粉末冶金

粉末冶金基础知识（一）粉末的化学成分及性能尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（m）或纳米（nm）。

1.粉末的化学成分常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。

2.粉末的物理性能⑴粒度及粒度分布粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。

实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。

实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。

⑵颗粒形状即粉末颗粒的外观几何形状。

常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。

⑶比表面积即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。

比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。

3.粉末的工艺性能粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。

⑴填充特性指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程度。

常以松装密度或堆积密度表示。

粉末的填充特性与颗粒的大小、形状及表面性质有关。

⑵流动性指粉末的流动能力，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时间表示。

流动性受颗粒粘附作用的影响。

⑶压缩性表示粉末在压制过程中被压紧的能力，用规定的单位压力下所达到的压坯密度表示，在标准模具中,规定的润滑条件下测定。

影响粉末压缩性的因素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的压缩性好；颗粒的形状和结构也影响粉末的压缩性。

⑷成形性指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末能够成形的最小单位压制压力表示，或用压坯的强度来衡量。

成形性受颗粒形状和结构的影响。

（二）粉末冶金的机理1.压制的机理压制就是在外力作用下，将模具或其它容器中的粉末紧密压实成预定形状和尺寸压坯的工艺过程。

钢模冷压成形过程如图7.1.2所示。

粉末装入阴模,通过上下模冲对其施压。

在压缩过程中，随着粉末的移动和变形，较大的空隙被填充，颗粒表面的氧化膜破碎，颗粒间接触面积增大，使原子间产生吸引力且颗粒间的机械楔合作用增强，从而形成具有一定密度和强度的压坯。

粉末冶金解释
粉末冶金是一种制造高性能材料和部件的工艺，它使用金属粉末或金属化合物粉末作为原材料。

通过一系列复杂的工艺步骤，这些粉末被加工成具有所需显微结构和性能的制品。

粉末冶金的主要步骤包括以下几个：
1. 粉末制备：首先需要将金属或金属化合物制成粉末。

制备方法包括化学法、物理法和机械法等。

其中，化学法包括化学还原、电解和气相沉积等；物理法包括球磨、粉碎和筛分等；机械法包括研磨和筛分等。

2. 粉末成型：将制备好的金属粉末装入模具中，再通过压制成形、挤压成形、热压成形等多种方法，使其形成具有一定形状和尺寸的坯体。

3. 烧结：在高温下，将坯体加热并保温，使其中的粉末颗粒紧密结合，形成具有较高强度的整体。

烧结可以通过真空烧结、气氛烧结和热压烧结等多种方法进行。

4. 制品加工：烧结后的制品需要进行进一步的加工，如加工成各种零部件、工具、模具等。

加工方法包括切削加工、压力加工和磨削加工等。

粉末冶金的优势在于可以制造高性能材料和复杂形状的部件，如高强度、高硬度、高耐磨性和高韧性等材料。

同时，粉末冶金还可以减少材料浪费，降低生产成本，对环境影响较小。

粉末冶金的广泛应用领域包括航空航天、汽车、电子、机械制造等多个领域。

随着科技的不断进步，粉末冶金技术也在不断创新和发展，为材料科学和工程领域带来了巨大的发展潜力和机遇。

粉末冶金是什么?粉末冶金（Powder Metallurgy)是制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成材料和制品的工艺技术。

它是冶金和材料科学的一个重要分支学科。

粉末冶金有历史2500年前块炼铁锻造法制造铁器20世纪初制取难熔金属。

1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。

30年代成功制取含油轴承。

粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。

40年代金属陶瓷、弥散强化等材料60年代粉末冶金高速钢，粉末高温合金应用80年代~ 汽车领域应用迅速发展粉末冶金的特点节材，节能低环境污染较好的尺寸精度较好的表面状态接近最终形状降低产品制造成本产品一致性好特殊的多合金组织多孔性组织复杂的形状适合大批量生产经济性节能：粉末成形所需压力远低于锻造、辊轧等传统制程；烧结温度又低于主成分熔点。

