【粉(fen)(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)】粉(fen)(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)的方法 粉(fen)(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)有什么(me)用途
粉末冶金(jin)(jin)(jin)是(shi)制取金(jin)(jin)(jin)屬或(huo)用金(jin)(jin)(jin)屬粉(fen)末(mo)(或(huo)金(jin)(jin)(jin)屬粉(fen)末(mo)與非金(jin)(jin)(jin)屬粉(fen)末(mo)的(de)混合物)作為質料(liao),經過(guo)成形和燒(shao)結(jie),制作金(jin)(jin)(jin)屬資料(liao)、復合資料(liao)以及(ji)各種類型成品的(de)技(ji)能(neng)(neng)技(ji)能(neng)(neng)。粉(fen)末(mo)冶金(jin)(jin)(jin)法與出產陶(tao)瓷(ci)有類似的(de)當地,因(yin)而,一系列粉(fen)末(mo)冶金(jin)(jin)(jin)新(xin)技(ji)術也可用于(yu)陶(tao)瓷(ci)資料(liao)的(de)制備(bei)。因(yin)為粉(fen)末(mo)冶金(jin)(jin)(jin)技(ji)術的(de)長處,它(ta)已成為處理新(xin)材料(liao)問題(ti)的(de)鑰匙,在新(xin)材料(liao)的(de)發展(zhan)中起著舉足輕重的(de)效果(guo)。
粉(fen)末冶金(jin)具有(you)共同的(de)化學構成(cheng)和機械、物理功用(yong),而(er)這些(xie)功用(yong)是(shi)(shi)用(yong)傳(chuan)統的(de)熔(rong)鑄辦法無法取得的(de)。運用(yong)粉(fen)末冶金(jin)技(ji)(ji)能(neng)(neng)能(neng)(neng)夠直接制成(cheng)多孔(kong)、半細密或全細密資料和成(cheng)品(pin),如含油軸(zhou)承、齒輪(lun)、凸輪(lun)、導(dao)桿、刀具等,是(shi)(shi)一(yi)種少無切削技(ji)(ji)能(neng)(neng)。
粉末冶金用途
1、粉(fen)(fen)(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)技術能夠最大極限地削減合金(jin)(jin)(jin)成(cheng)分偏聚,消除粗大、不均勻的鍛造安排。在制備高(gao)功用稀土(tu)(tu)永磁資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)、稀土(tu)(tu)儲氫資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)、稀土(tu)(tu)發光資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)、稀土(tu)(tu)催化劑(ji)、高(gao)溫(wen)超(chao)(chao)導資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)、新(xin)式金(jin)(jin)(jin)屬資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)如Al-Li合金(jin)(jin)(jin)、耐(nai)熱Al合金(jin)(jin)(jin)、超(chao)(chao)合金(jin)(jin)(jin)、粉(fen)(fen)(fen)末(mo)耐(nai)蝕不銹鋼(gang)(gang)、粉(fen)(fen)(fen)末(mo)高(gao)速鋼(gang)(gang)、金(jin)(jin)(jin)屬間化合物高(gao)溫(wen)構造資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)等)具有主要(yao)的效果。
2、能夠制(zhi)備非晶、微(wei)晶、準晶、納米晶和(he)超飽(bao)滿固溶(rong)體等(deng)一(yi)系列高功(gong)用(yong)(yong)非平衡資(zi)料,這些資(zi)料具有(you)優良的電(dian)學、磁學、光學和(he)力學功(gong)用(yong)(yong)。
3、能(neng)夠容易地完成多種(zhong)類型的(de)復合(he)(he),充分發揮各組元資(zi)料(liao)各自的(de)特性(xing),是一(yi)種(zhong)低成本出產(chan)高功用金屬基和陶瓷復合(he)(he)資(zi)料(liao)的(de)技能(neng)。
4、能夠(gou)出(chu)產普通熔煉法(fa)(fa)無法(fa)(fa)出(chu)產的具(ju)有特殊構造和(he)功用(yong)(yong)的資料(liao)和(he)成品,如新式多孔(kong)生物(wu)資料(liao),多孔(kong)別(bie)離膜資料(liao)、高功用(yong)(yong)構造陶瓷磨具(ju)和(he)功用(yong)(yong)陶瓷資料(liao)等。
5、能(neng)夠(gou)完(wan)成近凈形成形和自動化批量出產,然后(hou),能(neng)夠(gou)有(you)用地降低出產的(de)資本和能(neng)源消耗(hao)。
6、能夠充(chong)分(fen)利(li)(li)用(yong)礦(kuang)石、尾礦(kuang)、煉鋼(gang)污泥(ni)、軋鋼(gang)鐵鱗、回收(shou)廢(fei)舊(jiu)金(jin)屬作(zuo)質料,是一種可(ke)有(you)用(yong)進行資料再生(sheng)和(he)綜合(he)利(li)(li)用(yong)的(de)新技(ji)能。
粉末冶(ye)金的(de)方法
(1)生(sheng)產粉(fen)末。粉(fen)末的(de)生(sheng)產過(guo)程包括粉(fen)末的(de)制取(qu)、粉(fen)料的(de)混(hun)合(he)等(deng)步驟。為改善粉(fen)末的(de)成(cheng)型性(xing)和可(ke)塑性(xing)通常(chang)加入機油(you)、橡膠或石蠟等(deng)增塑劑。
(2)壓制成型。粉末在15-600MPa壓力下,壓成所需(xu)形狀(zhuang)。
