粉末冶金结构零件讲解15页PPT

22
（1）雾化法
粉
末 冶
• 特点：
金
– 生产效率高，成本低，易于制造高纯度
成
粉末；
型
– 合金粉末易产生成分偏析以及难以制得
小于300目的细粉。
• 应用
– 制造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青铜、 黄铜等低熔点金属与合金粉末；
– 18-8不锈钢、低合金钢、镍合金等 粉末。
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(2) 机械粉碎法 是靠压碎、击碎和磨削等作用，将
– 用回弹率表示，即线性 相对伸长的百分率，其 大小与模具尺寸计算有 直接关系。
33
• 称粉 就是
称量成型一 个压坯所需 的粉末的重 量或容量。
近两吨重大型坯料（用热等静压法）
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粉末冶金成型
粉
§2 粉末冶金成型工艺简介
末
冶
金 成
粉料制备
压制成型
烧结
型
粉末冶金成品
烧结后的处理
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§2 粉末冶金成型工艺简介
粉
一．粉料制备（粉末冶金原料）
末
冶 金
粉末冶金原材料（粉末）
成
型
纯金属
纯金属
种类
非金属 化合物
合金 化合物 复合金属粉末
制取方法选择：
• 特点：
从固态金属氧
– 该法简单，费用低 化 物 或 金 属 化 合 物
• 应用
中还原制取金属粉
– 目前铁粉大部分 由还原法生产。
末，是最常用的生 产方法之一。
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（4）电解法
从金属盐水溶液中电
粉 末
解沉积金属粉末。
冶
• 特点：
金 成
– 电解末高纯度，高密度，高压缩性；
型

铁粉性能的比较
Green strength (MPa)
生坯强度
0.6% Kenolube
40 35 30 25 20 15 10
5 200 300 400 500 600 700 800 900
压制压力（MPa）
MH80.23 NC100.24 SC100.26 ABC100.30 ASC100.29 AHC100.29
150-212 45-150 <45
铁粉性能的比较
g/cm3 s/50g
松比和流动性
3.5
40
3.0
35
2.5
30
25 2.0
20 1.5
15
1.0
10
0.5
5
0.0
0
ABC100.30
ASC100.29
AHC100.29
SC100.26
NC100.24
H80.23 M
松比 流动性
铁粉性能的比较
粉末性能
• 冶金性能
化学成分与杂质 显微结构 显微硬度
• 几何性能
颗粒尺寸分布 颗粒外部形状 颗粒内部结构（颗粒孔隙度）
• 机械性能
流动速率 松装密度 压缩性，生坯强度和弹性后效
性能间的相互关系
• 显微结构 化学成分 • 显微硬度 化学成分 • 压缩性 显微硬度, 孔隙度 • 压缩性 粒度 • 流动性 颗粒形状和尺寸 • 生坯强度 颗粒形状
Green density (g/cm3)
压缩性
润滑阴模
7.6 7.4 7.2 7.0 6.8 6.6 6.4 6.2 6.0 5.8 5.6
200 300 400 500 600 700 800 900

蒸汽处理
出货 精整
机加工
油浸
油浸
洗净
洗净
出货
出货
油浸
油浸
出货
出货
3
1.2 后处理的选用依据
• 后处理的选用：①根据客户图面要求；②根据产品的使用 要求。
• 1. 提高产品强度： • 1.1 热处理：适用于综合机械性能要求较高的产品，硬度
一般可以达到HRC25以上（Hv0.2 450以上）。产品一般是 承受较大载荷的齿轮及一些耐磨性较高的产品。 • 1.2 蒸汽处理：适用于综合机械性能要求中等的产品，硬 度一般可达到HRB70以上。此工艺在产品表面形成致密的 氧化膜保护层，耐磨性能较好。产品一般是压缩机的阀板 及电动工具类的压板。 2. 提高产品尺寸精度： 2.1 精整：适用于一些齿形精度较高或尺寸精度较高但
长，段长）；密度等。
29
30
31
• 成形机台吨位越大，所 能成形的产品也越大。
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成形模具
下冲 芯棒 上冲
中模
33
上冲
中模
模具组立 下冲
芯棒
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其他一些模具形式
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成形三步曲（动作状态）
• 1.充填 • 2.压制 • 3.脱模
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将粉末充填在模腔中
成形三步曲之：充填状态
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上冲进入中模将粉末压制成生胚 成形三步曲之：压制状态
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• 2.22对于轴套，隔套等定位零件，SMF40和SMF50系列 （对应MPIF FC和FN系列）均可，视其功能及工作要 求选用
• 对于荷重齿轮，链轮，凸轮和棘轮，推荐选用SMF50 系列其中的镍和钼均可起到提高强度和淬透性的作用
• 对于要求耐磨和高强度的产品，可以采用温压成形工 艺，并可采用高温烧结来提高密度与强度