故耗费之能源远低于铸造、机械加工等其它制程。

省材：粉末冶金法的材料利用率高达95%以上，远高于其它制程。

例如机械加工法的材料利用率平均仅有40∼50%之间。

省时：在自动化生产在线，成形一个生胚的时间可低至0.5秒；而每一成品所耗费的平均烧结时间亦可低至数秒钟。

其时间成本远低于其它制程。

精度：粉末冶金产品的尺寸精度极高，在一般用途中，几乎无须后续加工性质上某些具有独特性质或显微组织的产品，除粉末冶金制程外，无法以其它制程获得。

例如：多孔材料：过滤器、含油轴承、透气钢等复合材料：弥散强化或纤维强化复合材料合金系统：大部分合金系统均有固溶限，超过此一限度，其铸造组织会产生共晶、共析、或金属间化合物等偏析现象，形成不均匀的组织结构；而某些元素间即使在熔融状态下也不互溶，故不可能以铸造法制造。

粉末冶金法的特性却使其可轻易调配出任意比例且组织均匀的合金材质(因其制程中未达熔点)。

特殊性上有些材料虽可能以其它方法制作，在实作上却有相当的困难度，例如：高熔点金属：钨(3380℃)、钼(2615℃)、陶瓷等高熔点材料很难熔化铸造。

粉末冶金概念一、什么是粉末冶金粉末冶金是一种通过粉末冶金工艺制备金属制品的方法。

它将金属粉末进行混合、压制和烧结等一系列工艺，最终制得具有一定形状和性能的金属制品。

粉末冶金通常包括粉末的制备、粉末混合、压制、烧结等过程。

二、粉末冶金的制备过程粉末冶金的制备过程主要包括原料制备、粉末的制备和形状成型。

2.1 原料制备原料制备过程是粉末冶金的第一步。

原料通常是金属或非金属的块材料，通过一系列的物理和化学方法，使其转化为适合制备粉末的形态。

2.2 粉末的制备在粉末制备过程中，通常采用机械化方法将块材料加工成颗粒状物料。

常见的粉末制备方法有研磨、球磨和气流研磨等。

2.3 形状成型形状成型是指将粉末加工成具有一定形状的工件。

常见的形状成型方法有压制、注塑和挤压等。

在形状成型的过程中，可以通过加入不同的添加剂和改变工艺参数，来调控工件的性能。

三、粉末冶金的优势和应用领域粉末冶金具有以下的优势：1.单一制备能力：粉末冶金可以制备纯净度高、化学成分准确的金属制品。

2.可混合性：粉末冶金可以将不同成分的粉末进行混合，制备出具有特殊性能的材料。

3.无损制造：粉末冶金通过压制和烧结等过程，可以制备出具有复杂形状和良好性能的工件，且不需要进行二次加工。

4.可持续发展：粉末冶金过程中产生的废料可以进行回收再利用。

粉末冶金在许多领域都有广泛的应用，包括：1.汽车工业：粉末冶金可以制备出高强度、高耐磨的汽车零部件，如发动机曲轴和齿轮等。

2.电子工业：粉末冶金可以制备出具有高热导率和高耐腐蚀性能的电子散热器和接触材料等。

3.医疗器械：粉末冶金可以制备出无毒、无菌的医疗器械，如人工关节和牙科种植体等。

4.能源领域：粉末冶金可以制备出高温合金和热电材料等，用于核能、航天和新能源等领域。

四、粉末冶金的未来趋势粉末冶金作为一种高效、环保的金属制造技术，具有广阔的发展前景。

未来，粉末冶金可能会在以下几个方面实现进一步的发展：1.新材料的研发：随着科学技术的不断进步，新材料的研发成为粉末冶金的一个重要方向。

粉末冶金知识点总结一、粉末冶金基础知识1. 粉末冶金的概念粉末冶金是一种利用金属或非金属粉末作为原料，通过压实和烧结等方式制备零部件的工艺。

它充分发挥了粉末的特性，即可压性、可成形性、可烧结性和可溶性等，使得粉末冶金工艺具有高效率、低成本、无废料和生产精度高等优点。

2. 粉末材料的选择在粉末冶金过程中，选择合适的粉末材料对于制备高质量的产品至关重要。

一般来说，粉末材料应具有以下特点：细小的颗粒大小、均匀的颗粒分布、高的纯度和良好的流动性。

3. 粉末冶金的工艺粉末冶金工艺通常包括原料的混合、成型、烧结和后处理等步骤。

在这个过程中，需要注意粉末的混合比例、成型方式、烧结温度和时间等参数的控制，以确保制备出符合要求的成品。

4. 粉末冶金的应用粉末冶金技术已广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械、电子设备等领域，制备出的产品具有优异的性能和精密的形状，可以满足各种特殊需求。