(3)燒結。在(zai)保護(hu)氣氛的高溫爐或真(zhen)空爐中進行。燒結不(bu)同于金屬熔化(hua),燒結時至少有(you)一(yi)種元素(su)仍(reng)處(chu)于固(gu)態。燒結過程中粉(fen)末顆(ke)粒(li)間通(tong)過擴(kuo)散、再結晶、熔焊、化(hua)合、溶解等一(yi)系列的物理化(hua)學過程,成為具有(you)一(yi)定孔隙度(du)的冶金產(chan)品。
(4)后處理(li)。一般(ban)情況下,燒(shao)結好的制(zhi)件(jian)(jian)可直接使用(yong)。但對于某些尺(chi)寸要(yao)求精度高并(bing)且有高的硬(ying)度、耐磨性的制(zhi)件(jian)(jian)還要(yao)進行燒(shao)結后處理(li)。后處理(li)包括精壓(ya)、滾壓(ya)、擠壓(ya)、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲(shen)等。
粉末的制取方法
制取粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)是粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)冶金(jin)(jin)的(de)第一步。粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)冶金(jin)(jin)材料和制品不斷的(de)增多,其質量不斷提高(gao),要(yao)(yao)求(qiu)提供的(de)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)的(de)種類(lei)愈(yu)來(lai)(lai)愈(yu)多。例(li)如,從材質范圍來(lai)(lai)看(kan),不僅使用金(jin)(jin)屬(shu)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo),也使用合(he)金(jin)(jin)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo),金(jin)(jin)屬(shu)化合(he)物粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)等;從粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)外形來(lai)(lai)看(kan),要(yao)(yao)求(qiu)使用各種形狀的(de)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo),如產生過濾器(qi)時,就要(yao)(yao)求(qiu)形成粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo);從粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)粒度(du)來(lai)(lai)看(kan),要(yao)(yao)求(qiu)各種粒度(du)的(de)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo),粗粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)(mo)粒度(du)有(you)500~1000微米超(chao)細粉末粒度小于(yu)0.5微米等等。
為了滿足對粉末(mo)的各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)要(yao)求(qiu),也就要(yao)有各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)各(ge)樣生(sheng)產粉末(mo)的方(fang)法(fa)這些(xie)方(fang)法(fa)不外乎(hu)使金(jin)屬、合(he)金(jin)或者金(jin)屬化(hua)合(he)物(wu)呈固態(tai)、液態(tai)或氣態(tai)轉(zhuan)變成粉末(mo)狀態(tai)。制取粉末(mo)的各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)以及各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)制的粉末(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(yu)合(he)金(jin)制取金(jin)屬與(yu)合(he)金(jin)粉末的(de)有機械粉碎法(fa)和電化腐(fu)蝕(shi)法(fa):
(2)從固態(tai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)氧化(hua)物(wu)及鹽(yan)類制取金(jin)(jin)(jin)屬(shu)與合(he)金(jin)(jin)(jin)粉(fen)末(mo)(mo)的還原法(fa)從金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和合(he)金(jin)(jin)(jin)粉(fen)末(mo)(mo)、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)氧化(hua)物(wu)和非金(jin)(jin)(jin)屬(shu)粉(fen)末(mo)(mo)制取金(jin)(jin)(jin)屬(shu)化(hua)合(he)物(wu)粉(fen)末(mo)(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)從液態金屬(shu)與合金制取與合金粉(fen)末的有霧化法(fa)
(2)從金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)鹽(yan)(yan)溶液(ye)置(zhi)換(huan)和(he)還原(yuan)制取(qu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)合(he)金(jin)(jin)以及包(bao)覆(fu)粉(fen)末的(de)有(you)置(zhi)換(huan)法、溶液(ye)氫還原(yuan)法;從金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)熔(rong)鹽(yan)(yan)中沉淀制取(qu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)粉(fen)末的(de)有(you)熔(rong)鹽(yan)(yan)陳定法;從輔助(zhu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)浴(yu)中析出(chu)制取(qu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)化合(he)物粉(fen)末的(de)有(you)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)浴(yu)法。
