粉末冶金与陶瓷成形概述
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粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺技术粉末冶金是一种重要的材料成型技术,它通过将金属或非金属粉末在高温下压制成形,进而得到各种金属零件和陶瓷材料。
粉末冶金不仅可以制造出形状复杂的零件,还能够获得优良的材料性能,因此被广泛应用于汽车、航空、航天等工业领域。
粉末冶金的成型工艺技术主要分为两个步骤:粉末的制备和成型。
首先是粉末的制备。
粉末冶金所需的粉末通常通过机械研磨、化学反应、气相沉积等方法制备而成。
机械研磨是最常用的方法,它通过将金属块或合金块放入球磨机中与磨料球一起进行高速旋转,使金属块逐渐研磨成粉末。
化学反应法利用化学反应生成粉末,例如气相法将金属气体于高温下反应生成粉末。
制备好的粉末应具备一定的粒度、形状和分布以满足成型的需求。
其次是成型工艺技术。
成型是将粉末压制成所需形状的过程。
常用的成型工艺有冷压成型、等静压成型和注浆成型等。
冷压成型是最简单的成型方法,它通过将粉末放置在模具中,然后在模具上施加压力,使粉末紧密结合成形。
但冷压成型得到的零件强度较低,通常需要进行后续的烧结工艺。
等静压成型是常用的粉末冶金成型方法。
它通过在模具中施加等压力,使粉末均匀密实地填充模具,然后通过高温烧结使粉末颗粒结合成致密的金属材料。
等静压成型可以获得高密度、高强度的零件,适用于制造各种金属零件。
注浆成型是粉末冶金的一种新型成型工艺。
它通过在模具中注入粉末与流体混合物,然后通过高压使混合物注入模具的空隙中,最后再进行烧结。
注浆成型可以制造出形状复杂的零件,并且具有较高的密度和强度。
总之,粉末冶金是一种重要的材料成型技术,它通过粉末的制备和成型工艺来制造各种金属零件和陶瓷材料。
不同的成型工艺可以得到不同性能的材料,所以在应用中需要根据具体要求来选择合适的成型工艺。
粉末冶金是一种重要的材料成型技术,其广泛应用于汽车、航空、航天等众多领域。
通过将金属或非金属粉末在高温下压制成形,可获得形状复杂且性能优良的材料。
下面将进一步探讨粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺技术。
粉末冶⾦成形技术7粉末冶⾦及陶瓷材料成形技术以粉末的获得、成形和烧结为主线制备的粉末冶⾦及陶瓷材料,其使⽤历史可以追溯到数千年前。
在2500多年前,⼈们就⽤块炼锻造法制造铁器。
在宋、明朝时期,我国的陶瓷业发展到了顶峰,制作的陶瓷器⽫流向世界各地。
进⼊20世纪,粉末冶⾦电灯钨丝的出现,给⼈类带来真正的光明;⽽硬质合⾦的成功制造被誉为切削加⼯的⼀次⾰命;同样陶瓷材料因其脆性和抗震性获得改善成了最有前途的⾼温结构材料;陶瓷材料的许多特殊性能被成功地⽤作重要的功能材料(光导纤维、激光晶体等)。
随着此类材料制备⽅法的不断更新,各类粉末冶⾦⾦属制品、⾦属陶瓷及各种复合材料相继问世。
表明了粉末冶⾦及陶瓷材料这类古⽼的技术已进⼊现代科学技术发展的⾏列。
7.1 定义及特点粉末冶⾦及陶瓷是通过制取粉末材料、并以粉末为原料⽤成形-烧结法制造出的材料与制品。
此技术既是制取材料的⼀种冶炼⽅法,⼜是制造机械零件的⼀种加⼯⽅法。
⽬前⽤量最⼴的传统⾦属制品已被越来越多的粉末冶⾦及陶瓷制品所取代,从⽽在机械制造、汽车、电器、航空等⼯业中获得⼴泛的应⽤,这主要是粉末冶⾦及陶瓷在技术上和经济上具有如下⼀系列特点。
