【粉末冶金材料】粉末冶金材料分類 粉末冶金材料牌號表示方法及應用

粉末冶金材料的分類及應用

粉末冶金材料是指用幾種金(jin)屬粉末或金(jin)屬與(yu)非金(jin)屬粉末作原料(liao)，通(tong)過配料(liao)、壓制成形、燒結等工藝過程而制成的材料(liao)。這種工藝過程稱為粉末冶金(jin)法(fa)，是一種不同于熔煉和鑄造的方法(fa)。其(qi)生產過程與(yu)陶瓷制品(pin)相類(lei)似，所(suo)以又稱金(jin)屬陶瓷法(fa)。

粉末(mo)冶金法不僅是(shi)(shi)制取具有某些特殊性能(neng)材(cai)料的方法，也(ye)是(shi)(shi)一種無切屑(xie)或少切屑(xie)的加(jia)工(gong)方法。它具有生產率高(gao)、材(cai)料利(li)用率高(gao)、節省機床和生產占地面積(ji)等優點。但金屬粉末(mo)和模具費用高(gao)，制品大小和形狀(zhuang)受到一定限制，制品的韌(ren)性較差。

粉末(mo)冶金法常用于制(zhi)作硬質(zhi)合金、減摩材(cai)料、結(jie)構材(cai)料、摩擦材(cai)料、難熔金屬材(cai)料、過濾材(cai)料、金屬陶瓷、無偏(pian)析高速工具鋼、磁性材(cai)料、耐(nai)熱材(cai)料等。

該圖片由注冊用戶"Jane"提供，版權聲明反饋

粉末冶金的生產過程

(1)生產粉末。

粉(fen)末(mo)的(de)生(sheng)產過程包(bao)括(kuo)粉(fen)末(mo)的(de)制(zhi)取(qu)、粉(fen)料的(de)混合等(deng)步驟。為改善粉(fen)末(mo)的(de)成型(xing)性和可塑性通常加入汽油、橡膠或石蠟等(deng)增塑劑。

(2)壓制成型。

粉末在500~600MPa壓力下，壓成所(suo)需形狀。

(3)燒結。

在保護氣(qi)氛的(de)高溫爐(lu)或真空爐(lu)中進(jin)行。燒結(jie)不同于金(jin)(jin)屬熔(rong)化，燒結(jie)時至少有一(yi)(yi)種(zhong)元素仍處于固(gu)態。燒結(jie)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中粉(fen)末顆粒間通過(guo)(guo)(guo)擴散、再結(jie)晶、熔(rong)焊、化合、溶解等一(yi)(yi)系列(lie)的(de)物(wu)理化學(xue)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，成為具(ju)有一(yi)(yi)定孔隙度的(de)冶金(jin)(jin)產(chan)品。

(4)后處理。

一(yi)般情(qing)況下(xia)，燒結(jie)好的(de)制件可直接使用。但對于(yu)某些尺寸要求精(jing)度(du)高(gao)并(bing)且有高(gao)的(de)硬度(du)、耐磨性(xing)的(de)制件還要進行燒結(jie)后(hou)處(chu)理。后(hou)處(chu)理包括精(jing)壓(ya)、滾壓(ya)、擠(ji)壓(ya)、淬火、表面(mian)淬火、浸油(you)、及熔(rong)滲等。

粉末冶金材料的主要類型

1、硬質合金

硬質合金(jin)是以一(yi)種(zhong)或幾種(zhong)難熔碳(tan)化物(wu)的粉(fen)末為主要成分，加入起(qi)粘結作(zuo)用的鈷(gu)粉(fen)末，用粉(fen)末冶金(jin)法制得的材料。

常用硬質合金(jin)按成分和(he)性能特(te)點分為：鎢(wu)鈷(gu)類、鎢(wu)鈷(gu)鈦類、鎢(wu)鈦鉭(鈮)類。

(1)硬質合金的性能

硬(ying)度高(gao)，常溫(wen)下硬(ying)度可(ke)(ke)達69～81HRC。熱硬(ying)性(xing)(xing)高(gao)，可(ke)(ke)達900～1000℃。耐磨性(xing)(xing)好(hao)，其切(qie)(qie)削速度比高(gao)速工具(ju)鋼高(gao)4～7倍(bei)，刀具(ju)壽命(ming)高(gao)5～80倍(bei)，可(ke)(ke)切(qie)(qie)削50HRC左右的硬(ying)質材(cai)料(liao)。抗壓強度高(gao)，但抗彎強度低，韌性(xing)(xing)差。耐腐蝕性(xing)(xing)和抗氧化(hua)性(xing)(xing)良好(hao)。線膨脹系數小，但導(dao)熱性(xing)(xing)差。

