粉末冶金工艺流程教学提纲

《粉末冶金材料》课程教学大纲课程编号：C050220617课程名称：粉末冶金材料课程类型：专业拓展课英文名称：Powder metallurgy material适用专业：金属材料工程总学时：32学分：2一、本课程的性质、目的及任务性质：本课程是金属材料工程和冶金工程的专业基础课，为必修课程。

目的：本课程的教学目的是使学生系统掌握粉末冶金材料的粉末制取、成形、烧结、锻造各工艺原理和过程及与材料性能之间的关系及其变化规律的基础理论，丰富金属材料制备理论及制备方法。

任务：为后续专业课打下牢固的基础，同时为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论基础。

二、课程的基本要求1.课程教学的基本要求(1)通过学习，应着重掌握粉末冶金材料制粉-成形-烧结的基本工艺；(2)了解粉末冶金材料科学在国民经济中的地位与作用及材料科学的发展历史。

(3)掌握粉末冶金材料粉末制备、成型方法、烧结工艺与材料成分、组织、结构及加工过程与性能间的相互关系；(4)掌握粉末的制取方法及基本理论和粉末性能及其测定方法。

(5)掌握粉末成形压制过程，压制压力与压坯密度的关系及影响压制过程的因素。

(6)了解和掌握特殊成形方法，包括等静压、粉末连续成形、粉浆浇注成形、粉末注射成型及爆炸成形原理及过程。

(7)掌握烧结过程的热力学基础知识和烧结机构、单元系烧结和多元系固相烧结，了解液相烧结、烧结气氛、活化烧结、热压的原理和条件。

(8)掌握粉末锻造工艺过程和塑性理论、了解锻造过程中的断裂和变形机构。

(9)掌握粉末材料的的孔隙特性及孔隙度对粉末材料性能的影响，了解弥散强化、颗粒强化、纤维强化、相变韧化和弥散韧化的基本原理和方法。

2.能力培养要求(3)掌握粉末材料的制粉-成形-烧结的基本工艺，会利用化学成分、组织结构与性能之间的关系及其变化规律的基础理论及相关知识分析相关科学问题；(4)掌握正确选材和合理使用材料的理论依据。

三、课程教学内容0.绪论内容：0.1粉末冶金简介：出现、定义、基本工艺、粉末冶金特点、应用0.2粉末冶金粉末材料科学的发展简史块炼铁技术与粉末冶金技术、现代发展0.3我国粉末冶金现状机械零件部分：弱硬质合金：产量多但质量差0.4材料科学与粉末冶金重点：建立粉末冶金的基本概念，能够区分该法与其它材料制备方法的优劣难点：该课是粉末冶金的开篇，没有理论难点，但需要激发学生对该技术的兴趣要求：建立粉末冶金基本概念及工艺特点；了解粉末冶金的发展历史及现状。

