【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屬(shu)粉(fen)末(mo)(mo)或金屬(shu)與(yu)(yu)非金屬(shu)粉(fen)末(mo)(mo)作原(yuan)料(liao)，通過配料(liao)、壓制(zhi)成形、燒結等工藝(yi)過程(cheng)(cheng)而制(zhi)成的材料(liao)。這種工藝(yi)過程(cheng)(cheng)稱(cheng)為(wei)粉(fen)末(mo)(mo)冶金法，是一種不同于熔煉和鑄造的方法。其生產(chan)過程(cheng)(cheng)與(yu)(yu)陶瓷(ci)制(zhi)品相(xiang)類(lei)似(si)，所以又稱(cheng)金屬(shu)陶瓷(ci)法。

粉末(mo)(mo)冶金法(fa)不僅是(shi)制取具有某些特殊性能材料的(de)(de)方法(fa)，也是(shi)一種無(wu)切屑(xie)或少(shao)切屑(xie)的(de)(de)加工方法(fa)。它(ta)具有生(sheng)產率(lv)高、材料利(li)用(yong)率(lv)高、節省機床(chuang)和生(sheng)產占地(di)面積等(deng)優點。但金屬粉末(mo)(mo)和模具費用(yong)高，制品大(da)小和形(xing)狀受到(dao)一定限(xian)制，制品的(de)(de)韌性較差。

粉末(mo)冶金(jin)法(fa)常用(yong)于(yu)制作硬(ying)質合金(jin)、減摩(mo)材(cai)(cai)料(liao)、結構材(cai)(cai)料(liao)、摩(mo)擦材(cai)(cai)料(liao)、難熔(rong)金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)、過濾材(cai)(cai)料(liao)、金(jin)屬陶瓷、無偏析高速工具鋼、磁性材(cai)(cai)料(liao)、耐熱材(cai)(cai)料(liao)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。

粉末(mo)(mo)的生產(chan)過程包(bao)括粉末(mo)(mo)的制取(qu)、粉料(liao)的混合等(deng)步驟。為改(gai)善粉末(mo)(mo)的成(cheng)型(xing)性(xing)和可塑性(xing)通常加入汽油、橡膠或(huo)石蠟(la)等(deng)增塑劑(ji)。

(2)壓制成型。

粉(fen)末在500~600MPa壓力(li)下，壓成所需形狀。

(3)燒結。

在(zai)保護氣(qi)氛的高溫爐或真空爐中進行。燒結(jie)不同于金(jin)屬(shu)熔(rong)化(hua)，燒結(jie)時至少(shao)有(you)一種元素仍處于固態。燒結(jie)過(guo)程(cheng)中粉末顆粒間(jian)通過(guo)擴散、再結(jie)晶(jing)、熔(rong)焊(han)、化(hua)合(he)、溶解等一系(xi)列的物理化(hua)學過(guo)程(cheng)，成(cheng)為(wei)具(ju)有(you)一定孔隙度的冶金(jin)產品。

(4)后處理。

一般情況下，燒(shao)結(jie)好的制(zhi)件可直(zhi)接使用(yong)。但對于某些尺寸要(yao)求精(jing)度(du)高(gao)并且有高(gao)的硬(ying)度(du)、耐磨(mo)性的制(zhi)件還要(yao)進行(xing)燒(shao)結(jie)后(hou)處(chu)理。后(hou)處(chu)理包括精(jing)壓、滾壓、擠(ji)壓、淬火(huo)、表面淬火(huo)、浸油、及熔(rong)滲等(deng)。

粉末冶金材料的主要類型

1、硬質合金

硬質合金是(shi)以(yi)一種或幾種難熔碳化物的粉末為主要成分，加入(ru)起粘(zhan)結作用的鈷粉末，用粉末冶金法制得的材料。

常用硬質合金按成分和(he)性能特點(dian)分為：鎢(wu)(wu)鈷(gu)類、鎢(wu)(wu)鈷(gu)鈦(tai)(tai)類、鎢(wu)(wu)鈦(tai)(tai)鉭(鈮(ni))類。

(1)硬質合金的性能

硬(ying)度(du)高(gao)，常溫下硬(ying)度(du)可達69～81HRC。熱硬(ying)性高(gao)，可達900～1000℃。耐磨性好(hao)，其切削(xue)速度(du)比高(gao)速工具鋼高(gao)4～7倍，刀(dao)具壽命高(gao)5～80倍，可切削(xue)50HRC左右的硬(ying)質(zhi)材料。抗(kang)壓強度(du)高(gao)，但抗(kang)彎強度(du)低，韌性差。耐腐蝕性和抗(kang)氧化性良好(hao)。線膨脹系(xi)數(shu)小，但導(dao)熱性差。