硬質合金材料不能用(yong)一般(ban)的切削(xue)方法(fa)加工，只能采用(yong)電(dian)加工(如電(dian)火花、線切割(ge)、電(dian)解磨削(xue)等)或砂輪磨削(xue)。因此，一般(ban)是將硬質合金制品釬焊、粘結或機械夾固在刀體或模(mo)具上(shang)使用(yong)。

(2)切削加工用硬質合金的分類和分組代號

根(gen)據(ju)GB2075-87規定，切(qie)削加工(gong)用硬質(zhi)(zhi)合(he)(he)金按其(qi)切(qie)屑排除(chu)形(xing)式和(he)加工(gong)對象范圍不同分為P、M、K三(san)個類別，根(gen)據(ju)被加工(gong)材質(zhi)(zhi)及適應的加工(gong)條件不同，將各類硬質(zhi)(zhi)合(he)(he)金按用途進行(xing)分組，其(qi)代號由在主(zhu)要類別代號后面加一組數字(zi)組成，如P01、M10、K20等。

(3)硬質合金的應用

硬(ying)(ying)(ying)質合(he)金(jin)(jin)(jin)主(zhu)要用于(yu)切削刀(dao)具，如車刀(dao)、銑刀(dao)等。硬(ying)(ying)(ying)質合(he)金(jin)(jin)(jin)中碳化物(wu)含(han)量(liang)(liang)越(yue)(yue)(yue)多，鈷(gu)(gu)含(han)量(liang)(liang)越(yue)(yue)(yue)少，則合(he)金(jin)(jin)(jin)硬(ying)(ying)(ying)度(du)、熱硬(ying)(ying)(ying)性(xing)、耐磨性(xing)越(yue)(yue)(yue)高，但強(qiang)度(du)、韌性(xing)越(yue)(yue)(yue)低。YG類合(he)金(jin)(jin)(jin)適(shi)(shi)宜加工(gong)脆(cui)性(xing)材料，YT類合(he)金(jin)(jin)(jin)適(shi)(shi)宜加工(gong)塑(su)性(xing)材料。同類合(he)金(jin)(jin)(jin)中含(han)鈷(gu)(gu)量(liang)(liang)高的(de)適(shi)(shi)于(yu)粗加工(gong)，含(han)鈷(gu)(gu)量(liang)(liang)低的(de)適(shi)(shi)于(yu)精(jing)加工(gong)。

硬質合金也用于(yu)制造冷作模(mo)具，如冷拉(la)模(mo)、冷沖(chong)模(mo)、冷擠(ji)壓模(mo)和冷鐓模(mo)等。其中(zhong)YG類適用于(yu)拉(la)深(shen)模(mo)，YG6、YG8適用于(yu)小(xiao)拉(la)深(shen)模(mo)，YG15適用于(yu)大拉(la)深(shen)模(mo)和沖(chong)壓模(mo)具。

硬(ying)質(zhi)合金還(huan)用于制造(zao)量具和耐磨零(ling)件，如千分尺的(de)測量頭，車床頂件尖(jian)、精軋輥(gun)和無心(xin)磨床的(de)導板等。

近年來(lai)，鋼結(jie)硬(ying)(ying)(ying)質(zhi)合(he)金作為(wei)一種新型工模具材料，得到了廣泛的(de)應(ying)用。鋼結(jie)硬(ying)(ying)(ying)質(zhi)合(he)金經退(tui)火后，可(ke)進行切削加工，經淬火、回火后，有相當(dang)于(yu)硬(ying)(ying)(ying)質(zhi)合(he)金的(de)高硬(ying)(ying)(ying)度和(he)耐(nai)模性(xing)、一定的(de)耐(nai)熱、耐(nai)蝕和(he)抗氧化(hua)性(xing)，也可(ke)焊接和(he)鍛造，適(shi)用于(yu)制造形狀復雜的(de)刀具(如麻花鉆(zhan)、銑(xian)刀等(deng))、模具和(he)耐(nai)磨(mo)件。