二、粉末材料的制备方法1. 机械合金化机械合金化是一种通过机械设备将原料混合并形成均匀的粉末混合物的方法。

常见的机械合金化设备包括球磨机、混合机和搅拌机等。

这种方法对原料的颗粒大小和形状要求不高，适用于制备一些普通的粉末材料。

2. 化学还原法化学还原法是一种利用化学反应生成的气体来分解金属或合金化合物，产生金属粉末的方法。

这种方法可以制备出颗粒细小、形状均匀的金属粉末，适用于制备高质量的粉末材料。

3. 气相沉积法气相沉积法是一种通过将金属原子或分子从气体中沉积到基底上形成薄膜或粉末的方法。

这种方法可以制备出极细的金属粉末，适用于制备一些用于电子器件等特殊应用场合的粉末材料。

4. 电化学法电化学法是一种利用电化学反应来制备金属粉末的方法。

这种方法制备的金属粉末质量较高，但工艺复杂，适用于制备一些对粉末质量要求较高的粉末材料。

5. 液态金属雾化法液态金属雾化法是一种通过气流将液态金属喷雾成细小颗粒的方法。

这种方法可以制备出颗粒细小、形状均匀的金属粉末，适用于制备高质量的粉末材料。

粉末冶金常识粉末冶金常识1.什么是粉末冶金？粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）为原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技术。

它包括两部分内容，即：(1)制造金属粉末（也包括合金粉末，以下统称“金属粉末”）。

(2)用金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）作原料，经过混合、成形和烧结，制造材料（称为“粉末冶金材料”）或制品（称为“粉末冶金制品”）。

2、粉末冶金最突出的优点是什么？粉末冶金最突出的优点有两个：(1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制品，如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品，钨、钼、钛等难熔金属材料和制品，金属-塑料、双金属等复合材料及制品。

(2)能够直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，从而减少或取消机械加工，其材料利用率可以高达95%以上，它还能在一些制品中以铁代铜，做到了“省材、节能”。

3、什么是“铁基”？什么是铁基粉末冶金？铁基是指材料的组成是以铁为基体。

铁基粉末冶金是指用烧结（也包括粉末锻造）方法，制造以铁为主要成分的粉末冶金材料和制品（铁基机械零件、减磨材料、摩擦材料，以及其他铁基粉末冶金材料）的工艺总称。

4、用于粉末冶金的粉末制造方法主要有哪几类？粉末制造方法主要有物理化学法和机械粉碎法两大类。

前者包括还原法、电解法和羰基法等；后者包括研磨法和雾化法。

5、用还原法制造金属粉末是怎么回事？该法是用还原剂把金属氧化物中的氧夺取出来，从而得到金属粉末的一种方法。

6、什么叫还原剂？还原剂是指能够夺取氧化物中氧的物质。

制取金属粉末所用的还原剂，是指能够除掉金属氧化物中氧的物质。

就金属氧化物而言，凡是与其中氧的亲合力大于这种金属与氧的亲合力的物质，都称其为这种金属氧化物的还原剂。

7、粉末还原退火的目的是什么？粉末还原退火的目的主要有以下三个方面：（1）去除金属粉末颗粒表面的氧化膜；（2）除掉颗粒表面吸附的气体和水分等异物；（3）消除颗粒的加工硬化。

1.什么是粉末冶金。

答:粉末冶金是一种制取金属粉末，以及采用成型和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末和非金属粉末的混合物）制成制品的工艺技术。

