下载文档原格式
上千种粉末冶金材料化学成分
摘要：
一、粉末冶金材料概述
二、粉末冶金材料的分类
三、粉末冶金材料的应用领域
四、粉末冶金材料的发展趋势与前景
正文：
粉末冶金材料是一种以金属粉末或金属与非金属粉末的混合物为原料，通过成形和烧结等工艺制造的金属材料或复合材料。
粉末冶金材料因其独特的化学成分和物理、力学性能，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
粉末冶金材料可以分为以下几类：
1.粉末冶金结构材料：这类材料能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，具有良好的力学性能。
包括烧结结构材料、粉末冶金高速钢等。
2.粉末冶金工模具材料：包括硬质合金、粉末冶金高速钢等。
这类材料具有较高的硬度、韧性和耐磨性，可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。
3.多孔粉末冶金材料：这类材料具有孔隙度可控的特点，如多孔过滤材料、多孔含油轴承等。
4.粉末冶金磁性材料：如铁氧体磁性材料、永磁合金等。
这类材料具有较高的磁性能，广泛应用于磁性器件、磁力矫治等领域。
5.粉末冶金功能材料：如电催化材料、导电材料、热管理材料等。
这类材料具有独特的功能特性，可在电子、能源等产业中发挥重要作用。
粉末冶金材料广泛应用于航空航天、汽车、摩托车、家电、能源、电子、通讯、仪器仪表等领域。
随着科技的进步和产业的发展，粉末冶金材料在新能源、节能减排、环保等领域将发挥越来越重要的作用。
冲压模具材料的种类及特性
冲压模具是制作金属零部件的重要工具之一，它承受着巨大的压力和冲击力。
因此，选择合适的材料来制造冲压模具对于保证其使用寿命和使用效果至关重要。
1.工具钢
工具钢（Tool Steel）是一种常用的冲压模具材料，其特点是具有较高的硬度、韧性和耐磨性。
常见的工具钢有Cr12MoV、Cr12、CrWMn等，它们具有良好的切削性能和耐磨性，适用于制作剪切模和冲裁模。
2.高速钢
高速钢（High Speed Steel）属于具有高硬度和高耐磨性的合金钢，适用于制作冲压模具中的剪切刃。
高速钢具有优良的热硬性，能够在高温下保持较高的硬度，因此适用于制作高速剪切模。
3.硬质合金
硬质合金（Cemented Carbide）是一种由碳化物和金属粉末烧结而成的材料，常用的成分为钨碳化物（WC）和钼碳化物（Mo2C）。
硬质合金具有极高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，适用于制作冲击和压力较大的模具，如冲头和冲模。
4.粉末冶金材料
粉末冶金材料（Powder Metallurgy Material）是由金属粉末冶炼和压制制造而成的材料，具有较高的硬度、韧性和耐磨性。
由于制造的过程可以控制材料的孔隙率和颗粒大小，粉末冶金材料能够在模具中形成复杂的形状和结构，适用于制作复杂的冲压模具。
5.硬质合成材料
不同的冲压模具材料各有特点和适用范围。
在选择材料时，需要根据冲压件的形状、尺寸和使用环境等因素综合考虑。
同时，还需要结合实际工艺要求和经济效益进行综合评估，选择最合适的材料来制造冲压模具。
粉末冶金模具的设计与制造1. 引言粉末冶金是一种重要的金属制造工艺，广泛应用于汽车、航空航天、电子、能源等领域。
在粉末冶金工艺中，模具的设计与制造是关键环节，直接影响产品的质量和性能。
本文将介绍粉末冶金模具的设计与制造过程，包括模具材料的选择、模具的结构设计、加工工艺等内容，以帮助读者全面了解粉末冶金模具的制造方法和技术要点。
2. 模具材料的选择模具材料的选择是粉末冶金模具设计的第一步。
模具材料需要具备一定的硬度、耐磨性和耐各种腐蚀介质的能力。
常用的模具材料有以下几种：•工具钢：具有较高的硬度和韧性，适用于大部分粉末冶金模具的制造。
•高速钢：具有更高的硬度和耐磨性，适用于对模具耐磨性要求较高的情况。
•硬质合金：具有较高的硬度和耐磨性，适用于对模具耐磨性要求极高的情况。
在选择模具材料时，需要根据具体应用场景和成本考虑，综合各种性能指标做出合理选择。
3. 模具的结构设计模具的结构设计是粉末冶金模具制造中的核心环节。
