的(de)制件可直接使用。但對于某些尺寸要(yao)求精(jing)度(du)高(gao)并(bing)且有高(gao)的(de)硬度(du)、耐磨性的(de)制件還要(yao)進行燒結后處(chu)理。后處(chu)理包括精(jing)壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲等。

粉末的制取方法

制(zhi)取粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)是(shi)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)冶金(jin)的(de)(de)(de)第一步。粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)冶金(jin)材(cai)料和制(zhi)品不(bu)斷的(de)(de)(de)增(zeng)多，其質(zhi)量不(bu)斷提(ti)高，要求提(ti)供的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)種(zhong)類愈來(lai)愈多。例(li)如，從材(cai)質(zhi)范圍來(lai)看，不(bu)僅(jin)使用金(jin)屬粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)，也使用合金(jin)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)，金(jin)屬化合物粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)等；從粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)外形(xing)來(lai)看，要求使用各種(zhong)形(xing)狀的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)，如產生(sheng)過(guo)濾器時，就要求形(xing)成粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)；從粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)粒(li)度(du)來(lai)看，要求各種(zhong)粒(li)度(du)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)，粗粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)粒(li)度(du)有500~1000微米超細粉(fen)末(mo)粒度小于0.5微(wei)米等等。

為(wei)了滿足(zu)對粉(fen)末的(de)各(ge)種(zhong)要(yao)求，也就要(yao)有各(ge)種(zhong)各(ge)樣生產粉(fen)末的(de)方(fang)(fang)(fang)法這些方(fang)(fang)(fang)法不外乎使金屬、合金或者金屬化合物呈固態(tai)、液態(tai)或氣(qi)態(tai)轉(zhuan)變成(cheng)粉(fen)末狀態(tai)。制取粉(fen)末的(de)各(ge)種(zhong)方(fang)(fang)(fang)法以及各(ge)種(zhong)方(fang)(fang)(fang)法制的(de)粉(fen)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(he)金制(zhi)取金屬與合(he)金粉末的(de)有機械粉碎法和(he)電化(hua)腐(fu)蝕(shi)法：

（2）從(cong)固態金(jin)屬(shu)(shu)氧化物(wu)及鹽類制(zhi)取金(jin)屬(shu)(shu)與合(he)(he)金(jin)粉末(mo)的還原(yuan)法從(cong)金(jin)屬(shu)(shu)和合(he)(he)金(jin)粉末(mo)、金(jin)屬(shu)(shu)氧化物(wu)和非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)粉末(mo)制(zhi)取金(jin)屬(shu)(shu)化合(he)(he)物(wu)粉末(mo)的還原(yuan)-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(cong)液態金屬(shu)與(yu)合金制取與(yu)合金粉末的(de)有霧化法

（2）從金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)鹽溶液置(zhi)換和還原制(zhi)(zhi)取金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)以及包覆粉末的(de)有置(zhi)換法、溶液氫還原法；從金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔鹽中沉淀制(zhi)(zhi)取金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)粉末的(de)有熔鹽陳定(ding)法；從輔(fu)助(zhu)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)浴中析出(chu)制(zhi)(zhi)取金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)化合(he)物粉末的(de)有金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)浴法。

（3）從(cong)金屬(shu)鹽(yan)(yan)溶(rong)液電解制取(qu)金屬(shu)與合金粉末的有(you)水溶(rong)液電解法；從(cong)金屬(shu)熔(rong)鹽(yan)(yan)電解制取(qu)金屬(shu)和金屬(shu)化合物(wu)粉末的有(you)熔(rong)鹽(yan)(yan)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(shu)蒸汽(qi)冷凝制取金屬(shu)粉末的有蒸汽(qi)冷凝法；

（2）從氣態金屬碳(tan)基物(wu)離(li)解(jie)制(zhi)取(qu)金屬、合金以(yi)及包覆粉末的有碳(tan)基物(wu)熱離(li)解(jie)法