硬(ying)質(zhi)合(he)金材料不能(neng)用(yong)(yong)一(yi)般的切削(xue)方(fang)法加工，只能(neng)采用(yong)(yong)電加工(如電火花、線切割、電解磨(mo)削(xue)等)或砂輪磨(mo)削(xue)。因此，一(yi)般是將硬(ying)質(zhi)合(he)金制品(pin)釬焊、粘結或機械夾(jia)固在刀體或模具上使用(yong)(yong)。

(2)切削加工用硬質合金的分類和分組代號

根(gen)據GB2075-87規(gui)定，切削加(jia)工用硬質合金(jin)按其切屑排除形式和加(jia)工對象范圍不同分(fen)(fen)為P、M、K三(san)個類(lei)別(bie)，根(gen)據被(bei)加(jia)工材質及適應的加(jia)工條(tiao)件不同，將各類(lei)硬質合金(jin)按用途進行分(fen)(fen)組，其代號由在主(zhu)要類(lei)別(bie)代號后(hou)面加(jia)一組數字組成，如P01、M10、K20等。

(3)硬質合金的應用

硬質合(he)金主要(yao)用于(yu)切削刀具，如車刀、銑刀等。硬質合(he)金中(zhong)碳化物含量(liang)(liang)越(yue)多，鈷含量(liang)(liang)越(yue)少(shao)，則合(he)金硬度、熱硬性、耐(nai)磨性越(yue)高，但強度、韌性越(yue)低(di)。YG類(lei)合(he)金適宜(yi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)脆性材(cai)料(liao)，YT類(lei)合(he)金適宜(yi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)塑性材(cai)料(liao)。同(tong)類(lei)合(he)金中(zhong)含鈷量(liang)(liang)高的適于(yu)粗加(jia)工(gong)(gong)(gong)，含鈷量(liang)(liang)低(di)的適于(yu)精(jing)加(jia)工(gong)(gong)(gong)。

硬質合金也用(yong)(yong)于(yu)制造冷作模(mo)具，如冷拉(la)(la)模(mo)、冷沖模(mo)、冷擠壓模(mo)和冷鐓模(mo)等。其中(zhong)YG類適(shi)(shi)用(yong)(yong)于(yu)拉(la)(la)深模(mo)，YG6、YG8適(shi)(shi)用(yong)(yong)于(yu)小(xiao)拉(la)(la)深模(mo)，YG15適(shi)(shi)用(yong)(yong)于(yu)大拉(la)(la)深模(mo)和沖壓模(mo)具。

硬質合(he)金還用于制造量具和耐磨(mo)零(ling)件，如(ru)千(qian)分(fen)尺(chi)的測量頭(tou)，車床(chuang)頂件尖、精軋輥和無心(xin)磨(mo)床(chuang)的導板等。

近(jin)年(nian)來，鋼(gang)結(jie)硬(ying)質(zhi)合金(jin)作為一(yi)種新型工模(mo)具材料，得(de)到了廣(guang)泛的(de)應用(yong)。鋼(gang)結(jie)硬(ying)質(zhi)合金(jin)經(jing)退火(huo)后，可(ke)進行切(qie)削加工，經(jing)淬火(huo)、回火(huo)后，有相當于硬(ying)質(zhi)合金(jin)的(de)高硬(ying)度和耐模(mo)性(xing)、一(yi)定的(de)耐熱、耐蝕和抗氧化性(xing)，也(ye)可(ke)焊接和鍛(duan)造(zao)，適用(yong)于制造(zao)形狀復雜(za)的(de)刀具(如麻花鉆、銑(xian)刀等)、模(mo)具和耐磨件。

2、粉末冶金減摩材料

根據基(ji)體(ti)主(zhu)加(jia)元素不(bu)同，粉(fen)(fen)(fen)末(mo)冶金(jin)減摩(mo)(mo)材料(liao)分(fen)為(wei)鐵基(ji)材料(liao)和銅基(ji)材料(liao)。鐵基(ji)減摩(mo)(mo)材料(liao)常(chang)用的(de)有鐵-石(shi)墨粉(fen)(fen)(fen)末(mo)合金(jin)和鐵-硫-石(shi)墨粉(fen)(fen)(fen)末(mo)合金(jin)。前者的(de)組織為(wei)珠光體(ti)基(ji)體(ti)+鐵素體(ti)+滲碳(tan)體(ti)+石(shi)墨+孔隙(xi)，硬度(du)30～110HBS；后者的(de)組織除與前者的(de)組織相(xiang)同外，還(huan)有硫化物，可進一步(bu)改(gai)善減摩(mo)(mo)性(xing)(xing)，硬度(du)為(wei)35～70HBS。銅基(ji)減摩(mo)(mo)材料(liao)常(chang)用的(de)是(shi)青(qing)銅粉(fen)(fen)(fen)末(mo)+石(shi)墨粉(fen)(fen)(fen)末(mo)制成的(de)合金(jin)，硬度(du)為(wei)20～40HBS，具有較好的(de)導熱性(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)和抗咬合性(xing)(xing)，但承壓能力較鐵基(ji)減摩(mo)(mo)材料(liao)小。