2、粉末冶金減摩材料

根據基體主加元素不同，粉(fen)末(mo)冶金減摩(mo)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)分為(wei)(wei)鐵(tie)(tie)基材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)和銅(tong)(tong)基材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。鐵(tie)(tie)基減摩(mo)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)常用的(de)有鐵(tie)(tie)-石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)合(he)金和鐵(tie)(tie)-硫-石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)合(he)金。前(qian)者(zhe)的(de)組(zu)織為(wei)(wei)珠(zhu)光體基體+鐵(tie)(tie)素體+滲(shen)碳體+石(shi)(shi)墨(mo)(mo)+孔(kong)隙，硬(ying)度30～110HBS；后者(zhe)的(de)組(zu)織除與前(qian)者(zhe)的(de)組(zu)織相同外，還(huan)有硫化物，可進一步(bu)改善減摩(mo)性(xing)，硬(ying)度為(wei)(wei)35～70HBS。銅(tong)(tong)基減摩(mo)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)常用的(de)是青銅(tong)(tong)粉(fen)末(mo)+石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)制成(cheng)的(de)合(he)金，硬(ying)度為(wei)(wei)20～40HBS，具有較好的(de)導熱性(xing)、耐(nai)蝕性(xing)和抗咬合(he)性(xing)，但承壓能力較鐵(tie)(tie)基減摩(mo)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)小。

粉末(mo)冶金減摩材(cai)料一(yi)般用(yong)于制造(zao)中速(su)、輕載(zai)荷的軸承，尤其適宜(yi)制造(zao)不能經(jing)常加油的軸承，如紡(fang)織機(ji)械(xie)、電影機(ji)械(xie)、食(shi)品機(ji)械(xie)、家用(yong)電器等的軸承，在汽車(che)、拖拉機(ji)、機(ji)床電機(ji)中也有應(ying)用(yong)。

3、粉末冶金結構材料

粉(fen)末冶金結(jie)構材料根據(ju)基(ji)(ji)體金屬不同(tong)，分為(wei)鐵(tie)(tie)基(ji)(ji)和銅(tong)基(ji)(ji)材料。鐵(tie)(tie)基(ji)(ji)材料根據(ju)化合碳(tan)量的不同(tong)分為(wei)燒結(jie)鐵(tie)(tie)、燒結(jie)低碳(tan)鋼(gang)、燒結(jie)中碳(tan)鋼(gang)和燒結(jie)高碳(tan)鋼(gang)，如果鐵(tie)(tie)基(ji)(ji)材料中含有合金組元銅(tong)和鉬稱為(wei)燒結(jie)銅(tong)鋼(gang)和燒結(jie)銅(tong)鉬鋼(gang)。

鐵基結構(gou)(gou)材(cai)料(liao)制(zhi)(zhi)成(cheng)的(de)結構(gou)(gou)零件精度高，表面粗糙度值(zhi)小，不需或只(zhi)需少量切(qie)削加工，節省材(cai)料(liao)，生產率高，制(zhi)(zhi)品(pin)多(duo)孔(kong)，可浸潤滑油(you)，可以減摩、減振、消聲(sheng)。粉(fen)末冶金結構(gou)(gou)材(cai)料(liao)廣泛(fan)應(ying)用于制(zhi)(zhi)造(zao)機械零件，如機床上的(de)調整墊圈、調整環、端蓋、滑塊、底座、偏心輪，汽車中(zhong)的(de)油(you)泵(beng)齒(chi)(chi)輪、差速器齒(chi)(chi)輪、止推環，拖拉機上的(de)傳動齒(chi)(chi)輪、活塞環以及(ji)接頭、隔(ge)套(tao)、螺母、油(you)泵(beng)轉子、擋套(tao)、滾(gun)子等。

銅基(ji)結構(gou)材料與鐵基(ji)結構(gou)材料相比抗拉強度低，塑(su)性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)較高，具有良好的導電、導熱和耐腐蝕性(xing)(xing)能，可進行(xing)各種鍍涂處(chu)理，常用于制造體積較小(xiao)、形(xing)狀復雜、尺寸(cun)精度高、受力(li)較小(xiao)的儀表儀器(qi)零件(jian)及(ji)電器(qi)、機械(xie)產品零件(jian)，如小(xiao)模數齒輪(lun)、凸輪(lun)、緊固件(jian)、閥、銷、套(tao)等結構(gou)件(jian)。

4、粉末冶金摩擦材料

粉(fen)末冶(ye)金摩擦材料(liao)(liao)(liao)根據(ju)基體金屬(shu)不同(tong)分(fen)(fen)為鐵基和銅基材料(liao)(liao)(liao)，根據(ju)工(gong)(gong)作條件不同(tong)分(fen)(fen)為干式(shi)和濕式(shi)材料(liao)(liao)(liao)，濕式(shi)材料(liao)(liao)(liao)適宜在油中(zhong)工(gong)(gong)作。