• 颗粒表面状态 ： 内表面、外表面、 全表面full surface ， 内 表 面 远 比 外 表 面 复 杂 complicated、丰富。
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Part 2：粉末性能表征
2、化学性能 ChemistryFeatures
• 原材料成分elements与组成 compositions，纯度标准，粉末国家及部 级标准GB and BB
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Part 2：粉末性能表征
Particle shape and the suggested qualitative descr第i1p6页t/o共1r4s9页
Part 2：粉末性能表征
• The equivalent spherical diameter can be determined from surface area, volume project area or settling rate measurements.
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Part 2：粉末性能表征
• 球形度sphere ability ：与颗粒相同体积same volume的相当球体的表面积对颗粒的实际表面积real surface area之比称为球形度。它不仅表征express 了颗粒的symmetry对称性，而且与颗粒的表面粗糙 程度有关。一般情况下，球形度均远小于1。
• Usually，coarse particle 颗粒以single 单 颗 粒 存 在 ， fine particles 由 于 表 面 big surface发达而结合binding together，以二 次颗粒形式存在。 第6页/共149页
Part 2：粉末性能表征
• 颗粒的内部结构：与颗粒的外部结构比较， compared with out surface structure, 颗 粒 的 very complicated structures in particles,内部结构非常复杂

16.5
600
7.1
245
21.0
800
7.3
260
25.5
7
浸铜烧结铁-石墨材料的性能
化学成分 （%） Fe Cu C
密度 抗拉强 度
（g/cm3）
（MPa）
延伸 率
（%）
硬度
（HB）
孔隙 度
（%）
0
8.02
468
8
74
0.25 7.94
593
5
78
余 15 0.5 7.89
644
4
87 2~3
• 铝基粉末冶金结构零件也在大批量生产。铝粉如此之软，以 致压制成形时，铝粉压坏强烈趋向于黏附在阴模。为克服这 种趋向，必须在铝粉中加人大量润滑剂。使用较粗的铝粉颗 粒，也能减小这种黏附倾向。铝基台金结构零件压坯是由元 素铝粉、铜粉、镁粉、硅粉及外加1.5％(质量分数）润滑剂 的混合粉压制成形的。压制时，采用低压制压力，以便压坯 具有足够高的开孔孔隙度．从而烧结时使润滑剂能迅速排出。
• 烧结温度位于600℃附近。烧结时铝与铜、镁及硅反应形成 液相。铝粉颗粒表面的氧化物层相当薄，因此液相得以在金 属粉末颗粒之间铺展和很好地接触。
• 最好的烧结气氛是-40℃左右的低露点、高纯氮气。往往在 烧结后随即进行热处理，以通过时效硬化强化台金。
33
1.3 烧结摩擦材料
• 1.3.1 概述 • 1.3.2 材料组成及摩擦条件对性能的影响 • 1.3.3 烧结摩擦材料的性能与制造工艺 • 1.3.4 发展方向
15
16
铜熔渗烧结钢结构
• 用铜熔渗烧结钢结构零件，可改进结构零件的密度均一性，提高结构 零件材料的抗拉强度、硬度、韧性、疲劳强度及冲击性能。烧结铁结 构零件，其各个截面的密度不同．熔渗铜可使各截面的密度趋于均一。

.
34
粉末特性
成形性 粉末成形的难易度。 测定成形后压粉体之强度或边缘强度。 成形性与粒形、成形压力有关。 烧结性 烧结时希望以较低温度、较短时间，得到高强度、
高密度的烧结原件。 粒度、粒度分布、粒形及表面积，皆会影响烧结
性。
.
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粉末冶金流程图
粉末的制造 烧结
粉末的预处理 加压成形
.
36
粉末的预处理
.
43
最简单的加压方式：使用圆筒形压模。 石墨作为润滑剂，以减低密度差。
.
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机械强度
粉体的机械强度主要由粉体相互纠缠所造成。 纠缠度 ，机械强度
.
45
如何增强粉体的强度?
1、增加粉末的表面积。 2、减少粉末的氧化程度及污染。 3、增加压粉体的密度。 4、减少某些添加剂的用量，如石墨的用量。
缺点： 1.粉末不规则状，堆积性差。 2.盐浴的化学性非常敏感，污染物可阻止阴极
生成产物。 3.仅有元素粉末适用。 4.产品须经后续处理及清洗。
.
21
三、雾化制造法
雾化法法提供了大部分的粉末，因为化学性 及形状均可被掌握。
以下介绍气雾法、水雾法。
.
22
气雾法
.
23
气雾法
需加热超越熔融
.
24
.
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CIP的优点
1、压粉体可获得组织均匀而密度值高的成品。 不会产生扭曲变形的不良现象
2、几合形状不受任何限制。
3、粉粒体和模间无摩擦现象，故形成铁、铜等 软质粉时无须加润滑剂。
.
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烧结
借着加热使压粉体收缩、致密化之过程称为烧 结。而烧结的物体称为烧结体。
烧结的原因? 在烧结后可使体积收缩、应力松弛、扭度的消 退和表面积的缩减。