粉末冶金減摩材料一般用(yong)于制造(zao)中速、輕載(zai)荷的軸(zhou)承，尤其適宜(yi)制造(zao)不能經(jing)常(chang)加油的軸(zhou)承，如紡織機械、電(dian)影(ying)機械、食(shi)品機械、家用(yong)電(dian)器(qi)等的軸(zhou)承，在汽車、拖拉機、機床電(dian)機中也有應用(yong)。

3、粉末冶金結構材料

粉末冶金結(jie)構材料(liao)(liao)根據基體金屬不(bu)同，分(fen)為(wei)鐵(tie)(tie)基和(he)銅基材料(liao)(liao)。鐵(tie)(tie)基材料(liao)(liao)根據化合(he)碳量的不(bu)同分(fen)為(wei)燒(shao)結(jie)鐵(tie)(tie)、燒(shao)結(jie)低碳鋼(gang)(gang)、燒(shao)結(jie)中碳鋼(gang)(gang)和(he)燒(shao)結(jie)高碳鋼(gang)(gang)，如(ru)果(guo)鐵(tie)(tie)基材料(liao)(liao)中含有合(he)金組(zu)元銅和(he)鉬稱為(wei)燒(shao)結(jie)銅鋼(gang)(gang)和(he)燒(shao)結(jie)銅鉬鋼(gang)(gang)。

鐵基結構(gou)材料制(zhi)成的結構(gou)零(ling)件精(jing)度高(gao)，表面(mian)粗糙度值小，不需(xu)(xu)或只需(xu)(xu)少量切(qie)削加工，節省材料，生產率高(gao)，制(zhi)品多孔，可浸潤滑油，可以減摩(mo)、減振、消聲。粉末冶金(jin)結構(gou)材料廣泛應用(yong)于制(zhi)造機械零(ling)件，如機床(chuang)上(shang)的調(diao)整(zheng)墊圈、調(diao)整(zheng)環、端蓋(gai)、滑塊、底座(zuo)、偏(pian)心(xin)輪(lun)，汽車中(zhong)的油泵(beng)齒(chi)輪(lun)、差(cha)速器齒(chi)輪(lun)、止推環，拖(tuo)拉機上(shang)的傳動齒(chi)輪(lun)、活(huo)塞(sai)環以及接頭、隔套、螺母、油泵(beng)轉子(zi)(zi)、擋套、滾子(zi)(zi)等(deng)。

銅基結構材料與(yu)鐵基結構材料相比抗拉(la)強度低，塑(su)性、韌性較(jiao)高，具有良好的導(dao)電、導(dao)熱和(he)耐腐蝕性能，可(ke)進行各種(zhong)鍍(du)涂處(chu)理(li)，常用于(yu)制造(zao)體積較(jiao)小、形狀復雜、尺寸精度高、受(shou)力(li)較(jiao)小的儀(yi)表(biao)儀(yi)器(qi)零件(jian)及(ji)電器(qi)、機械產(chan)品(pin)零件(jian)，如小模數齒輪、凸輪、緊固件(jian)、閥(fa)、銷、套(tao)等結構件(jian)。

4、粉末冶金摩擦材料

粉(fen)末(mo)冶金(jin)摩擦材料根據(ju)基(ji)體金(jin)屬不同分(fen)為(wei)鐵基(ji)和銅基(ji)材料，根據(ju)工作條件不同分(fen)為(wei)干式和濕式材料，濕式材料適宜在油中工作。