粉末(mo)冶金摩(mo)擦材(cai)料(liao)(liao)由(you)(you)基(ji)本組元(yuan)和(he)輔(fu)助(zhu)組元(yuan)組成。摩(mo)擦材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)承(cheng)載(zai)能力、熱(re)穩定性(xing)耐(nai)磨(mo)性(xing)和(he)耐(nai)熱(re)性(xing)由(you)(you)基(ji)本組元(yuan)的(de)(de)成分、結構和(he)性(xing)能來保(bao)證(zheng)，輔(fu)助(zhu)組元(yuan)可進一步完善基(ji)體性(xing)能。鐵(tie)基(ji)摩(mo)擦材(cai)料(liao)(liao)在高溫高載(zai)荷下(xia)摩(mo)擦性(xing)能良好(hao)，能承(cheng)受(shou)較大壓(ya)力。銅基(ji)摩(mo)擦材(cai)料(liao)(liao)工(gong)藝性(xing)較好(hao)，摩(mo)擦系數穩定，抗粘、抗卡性(xing)好(hao)，濕(shi)式工(gong)作條件下(xia)耐(nai)磨(mo)性(xing)優良，常用(yong)于油中工(gong)作。

粉(fen)末冶金摩擦(ca)材料主要(yao)用(yong)于制(zhi)(zhi)作機(ji)床、拖拉機(ji)、汽車、礦山車輛、工程機(ji)械和飛(fei)機(ji)上的離合(he)器(qi)和制(zhi)(zhi)動器(qi)。

粉末冶金在汽車上的應用

目前，汽車(che)(che)(che)上(shang)(shang)(shang)已(yi)(yi)大量采用(yong)(yong)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)燒結(jie)金(jin)屬(shu)，據統計，在(zai)(zai)(zai)日本(ben)每臺車(che)(che)(che)上(shang)(shang)(shang)約有(you)40～60個燒結(jie)零件(jian)。在(zai)(zai)(zai)美國(guo)制造汽車(che)(che)(che)所(suo)用(yong)(yong)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)金(jin)屬(shu)1995年就已(yi)(yi)經(jing)(jing)達到12.7kg/車(che)(che)(che)，其應(ying)用(yong)(yong)范(fan)圍包括機械(xie)零件(jian)、滑(hua)動零件(jian)、摩擦零件(jian)、多孔材(cai)(cai)料(liao)、磁性材(cai)(cai)料(liao)、超硬工具材(cai)(cai)料(liao)、電(dian)工材(cai)(cai)料(liao)等。例(li)如，一種(zhong)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)金(jin)屬(shu)精(jing)密鑄造連(lian)(lian)桿(gan)在(zai)(zai)(zai)發動機制造業十分流行，巴依爾公司已(yi)(yi)將(jiang)這種(zhong)連(lian)(lian)桿(gan)作(zuo)為轎車(che)(che)(che)和(he)摩托車(che)(che)(che)發動機的(de)標準件(jian)。克(ke)萊斯勒公司也已(yi)(yi)經(jing)(jing)在(zai)(zai)(zai)2.0L和(he)2.4L發動機上(shang)(shang)(shang)使用(yong)(yong)這種(zhong)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)金(jin)屬(shu)連(lian)(lian)桿(gan)；通用(yong)(yong)公司也已(yi)(yi)經(jing)(jing)將(jiang)這種(zhong)連(lian)(lian)桿(gan)用(yong)(yong)于4.6LNorthstar和(he)4.0LAuroraV8發動機。福特公司Modular發動機的(de)裝配式凸輪軸的(de)凸輪采用(yong)(yong)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)金(jin)屬(shu)制造。粉(fen)(fen)(fen)末(mo)金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)(zai)發動機上(shang)(shang)(shang)的(de)進一步應(ying)用(yong)(yong)是在(zai)(zai)(zai)有(you)色粉(fen)(fen)(fen)末(mo)金(jin)屬(shu)缸套的(de)基礎上(shang)(shang)(shang)開(kai)發完整的(de)汽缸系統，即(ji)活塞/活塞環/缸套系統。此外(wai)，粉(fen)(fen)(fen)末(mo)金(jin)屬(shu)還用(yong)(yong)于制造油泵、水泵、氣門導(dao)管和(he)氣門座傳動輪。

結語

粉末冶金材料的發展方興(xing)未艾，汽車工(gong)業是粉(fen)(fen)末(mo)冶金的最大市場，隨著粉(fen)(fen)末(mo)品質的不斷提高，粉(fen)(fen)末(mo)制造成本(ben)的不斷下(xia)降(jiang)，成形機設備的費用(yong)不再偏高，粉(fen)(fen)末(mo)冶金材(cai)料(liao)的應用(yong)會越(yue)來越(yue)廣。

粉末涂料十大品牌>>