第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
5.1 粉末冶金基础
5.1.1 金属粉末的性能
1.化学成分
n 氧化物:通常，金属粉末的氧化物含量越少越好 n 气体杂质：氧、氢、一氧化碳及氮;真空脱气处理 2、物理性能
n 材料熔点, 比热, 电学, 磁学, 光学性质,
n 颗粒形状、大小和粒度组成 n 比表面积 n 颗粒密度 n 显微硬度
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
第五章 粉末冶金及其成型
（4）粉末冶金工模具材料。包括 硬质合金 、粉末冶金高 速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高 速钢韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长。可用 于制造切削刀具、模具和零件的坯件。
（5）粉末冶金电磁材料。包括电工材料和磁性材料。用于 制造各种转换、传递、储存能量和信息的磁性器件。
g/cm3 2）意义: 自动压制容积法 3）测量方法: 流量法，粉末自由落下 4）影响因素: particle shape，size， and
surface conditions， components
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
(a) 装配图
(b) 流速漏斗
(c) 量杯
第五章粉末冶金 pptPowe形,树枝形,粒状,片形,瘤状,多角形,海绵形,不规则形
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
n 颗粒形状: 颗粒形状与制粉方法和制粉工艺相关 n 球形粉末-雾化法 Spherical powders n 多孔粉末-还原法 Porous powders n 树枝状粉末-电解法 Dendrite powders n 片状粉末-研磨法 Plate powders

W-Ni-Fe、3W.结-N合i-C剂u、亦可W-作Cu为胚体经脱脂后主干，籍有少许残留结合剂的键结作用，提升胚体强度和保型性，并 6LNorthsta形r和成4.多孔性介质通道，以利下一阶段热分解（Thermal degradation）的快速进行。
5 PM应用领域 ………………… 25
MIM与机械加工相对比
合金牌号、成分
Fe-2Ni、 Fe-8Ni 316L 、17-4PH、 420、 440C
WC-Co Al 2O3 、 ZrO2 、 SiO2 W-Ni-Fe、 W-Ni-Cu、 W-Cu
Ti、Ti-6Al-4V Fe、 NdFeB、 SmCo5、Fe-Si
CrMo4、M2
应用领域
汽车、机械等Байду номын сангаас业的各种结构件 医疗器械、钟表零件 各种刀具、钟表、手表
F4
聚合物
HIGH MW PS
低分子量树脂
石油
F5 水溶性聚合物系
10-20%PMMA
PEG
未知
F6 催化脱脂聚合物系
PA
10-20%非催化聚合物
未知
*PE：聚乙烯、PP：聚丙烯、PA：聚醛树脂、PS:聚苯乙烯、PEG：聚乙二醇、PMMA：聚甲基丙烯甲酯、PEA：聚乙烯胺 PEVA：聚乙烯乙烯乙酸共聚物
1．计算机及其辅助设施：如打印机零件、磁芯、撞针轴销、驱动零件 2．工具：如钻头、刀头、喷嘴、枪钻、螺旋铣刀、冲头、套筒、扳手、电工工具，手工具等 3．家用器具：如表壳、表链、电动牙刷、剪刀、风扇、高尔夫球头、珠宝链环、圆珠笔卡箍、刃具刀头
等零部件 4．医疗机械用零件：如牙矫形架、剪刀、镊子 5．军用零件：导弹尾翼、枪支零件、弹头、药型罩、引信用零 6．电器用零件：微型马达、电子零件、传感器件 7．机械用零件：如松棉机、纺织机、卷边机、办公机械等 8．汽车船舶用零件：如离合器内环、拔叉套、分配器套、汽门导管、同步毂、安全气囊

粉末冶金-粉末冶金-课件（PPT演示）去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
▪
谢谢！
160
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华

粉末冶金结构零件讲解
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
END
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