(3)從(cong)金(jin)屬鹽(yan)溶液(ye)電解(jie)制取金(jin)屬與(yu)合金(jin)粉末(mo)的有水溶液(ye)電解(jie)法;從(cong)金(jin)屬熔鹽(yan)電解(jie)制取金(jin)屬和金(jin)屬化合物粉末(mo)的有熔鹽(yan)電解(jie)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(jin)屬蒸汽(qi)冷(leng)凝制取金(jin)屬粉(fen)末的有蒸汽(qi)冷(leng)凝法(fa);
(2)從(cong)氣態(tai)金屬碳基(ji)物離(li)解制取(qu)金屬、合金以及包覆粉(fen)末(mo)的有(you)碳基(ji)物熱離(li)解法
(3)從(cong)氣態金(jin)屬(shu)(shu)鹵(lu)化(hua)物(wu)氣相還(huan)原制(zhi)取金(jin)屬(shu)(shu)、合(he)金(jin)粉(fen)(fen)末以及(ji)金(jin)屬(shu)(shu)、合(he)金(jin)涂(tu)層的有氣相氫還(huan)原法;從(cong)氣態金(jin)屬(shu)(shu)鹵(lu)化(hua)物(wu)沉積制(zhi)取金(jin)屬(shu)(shu)化(hua)合(he)物(wu)粉(fen)(fen)末以及(ji)涂(tu)層的有化(hua)學氣相沉積法。
但是,從(cong)過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)實質來看,現有制粉方法(fa)(fa)(fa)大(da)體上可歸納為兩大(da)類,即機(ji)(ji)(ji)械法(fa)(fa)(fa)和(he)物理(li)化(hua)學法(fa)(fa)(fa)。機(ji)(ji)(ji)械法(fa)(fa)(fa)是將原(yuan)材料機(ji)(ji)(ji)械的(de)(de)粉碎,而化(hua)學成(cheng)分基本(ben)上不發生變化(hua)的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)過(guo)程(cheng)(cheng);物理(li)化(hua)學法(fa)(fa)(fa)是借(jie)助化(hua)學的(de)(de)或物理(li)的(de)(de)作用,改變原(yuan)料的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分或聚(ju)集狀態而獲(huo)得粉末的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)過(guo)程(cheng)(cheng),粉末的(de)(de)生產(chan)方法(fa)(fa)(fa)很多從(cong)工(gong)業規模而言,應用最廣泛(fan)的(de)(de)漢斯還原(yuan)法(fa)(fa)(fa)、霧(wu)化(hua)法(fa)(fa)(fa)和(he)電解(jie)法(fa)(fa)(fa)有些方法(fa)(fa)(fa)如(ru)氣相沉積法(fa)(fa)(fa)和(he)液(ye)相沉積法(fa)(fa)(fa)在(zai)特(te)殊應用時亦很重要。
粉末冶金工藝的基本工序是:
1、原(yuan)料粉末的制(zhi)備。現有的制(zhi)粉方法(fa)(fa)大體可分(fen)為兩(liang)類:機(ji)械法(fa)(fa)和物理化(hua)(hua)學(xue)法(fa)(fa)。而機(ji)械法(fa)(fa)可分(fen)為:機(ji)械粉碎及霧化(hua)(hua)法(fa)(fa);物理化(hua)(hua)學(xue)法(fa)(fa)又(you)分(fen)為:電化(hua)(hua)腐蝕法(fa)(fa)、還原(yuan)法(fa)(fa)、化(hua)(hua)合法(fa)(fa)、還原(yuan)-化(hua)合(he)法、氣(qi)相(xiang)沉(chen)積法、液相(xiang)沉(chen)積法以及電解法。其中應用最為(wei)廣泛的是還原法、霧化(hua)法和電解法。
2、粉末成(cheng)型(xing)(xing)為(wei)所需形狀的坯塊。成(cheng)型(xing)(xing)的目的是制得一定形狀和(he)尺寸的壓(ya)(ya)坯,并使其具有(you)一定的密度(du)和(he)強度(du)。成(cheng)型(xing)(xing)的方(fang)法基本上(shang)分為(wei)加壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)和(he)無壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)。加壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)中應用最(zui)多的是模壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)。此外還可使用3D打印技術進行(xing)胚塊的制(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(chan)(chan)品的(de)(de)(de)后序處(chu)理(li)(li)。燒(shao)結后的(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li),可以根(gen)據產(chan)(chan)品要(yao)求的(de)(de)(de)不同,采取多(duo)種方式。如(ru)精整、浸油(you)、機加工(gong)、熱(re)處(chu)理(li)(li)及(ji)電鍍。此外,近年(nian)來一些新工(gong)藝如(ru)軋(ya)制(zhi)、鍛(duan)造也應用于粉末冶金材料燒(shao)結后的(de)(de)(de)加工(gong),取得較理(li)(li)想的(de)(de)(de)效(xiao)果。