良好的模具结构设计可以提高产品的制造效率和质量，降低生产成本。
以下是模具结构设计的几个要点：•模具的整体结构应该合理，易于安装和拆卸。
模具的结构应简洁、牢固，能够承受制造过程中的力和压力。
•模具的导向和定位系统要设计到位，以确保模具在制造过程中的稳定性和精度。
•模具的开合系统要灵活可靠，能够实现快速开合和调节。
对于大型模具，可以考虑采用液压或气动开合系统。
•模具的冷却系统要充分考虑，以保证模具在制造过程中能够及时散热，提高产品质量和生产效率。
4. 模具的制造过程粉末冶金模具的制造过程主要包括以下几个步骤：4.1 模具设计在模具设计阶段，根据产品的形状和尺寸要求，通过CAD软件进行三维建模。
在设计过程中，要充分考虑模具的可行性和制造工艺，以确保模具的质量和可生产性。
4.2 模具加工模具加工是模具制造的关键环节。
常用的模具加工方法包括数控加工、线切割、铣削等。
在加工过程中，需要根据模具材料和结构要求选择合适的加工工艺，精确控制加工尺寸和表面质量。
粉末冶金高速钢的特性、热处理工艺及应用
陈顺民;张庆;祝新发
【期刊名称】《热处理》
【年(卷),期】2008(023)002
【摘要】粉末冶金高速钢采用热等静压制工艺制作,与普通高速钢相比,具有组织细密,无偏析,合金元素含量高,可加工性好,力学性能和耐磨性好等优点.目前,国外已研制出第三代粉末冶金高速钢,粉末冶金高速钢在工、模具制造业得到了广泛的应用.【总页数】3页(P14-16)
【作者】陈顺民;张庆;祝新发
【作者单位】上海工具厂有限公司,上海,200093;上海工具厂有限公司,上
海,200093;上海工具厂有限公司,上海,200093
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.45
【相关文献】
1.粉末冶金高速钢的特性、热处理工艺及应用 [J], 陈顺民;张庆;祝新发
2.粉末冶金高速钢和喷射成形高速钢的金相检验 [J], 王为民;伍钢;陈谦;罗建平
3.粉末冶金高速钢的热处理工艺及性能 [J], 成丽华
4.粉末冶金高速钢FW12Cr4V5Co5热处理工艺 [J], 李平
5.粉末冶金高速钢刀具共渗层的磨损及切削特性研究 [J], 秦展琰;周建初
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ASP-60粉末冶金高速钢ASP-60是一种经粉末冶金ASP工艺制造的含高碳高钒的高合金粉末冶金高速钢，通过奥氏体化可以得到非常高的硬度和抗压强度，它拥有同其他ASP系列材料一样好的热处理尺寸稳定性。
参数所属品牌：一胜百原产地：瑞典出厂状态：HB260相当布德鲁斯Buderus标准：323相当日立hitachi标准：HAP10物理性能温度：20℃400℃600℃密度：Kg/m3 7980 7870 7805弹性系数：MPa 230，000 205，000 184，000热传导系数：W/m℃24 28 27比热：J/Kg℃420 510 600不同温度内的热膨胀系数温度范围热膨胀系数20-100℃10.8*10-620-300℃11.7*10-620-200℃ 1.1*10-620-400℃12.0*10-620-220℃11.3*10-6100-200℃11.4*10-620-240℃11.3*10-6主要特性和特点特性ASP-60虽然也是高合金钢，但它也具有很高的韧性。
ASP-60还具有非常好的红硬性，它的机加工性能低于其他的低合金高速钢，但耐磨性能高于同类高合金高速钢（稍逊色与ASP-30）。
特点1、极高的耐磨性；2、极高的抗压强度；3、良好的淬透性；4、良好的韧性；5、良好的热处理稳定性；6、抗回火软化性好；主要用途ASP-60特别适合于薄的被加工材的下料及成形，或模具失效是因为混合磨粒磨损及粘著磨损，或知识磨粒磨损，而且表面产生塑性变形的危险性也高者，例如：1、中碳钢或高碳钢的下料；2、冲切已硬化钢板或冷轧钢带；3、含有玻璃纤维的塑料模；4、塑料成形机的零件如：螺杆、料筒、喷嘴、注射头、粉碎刀等等。