（3）從氣態金(jin)屬鹵(lu)化物(wu)氣相還原制(zhi)取(qu)(qu)金(jin)屬、合金(jin)粉(fen)末以及金(jin)屬、合金(jin)涂(tu)層(ceng)的有(you)(you)氣相氫還原法；從氣態金(jin)屬鹵(lu)化物(wu)沉積(ji)制(zhi)取(qu)(qu)金(jin)屬化合物(wu)粉(fen)末以及涂(tu)層(ceng)的有(you)(you)化學氣相沉積(ji)法。

但是，從(cong)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)實質來看，現(xian)有制粉方法(fa)大體(ti)上可歸納為兩大類，即(ji)機(ji)械法(fa)和物理化(hua)(hua)(hua)學法(fa)。機(ji)械法(fa)是將原材料(liao)機(ji)械的(de)(de)(de)粉碎(sui)，而化(hua)(hua)(hua)學成分基本上不發生變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)工(gong)藝過(guo)程(cheng)；物理化(hua)(hua)(hua)學法(fa)是借助化(hua)(hua)(hua)學的(de)(de)(de)或(huo)(huo)物理的(de)(de)(de)作用，改變原料(liao)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學成分或(huo)(huo)聚集狀態(tai)而獲得粉末的(de)(de)(de)工(gong)藝過(guo)程(cheng)，粉末的(de)(de)(de)生產方法(fa)很多(duo)從(cong)工(gong)業規模(mo)而言，應(ying)用最廣泛的(de)(de)(de)漢斯還原法(fa)、霧化(hua)(hua)(hua)法(fa)和電(dian)解法(fa)有些方法(fa)如(ru)氣相(xiang)沉積(ji)法(fa)和液(ye)相(xiang)沉積(ji)法(fa)在特(te)殊(shu)應(ying)用時亦(yi)很重要。

粉末冶金工藝的基本工序是：

1、原料(liao)粉末的制備。現有的制粉方法(fa)(fa)大體可分為兩類(lei)：機械(xie)法(fa)(fa)和物理化(hua)學法(fa)(fa)。而機械(xie)法(fa)(fa)可分為：機械(xie)粉碎及霧化(hua)法(fa)(fa)；物理化(hua)學法(fa)(fa)又分為：電化(hua)腐(fu)蝕法(fa)(fa)、還(huan)原法(fa)(fa)、化(hua)合法(fa)(fa)、還(huan)原-化(hua)合法、氣相沉(chen)積法、液相沉(chen)積法以及電解(jie)法。其中(zhong)應用最(zui)為廣泛的是還原法、霧化(hua)法和電解(jie)法。

2、粉末成(cheng)(cheng)型為所需形狀(zhuang)的(de)(de)坯(pi)塊。成(cheng)(cheng)型的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)制得(de)一(yi)定(ding)形狀(zhuang)和(he)(he)尺寸(cun)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)坯(pi)，并使其具有一(yi)定(ding)的(de)(de)密度(du)和(he)(he)強度(du)。成(cheng)(cheng)型的(de)(de)方法(fa)基本(ben)上分為加(jia)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型和(he)(he)無壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型。加(jia)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型中(zhong)應用最多(duo)的(de)(de)是(shi)模(mo)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型。此(ci)外還可(ke)使用3D打(da)印(yin)技術進行胚(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)(de)后(hou)(hou)序(xu)處理(li)(li)。燒結(jie)后(hou)(hou)的(de)(de)處理(li)(li)，可以根據產品(pin)要求的(de)(de)不同，采取多種方(fang)式。如精整、浸油、機加(jia)工、熱處理(li)(li)及電鍍。此外，近年來一些新(xin)工藝如軋制、鍛(duan)造也應用(yong)于粉末冶金材料燒結(jie)后(hou)(hou)的(de)(de)加(jia)工，取得較理(li)(li)想的(de)(de)效果(guo)。

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