粉末冶金工艺过程粉末冶金工艺是一种高科技的金属成形技术，在有些特殊的条件下，粉末冶金技术可以得到可靠的金属部件。

一、粉末冶金工艺流程：1、晶料粉末制备：将晶料磨成粉之后，采用机械、电烧、化学或催化反应制备粉末物料，运用特殊工艺可得到可湿性的粉末材料。

2、制备表面活性剂：通过机械分散或化学合成得到表面活性剂，可以有效地促进粉末粒子间的亲和作用。

3、粉体团聚：将团聚剂和粉末物料添加到适当的容器中，加热或搅拌使物料粒子间形成聚集体，改变物料粒子结构形成粉体团聚体。

4、烧结：将粉体团聚体放入容器中，通过加热或压缩烧结成金属部件，冷却后可得到比较稳定的形态。

二、粉末冶金工艺优势：1、重量轻：由于原材料粒子细小，重量较轻，可以制造出体积小、重量轻的零件。

2、抗腐蚀性能强：采用粉末冶金工艺，用高纯度的洁净物质作为原材料，因此产品抗腐蚀性能好。

3、降低产品成本：因为粉末冶金工艺可以在很短的时间内完成工艺，从而可以降低产品成本。

4、灵活性强：粉末冶金工艺有一定的非结晶结构，可以为用户提供很多不同形状和功能的部件。

三、粉末冶金工艺的应用：1、汽车类：在汽车的制造中，可以用粉末冶金工艺制造汽车零部件，也可以制造高强度、轻量的结构件，以满足现代汽车的性能需求。

2、航空航天类：在航空航天领域，粉末冶金技术可以用于制造发动机、燃烧室和其他部件，以满足不断变化的性能要求。

3、电子信息类：粉末冶金技术可用于制造高精度、高密度的零部件，以满足电子信息产品的性能和稳定性需求。

4、聚合物类：在聚合物类，我们可以根据不同的应用需求，利用粉末冶金工艺，高效地制造复杂的高分子结构。

总结：粉末冶金工艺是一种高科技的金属成形技术，其具有重量轻、抗腐蚀性能强、降低产品成本、灵活性强等优势；应用于汽车、航空航天、电子信息、聚合物等领域，是一种被广泛使用的金属成形技术。

粉末冶金工艺过程粉末冶金工艺过程2007-11-27 13:33粉末冶金材料是指不经熔炼和铸造，直接用几种金属粉末或金属粉末与非金属粉末，通过配制、压制成型，烧结和后处理等制成的材料。

粉末冶金是金属冶金工艺与陶瓷烧结工艺的结合，它通常要经过以下几个工艺过程：一、粉料制备与压制成型常用机械粉碎、雾化、物理化学法制取粉末。

制取的粉末经过筛分与混合，混料均匀并加入适当的增塑剂，再进行压制成型，粉粒间的原子通过固相扩散和机械咬合作用，使制件结合为具有一定强度的整体。

压力越大则制件密度越大，强度相应增加。

有时为减小压力合增加制件密度，也可采用热等静压成型的方法。

二、烧结将压制成型的制件放置在采用还原性气氛的闭式炉中进行烧结，烧结温度约为基体金属熔点的2/3～3/4倍。

由于高温下不同种类原子的扩散，粉末表面氧化物的被还原以及变形粉末的再结晶，使粉末颗粒相互结合，提高了粉末冶金制品的强度，并获得与一般合金相似的组织。

经烧结后的制件中，仍然存在一些微小的孔隙，属于多孔性材料。

三、后处理一般情况下，烧结好的制件能够达到所需性能，可直接使用。

但有时还需进行必要的后处理。

如精压处理，可提高制件的密度和尺寸形状精度；对铁基粉末冶金制件进行淬火、表面淬火等处理可改善其机械性能；为达到润滑或耐蚀目的而进行浸油或浸渍其它液态润滑剂；将低熔点金属渗入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件的强度、硬度、可塑性或冲击韧性等。

粉末冶金工艺的优点1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。

2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。

用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。

3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。

转贴]粉末冶金生产的基本工艺流程标签：转贴粉末冶金生产基本工艺流程时间：2008-11-26 21:23:53 点击：2803 回帖：0上一篇：[转贴]金属磨损自修复抗磨剂的性下一篇：金相显微镜的外形尺寸图(图)粉末冶金生产的基本工艺流程包括：粉末制备、粉末混合、压制成形、烧结及后续处理等。