介绍ASP-60高速钢高耐磨高韧性材料品牌：瑞典一胜百原产地：瑞典出厂状态：HB260相当布德鲁斯Buderus标准：323相当百禄Bohler标准：相当日立hitachi标准：HAP10相当大同DAIDO标准：主要特性主要特性ASP-60是铬钼钒粉末钢，其特点如下：•高耐磨性（抗磨粒磨损）•高抗压强度•非常好的淬透性•韧性好•热处理的尺寸稳定性好•抗回火软化性好主要用途ASP-60高速钢特别适合于薄的被加工材的下料及成形，或模具失效是因为混合磨粒磨损及粘著磨损，或知识磨粒磨损，而且表面产生塑性变形的危险性也高者，例如：•中碳钢或高碳钢的下料•冲切已硬化钢板或冷轧钢带•含有玻璃纤维的塑料模•塑料成形机的零件如：螺杆，料筒，喷嘴，注射头，粉碎刀等等模具寿命•在不同的用途上使用正确的硬度•高耐磨性•高韧性、以避免因崩角或破裂，造成模具早期失效具有高耐磨性的材料，常常带有韧性低的问题，因此很多例子显示，同时具备高耐磨性及韧性，对模具寿命是最重要的。
美国粉末高速钢A23/A30/A60高速钢牌号对照粉末高速钢－A23/A30/A60粉末高速钢是采用粉末冶金工艺制成；致密度达到100%，无偏析，具有良好的耐热性；在使用硬度超过HRC60时，粉末高速钢是最佳选择，表现出最佳的强度、耐磨性和韧性等机械性能，同时具有极佳的机加工能力和切削性能。
高韧性粉末高速钢牌号对照美国台湾奥地利瑞典A23 GPM-A23 — ASP-23A30 GPM-A30 S590 ASP-30A60 GPM-A60 — ASP-60牌号: 化学成分（％）：C Cr Mo V W CoA23 1.28 4.20 5.00 3.10 6.40 ----A30 1.30 4.20 5.00 3.10 6.40 8.30A60 2.30 4.10 7.00 6.50 6.40 0.3A23特性：极高韧性均匀细致碳化物组织、兼具横向与纵向机械性质用途：切削工具：拉刀、滚齿刀、铣刀、牙攻、特殊钻头等成型工具：冷扎工作辊、冲棒、牙轮、IC封装模具、冷/温锻造模其他：精密冲压模、分条刀A30特性：兼具极高韧性及耐热性均匀细致碳化物组织、兼具横向与纵向机械性质用途：切削工具：拉刀、滚齿刀、端铣刀、刮齿刀、牙攻、特殊钻头等冲压工具：冷间成型、粉末成型、精密冲剪用途模具应用：六角整头模、冷/温锻造模其他：IC封装模、分条刀、裁剪刀、冷轧辊.A60特性：极高强度及耐磨耗性均匀细致碳化物组织、兼具横向与纵向机械性质用途：切削工具：拉刀、滚齿刀、牙攻、特殊钻头等成型工具：冷扎工作辊、冲棒、牙轮其他：精密冲压模、分条刀热处理温度及参考办法：钢种淬火温度回火温度×次数硬度（HRC）A23 1100-1180℃ 560-580℃×3 60-651175-1220℃ 550-570℃×3 64-66A30 1050-1180℃ 560-580℃×3 62-651180-1220℃ 560-580℃×3 65-671180-1220℃ 540-560℃×3 67-68A60 1180-1200℃ 540-560℃×3 67-70。
粉末冶金高速钢模具工艺流程
1.原材料制备：粉末冶金高速钢模具材料的原料包括金属粉末和其他添加剂。
金属粉末一般由高速钢的主要成分，如铁、碳、铬、钼、钴等金属制成。
其他添加剂可能包括增强剂、增湿剂等。
2.粉末混合：将金属粉末和其他添加剂按一定比例混合均匀，可以采用机械搅拌或者其他方法进行混合。
3.压制成型：将混合好的粉末放入模具中进行冷压成型，一般采用注射成型、压制成型等方法。
冷压成型可以使粉末呈固态状态，便于后续烧结。
4.烧结：将冷压成型的模具进行烧结，提高模具的密实度和强度。
烧结一般在高温下进行，使金属粉末颗粒相互连结成型。
5.热处理：对烧结好的模具进行热处理，改善其力学性能。
热处理可以包括淬火、回火等工艺，使模具达到适应工作环境的要求。
6.加工：热处理后的模具可以进行粗加工和精加工。
粗加工可以包括车削、铣削等工艺，将模具的形状和尺寸加工到接近最终要求。
精加工可以包括打磨、抛光等工艺，提高模具的表面质量。
粉末冶金模具材料之粉末冶金高速钢
粉末冶金模具材料之粉末冶金高速钢
2011年09月13日
粉末冶金高速钢（PMHSS）是高速钢中的上品，国内多数工具厂对它只有一个模糊的概念，只知它是一种性能优良的高级高速钢。