粉末冶金摩擦材料由(you)基(ji)本組(zu)元和(he)輔助組(zu)元組(zu)成。摩擦材料的(de)承(cheng)載(zai)能(neng)(neng)力(li)、熱穩(wen)定性(xing)耐(nai)(nai)磨性(xing)和(he)耐(nai)(nai)熱性(xing)由(you)基(ji)本組(zu)元的(de)成分、結(jie)構(gou)和(he)性(xing)能(neng)(neng)來保證，輔助組(zu)元可進一步完(wan)善基(ji)體性(xing)能(neng)(neng)。鐵基(ji)摩擦材料在高(gao)溫高(gao)載(zai)荷下摩擦性(xing)能(neng)(neng)良好，能(neng)(neng)承(cheng)受較大壓力(li)。銅基(ji)摩擦材料工藝(yi)性(xing)較好，摩擦系數穩(wen)定，抗粘、抗卡性(xing)好，濕式工作條件下耐(nai)(nai)磨性(xing)優良，常用(yong)于油中工作。

粉末(mo)冶金(jin)摩擦材料(liao)主要用于(yu)制(zhi)作(zuo)機(ji)(ji)床、拖拉機(ji)(ji)、汽車(che)、礦山(shan)車(che)輛、工程機(ji)(ji)械和(he)飛機(ji)(ji)上(shang)的離合器(qi)和(he)制(zhi)動(dong)器(qi)。

粉末冶金在汽車上的應用

目前，汽(qi)車(che)(che)上(shang)(shang)(shang)已大量采用(yong)粉末(mo)燒(shao)結(jie)(jie)金(jin)(jin)屬(shu)，據(ju)統計(ji)，在(zai)(zai)日本每臺車(che)(che)上(shang)(shang)(shang)約(yue)有40～60個燒(shao)結(jie)(jie)零(ling)件(jian)(jian)。在(zai)(zai)美國制造(zao)(zao)汽(qi)車(che)(che)所用(yong)粉末(mo)金(jin)(jin)屬(shu)1995年就已經(jing)達到12.7kg/車(che)(che)，其應(ying)用(yong)范圍包括(kuo)機(ji)械(xie)零(ling)件(jian)(jian)、滑動(dong)零(ling)件(jian)(jian)、摩(mo)擦零(ling)件(jian)(jian)、多孔材料(liao)、磁性(xing)材料(liao)、超硬工具材料(liao)、電工材料(liao)等。例如(ru)，一種粉末(mo)金(jin)(jin)屬(shu)精密鑄(zhu)造(zao)(zao)連(lian)桿在(zai)(zai)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)制造(zao)(zao)業十分流(liu)行，巴依爾公(gong)司(si)(si)(si)(si)已將(jiang)(jiang)這種連(lian)桿作為轎車(che)(che)和摩(mo)托車(che)(che)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)的(de)標準件(jian)(jian)。克萊斯(si)勒公(gong)司(si)(si)(si)(si)也已經(jing)在(zai)(zai)2.0L和2.4L發(fa)(fa)動(dong)機(ji)上(shang)(shang)(shang)使(shi)用(yong)這種粉末(mo)金(jin)(jin)屬(shu)連(lian)桿；通(tong)用(yong)公(gong)司(si)(si)(si)(si)也已經(jing)將(jiang)(jiang)這種連(lian)桿用(yong)于4.6LNorthstar和4.0LAuroraV8發(fa)(fa)動(dong)機(ji)。福特公(gong)司(si)(si)(si)(si)Modular發(fa)(fa)動(dong)機(ji)的(de)裝配式凸(tu)輪(lun)(lun)軸的(de)凸(tu)輪(lun)(lun)采用(yong)粉末(mo)金(jin)(jin)屬(shu)制造(zao)(zao)。粉末(mo)金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)(zai)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)上(shang)(shang)(shang)的(de)進(jin)一步(bu)應(ying)用(yong)是在(zai)(zai)有色粉末(mo)金(jin)(jin)屬(shu)缸套的(de)基(ji)礎上(shang)(shang)(shang)開發(fa)(fa)完整(zheng)的(de)汽(qi)缸系統，即(ji)活(huo)塞/活(huo)塞環/缸套系統。此(ci)外(wai)，粉末(mo)金(jin)(jin)屬(shu)還用(yong)于制造(zao)(zao)油泵、水泵、氣門導管和氣門座(zuo)傳動(dong)輪(lun)(lun)。

結語

粉末冶金材料的(de)(de)發展方興未艾(ai)，汽車工(gong)業是(shi)粉末冶(ye)金的(de)(de)最(zui)大市場，隨(sui)著粉末品(pin)質的(de)(de)不(bu)斷(duan)提(ti)高，粉末制造成本的(de)(de)不(bu)斷(duan)下(xia)降，成形機設備的(de)(de)費(fei)用不(bu)再偏高，粉末冶(ye)金材料的(de)(de)應用會(hui)越來越廣。

粉末涂料十大品牌>>