2.粉末冶金的工艺及优点。

答:粉末冶金工艺的基本工序是：(1)原料粉末的制取和准备（粉末可以是纯金属或它的合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其他各种化合物）；（2）将金属粉末制成所需形状的坯块；（3）将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结，使制品具有最终的物理、化学和力学性能。

优点：（1）制取难溶金属、化合物、假合金、多孔材料（2）节约金属，降低产品成本（3）可制取高纯度材料（4）能保证材料成分的配比的正确性和均匀性3.机械研磨法的研磨规律。

答：在研磨时，有四种力作用于颗粒材料上：冲击、磨耗、剪切以及压缩。

它取决于料和球的运动状态。

当球磨机圆筒转动时，球体的运动可能有以下四种情况：A滑动B滚动C自由下落D临界转速。

其中临界转速是当转速达到一定速度时，球体受离心力的作用，一直紧贴在转筒壁上，以致不能跌落，物料不能被粉碎，这种情况下的速度称为临界转速。

4.影响球磨的因素。

答：A 球磨筒转速Ni=（0.7-0.75）N临抛落Ni=0.6N临滚动Ni<0.6N临滑动B 装球量球少：滑动——效率低速度固定时{球多：球层干扰——效率低装填系数：把球体体积与球磨筒容积之比称为装填系数。

（0.4~0.5为宜）C 球料比料应以填满球体间的空隙，掩盖表面为宜D 球的大小球太小：冲击力低球太大：冲击次数低应大小配合使用E 研磨介质：干磨和湿磨F 物料的性质G 研磨时间大于100h 无效果5.什么是机械合金化、阐述机械合金化的机理过程。

答：机械合金化是将金属和金属粉末在高温球磨机中通过粉末颗粒和球磨之间的长时间的激烈冲击，碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，促进粉末中原子的扩散从而获得合金化粉末的一种制备法。

机理过程：转子搅动球体产生相当大的加速度并传给物料，因而对物料有较强烈的研磨作用。

粉末冶金的概念
一、粉末冶金的概念
粉末冶金（Powder Metallurgy；PM）是一种材料加工技术，它将金属粉末作为原料，通过压制、热处理等工艺步骤，加工出特定的功能形状，并可以达到特定性能的加工方法。

通常，粉末冶金工艺的原料以金属为主，但也可以是非金属，如碳素或碳/硅酸盐组成的特殊粉末，或者金属与碳素、碳/硅酸盐混合而成的特殊粉末。

粉末冶金工艺的主要特点是：
1、可以制备出具有复杂形状的零件，复杂的压力型件经常用于此项工艺；
2、材料可以以节约能源的方式加工，常见的工艺步骤是压制和热处理，其中压制过程中并没有使用任何溶剂或润滑剂；
3、可以制备出较低的材料强度，特别是在微型压力零件中，这些零件可以以较低的体积加工出来，而且具有较高的强度；
4、有利于机械性能的增强；
5、可以制备出复合材料，这些材料具有良好的塑性性能以及抗磨损和抗腐蚀性能；
6、可以制备出高熔点的材料，如钨、铌、钛、银等高熔点材料。

此外，粉末冶金工艺还可以通过添加各种金属粉末，碳素粉末，碳素/硅酸盐粉末和其他材料的组合来获得复合材料，这些复合材料可以提高材料的强度，E值和抗磨损性能。

在热处理过程中，粉末冶金工艺也可以提高材料的强度和耐高温性能，以及提升材料的热加工
性能。

总之，粉末冶金工艺是目前非常重要的加工方法，可以获得具有多种功能功能和性能的零件。

粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。

粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。

由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

粉末冶金特点粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。

运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。

（1）粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。

在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料（如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等）具有重要的作用。

（2）可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。

（3）可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。

（4）可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。

（5）可以实现净近形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。

（6）可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。

我们常见的机加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技术制造的。

雾化法制备金属粉末----低氧含量铁粉生产在无氧气氛中进行, 并包含一些石蜡,这些分解为碳与氢。

碳与铁反应, 形成很薄的富碳表面层。

碳含量使颗粒的延性降低, 但提高了表面的烧结活性。