用简图表示于图7-1中。

陶瓷制品的生产过程与粉末冶金有许多相似之处，其工艺过程包括粉末制备、成形和致密化三个阶段。

2．1 粉末制备2．1．1 粉末制备粉末是制造烧结零件的基本原料。

粉末的制备方法有很多种，归纳起来可分为机械法和物理化学法两大类。

（1）机械法机械法有机械破碎法与液态雾化法。

机械破碎法中最常用的是球磨法。

该法用直径10~20mm钢球或硬质合金对金属进行球磨，适用于制备一些脆性的金属粉末（如铁合金粉）。

对于软金属粉，采用旋涡研磨法。

雾化法也是目前用得比较多的一种机械制粉方法，特别有利于制造合金粉，如低合金钢粉、不锈钢粉等。

将熔化的金属液体通过小孔缓慢下流，用高压气体（如压缩空气）或液体（如水）喷射，通过机械力与急冷作用使金属熔液雾化。

结果获得颗粒大小不同的金属粉末。

图7-2为粉末气体雾化示意图。

雾化法工艺简单，可连续、大量生产，而被广泛采用。

（2）物理化学法常见的物理方法有气相与液相沉积法。

如锌、铅的金属气体冷凝而获得低熔点金属粉末。

又如金属羰基物Fe(CO)5、Ni(CO)4等液体经180~250℃加热的热离解法，能够获得纯度高的超细铁与镍粉末，称为羰基铁与羰基镍。

化学法主要有电解法与还原法。

电解法是生产工业铜粉的主要方法，即采用硫酸铜水溶液电解析出纯高的铜。

还原法是生产工业铁粉的主要方法，采用固体碳还原铁磷或铁矿石粉的方法。

还原后得到得到海绵铁，经过破碎后的铁粉在氢气气氛下退火，最后筛分便制得所需要的铁粉。

图7-2 粉末气体雾化示意图2．1．2 粉末性能粉末的性能对其成形和烧结过程，及制品的性能都有重大影响，因而对粉末的性能必须加以了解。

粉末冶金的工艺流程
粉末冶金，又称粒子冶金，是一种大部分金属和合金都能通过粉末形式得到的冶金技术。

这种技术，可以达到质量特别高的要求，因此在航空航天、汽车工业以及其它机械制造中应用非常广泛。

粉末冶金的工艺流程分为两个主要部分：粉末冶金和粉末非金属加工。

首先，粉末冶金要求将合金粉末装入加工设备中，并经过加热和熔化处理，以获得凝固的金属块。

一般来说，这种方法使用的是通过将合金粉末与特定的熔融物质混合而成的新型金属颗粒。

熔炼后的金属颗粒会被做成一定的形状，如型材、薄板和棒材等。

接着，粉末非金属加工是一种以粉末为原料的零件生产工艺，涉及到粉末的成型和加工。

它使用粉末材料的粒度、物理性质和介电性质等特性，共同影响加工精度和成型性能。

一般来说，这种方法将合金粉末按照一定的设计形状压制成型，然后再进行零件组装。

最后，把各零件进行拼接和粘合等后续处理，以形成完整的零件。

粉末冶金技术也可以用于制造由复合材料组成的新型材料。

比如，粉末冶金技术可以将金属粉末和复合材料混合，然后再进行熔炼，制成新型的复合材料。

这种材料具有金属的耐蚀性和复合材料的强度和易加工性等特点，可以用于高压力的零件制造。

综上所述，粉末冶金工艺流程和粉末非金属加工是一种结合熔炼、冶金和非金属加工技术的制造方法，可以生产高质量和复杂多样的零件。

它具有节能、环保、高效等特点，近年来得到了越来越多的应用。

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粉末冶金工艺流程粉末冶金是一种利用金属粉末或者金属粉末与非金属粉末混合后，再经过成形和烧结等工艺制备金属材料的工艺方法。