硬度65HRC的高速钢，在表面粗糙度为Ra0.5μm时，抗弯强度为5GPa；另一种硬度为70HRC 的高速钢，在表面粗糙度为Ra0.2μm时，也能达到5GPa的抗弯强度。
这只能只能在近代PMHSS上实现。
在目前高性能刀具材料如硬质合金、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼等超硬材料不断发展的同时，高速钢尤其是粉末冶金高速钢，凭借其在强韧性、工艺性及可加工性等方面优良的综合性能，在复杂刀具特别是切齿刀具、拉刀和各类铣刀制造中仍占有明显优势，应用相当广泛。
在目前高性能刀具材料如硬质合金、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼等超硬材料不断发展的同时，高速钢尤其是粉末冶金高速钢，凭借其在强韧性、工艺性及可加工性等方面优良的综合性能，在复杂刀具特别是切齿刀具、拉刀和各类铣刀制造中仍占有明显优势，应用相当广泛。
粉末冶金高速钢的冶炼不同，经过电弧炉或感应熔炼炉熔化的钢液不是直接浇注成钢锭，而是将熔化的钢液通过喷嘴，喷入到高压氮气流中，钢液被迅速雾化冷却成细小的钢粒，其直径一般小于1mm。
再将这样制成的钢粉装入钢桶，对钢桶抽真空，使桶中钢粉间的空气抽净成真空状态，然后焊合钢桶，再在高温高压下将钢桶中的钢粉压制成形，形成热等静压烧结制备工艺。
由此可生产出致密度几乎为100%的粉末冶金高速钢坯料，然后接下来再锻造、轧制成钢材由于粉末冶金在喷雾制粉过程中，钢液冷却速度十分快，避免
了普通高速钢铸锭过程中的许多缺陷，雾化的钢液中碳化物来不及聚集长大形成团块状，因此碳化物颗粒细小而均匀，一般为1～3μm(最大尺寸不超过
6μm)，这就大大提高了钢的强度和韧性。
高速钢含有大量W、Mo、Cr、V等元素，其与碳形成的合金碳化物提高了钢材性能。
由于粉末高速钢冶炼的独特性，合金元素含量更高，尤其是高V、高Co钢的应用较为普遍。
高速钢中的W、Mo作用相似，与碳形成的合金碳化物通过溶解及析出强化，使高速钢具有特殊的二次硬化效果，红硬性大大提高；钢中V是强的碳化物形成元素，VC细小弥散，提高了钢的耐磨性，随着V 含量的提高，高速钢的抗磨粒磨损性能大幅提升；Co是固溶强化最强的合金元素之一，通过固溶基体强化来提高高速钢的硬度及热硬性，改善了刀具切削性能，使刀具寿命大为提高。
图1为几种粉末高速钢与典型高速钢的性能特点对比。
粉末冶金高速钢性能十分优越,它具有高强度、高硬度、高韧性、高耐磨性，以及可加工性好的特点，是一种介于硬质合金和高速钢之间的新材料。
由于粉末冶金高速钢制造的刀具的切削性能在所有切削加工领域内全面超越了原来的高速钢，其韧性优于整体硬质合金刀具而越来越受到工具行业的青睐。
粉末高速钢由于良好的组织一致性和碳化物的无偏析，弥补了普通冶炼高速钢的严重缺陷，使钢材质量和性能全面提高。
粉末冶金高速钢刀具在加工铁基高温合金、钛合金、超高强钢等难加工材料时表现出了良好的切削性能及综合力学性能。
由于粉末高速钢冶炼及雾化制粉的特殊性，工艺及设备要求相对复杂，钢材制造成本较高，目前在精密复杂刀具生产中应用较多，还有待进一步推广应用。
粉末冶金高速钢因具有极佳的韧性和机加工性能、良好的红硬性、较高的抗压强度和高的耐磨性，具有高合金含量、高纯度无偏析、细小的碳化物颗粒和各向同性同质的特点，而得到广泛的应用。
它被用作加工钛和铝合金等有色金属的刀具，用作加工齿轮铣刀、滚刀、插齿刀、剃齿刀等刀具,也可用作侧面铣刀、成形铣刀和拉刀,也常用于麻花钻、机用丝锥、铰刀等制造。
在锯条行业用作带锯双金属钢带，还用作精密冲切工具和冲头冲模的制造、以及其他模具制造。
由于粉末冶金价格较贵(一般是普通高速钢的4～8倍)，所以考虑成本因素，粉末冶金高速钢通常用于制造精密复杂刀具或数控机床用刀具。
粉末冶金高速钢制造的切削刀具性能优于普通高速钢，使用寿命高于普通高速钢(一般2～3倍)，在冲击负荷大的切削场合又可替代硬质合金刀具，因此粉末冶金高速钢在工具行业的应用前景十分看好,越来越受到人们的关注。
我国是高速钢的使用大国，2005年高速钢材产量约3.7万吨，按国际高速钢种的消费结构，我国应使用4500吨PMHSS，但实际上连40吨都不到。
可见我国粉末冶金高速钢用材尚处于起步阶段。
要改变这种情况，关键在于要转变观念。