粉末冶金工艺流程包括原料制备、混合、成型、烧结和后处理等几个主要步骤。

首先，原料制备是粉末冶金工艺流程的第一步。

在原料制备过程中，需要选择合适的金属粉末和非金属粉末作为原料，并对原料进行粉碎、筛分和混合等处理，以保证原料的均匀性和适应性。

接下来是混合步骤。

在混合过程中，将金属粉末和非金属粉末按一定的配比混合均匀，以确保成品的化学成分和性能达到要求。

混合过程中需要注意控制混合时间和混合方式，以避免原料的分层和堆积现象。

成型是粉末冶金工艺流程的第三步。

在成型过程中，将混合后的粉末通过压制或注射成型等方式，制备成所需形状的坯料。

成型过程中需要注意控制成型压力、温度和速度等参数，以保证坯料的密度和形状的精度。

烧结是粉末冶金工艺流程的第四步。

在烧结过程中，将成型后的坯料在高温条件下进行烧结，使粉末颗粒之间发生扩散和结合，最终形成致密的金属材料。

烧结过程中需要控制烧结温度、气氛和时间等参数，以确保成品的密度和性能达到要求。

最后是后处理步骤。

在后处理过程中，对烧结后的成品进行表面处理、热处理和精密加工等工艺，以提高成品的表面质量和机械性能，最终得到符合要求的粉末冶金制品。

总的来说，粉末冶金工艺流程包括原料制备、混合、成型、烧结和后处理等几个主要步骤。

通过精心控制每个步骤的工艺参数，可以制备出具有优异性能和复杂形状的金属材料，广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械和电子等领域。

粉末冶金工艺的发展将为材料制备和加工领域带来新的机遇和挑战。

1.粉末的制取1.2◆机械研磨法，比较适用脆性材料；塑性材料或合金制取粉末多采用涡旋研磨、冷气流粉碎等方法。

◆强化球磨：提高研磨效率，采用振动球磨（缺点：弹簧高频率振动下易于疲劳；振幅小，进料粒度不能大）、行星球磨1.3雾化法◆水雾法（机制与特点），溅落擦落◆气雾法，脱碳◆影响二流雾化性能的因素：1.粒度，它包括平均粒度、粒度分布及可用粉末收得率等；2.颗粒形状及与其有关的性能，如松装密度、流动性、压坯密度及比表面等；3.颗粒的纯度和结构。

◆雾化的方式：离心雾化（旋转圆盘雾化法、旋转坩埚雾化、旋转电机雾化）、辊筒雾化法、振动电机雾化法、熔滴雾化法、超声雾化法。

1.4还原法◆碳还原◆还原基本方法：碳还原法、气体还原法、金属热还原◆制铁粉的方法以及各自的特点氧化物还原、羰基法、电解、机械研磨、水雾法、离心雾化、气雾化电解铁粉、还原铁粉和雾化铁粉由于压制性能依次降低，所需压制力依次加大，因而弹性后效依次加大。

2.粉末的性能及其测定◆一次颗粒，也就是单颗粒，粉末中能分开并独立存在的最小实体。

◆二次颗粒，单颗粒以某种形式聚集而构成◆粉末的工艺性能包括松装密度、振实密度、流动性、压缩性和成形性◆粉末杂质1.与主要合金结合，形成固溶体或化合物的金属或非金属成分；2.从原料和从粉末生产过程中带入的机械杂质；3.粉末吸附的氧、水蒸气和其他气体（氮和二氧化碳）；4.制粉工艺带进的杂质。

◆杂质浓度的测定：菲水测定法、氢损测定、酸不溶物法◆粒径基准1.几何学粒径d g，用显微镜投影几何学原理测得的粒径称为投影径。

2.当量粒径d e，用沉降法、离心法或水力学的方法（风筛法、水簸法）测得。

3.比表面粒径d sp，利用吸附法、透过法和润湿热法测定粉末的比表面，在换算成具有相同比表面值的均匀球形颗粒的直径表示。

4.衍射粒径d sc。

◆比重分布曲线、频度分布曲线、累计分布曲线◆粒度的测量方法：1.筛分析法，优点：最简单最快速。

缺点：比较粗糙，分析时手工操作居多，卫生条件不好，分析用的粉末样数量较多，不能（或分析不准）分析形状明显不等轴的金属粉末和颗粒细微的粉末。