作为材料制造技术,能制取普通熔铸法⽆法⽣产的具有特殊性能的材料:(1)⾼熔点⾦属材料如钨、钼、钽以及某些⾦属化合物的熔点都在2000℃以上,采⽤通常的熔铸⼯艺⽐较困难,⽽且材料的纯度与冶⾦质量难以得到保证;(2)复合材料如含有难熔化合物的硬质合⾦、钢结硬质合⾦、⾦属陶瓷材料、弥散强化型材料及⾦属及⾮⾦属复合材料等;(3)假合⾦材料假合⾦指各组元在液态时基本上互不相溶,⽆法通过熔合法制成的合⾦。
如钨—铜和铜—⽯墨电触头材料等;(4)特殊结构材料如多孔材料、含油轴承等。
表7-1⼏种成形、加⼯⽅法经济性⽐较作为少⽆切削材料加⼯技术,可⼤批Array量制造形状复杂、公差窄、表⾯粗糙度低的零件,且节能、节材、成本低。
表7-1为⼏种成形及加⼯⽅法经济性⽐较的实例。
粉末冶金与陶瓷工艺的异同
粉末冶金工艺与陶瓷工艺有许多相似性,但也有不同之处。
首先,粉末冶金工艺和陶瓷工艺都是制造有形的产品的工艺。
它们均需要将物料加工
成特定形状,并在特定温度和压力下烧结获得所需特性。
其次,两种工艺都有一系列烧制形式,包括球团烧制、丝束烧制和坯料烧制等。
这些
烧制形式在原料的研磨,成型,烧制前烧料处理等步骤中,都有重要的作用。
此外,在制造过程中,两种工艺都需要使用特殊的加工设备和技术,如蒸发分离装置,真空干燥机,强化层烧结机等。
同时,还需要严格控制原料配比,保证材料的一致性和高
质量。
不过,粉末冶金工艺和陶瓷工艺之间也有明显的区别。
首先,由于粉末冶金工艺中原
料通常为粉末,其加工技术要比陶瓷工艺复杂,成本要更高。
另外,粉末冶金工艺产品的
抗腐蚀性比陶瓷工艺的产品要强,耐用性也更好。
此外,粉末冶金工艺可以制备复合材料,形状体积小,加工成本较低。
而由于陶瓷的自身特性,其形状体积较大,加工成本较高。
总之,粉末冶金工艺和陶瓷工艺都是对原料进行制造的重要工艺。
尽管它们之间有一
定的相似性,但也有一定的区别。
粉末冶金与陶瓷成形概述
粉末冶金与陶瓷成形是一种非常重要的制备材料的工艺,应用广泛。
同样,这也是一种非常复杂严谨的技术,需要掌握一定的分步骤操作方法。
首先,粉末冶金主要是指将金属粉末和非金属粉末在一定条件下高温热压成形,制成一定形状和性能的金属材料。
基本工艺包括原料处理、制粉、成型、烧结、后处理等步骤。
制粉重点在于粒度控制和纯度控制,成型工艺包括模具设计、模具制作、装粉、压制等。
烧结工艺是冶金过程中的重要步骤,包括热处理、热膨胀、收缩等过程。
后处理工艺包括检验、包装、质量控制、存储等。
其次,陶瓷成形是指利用粉末成型、干燥、烧结、后处理等工艺制备高性能的陶瓷制品。
陶瓷成型的基本步骤包括原料处理、制粉、成型、干燥、烧结、后处理等。
其中,制粉工艺和烧结工艺是决定陶瓷制品性能的最重要的因素。
陶瓷粉末的制备需要精细加工,以得到具有合适粒径分布的陶瓷粉末。
在成型工艺中,常用的成型方法有干压成型、注塑成型、挤出成型等。
在烧结工艺中,烧结温度、保温时间和工艺气氛是影响烧结品质的重要因素。
最后,粉末冶金和陶瓷成形虽然存在一定的区别,但是它们的基本工艺步骤是非常相似的。
两者都强调粉末制备、成型和烧结工艺的重要性,都需要关注粉末的纯度、粒度分布和成型后的烧结密度等质量因素。
同时,由于工艺复杂,它们的制品在应用领域上都需要特殊的研究和创新。
例如,粉末冶金可以用于制备高强度合金材料、摩擦材料和金属陶瓷复合材料等,陶瓷成形可以用于制备高压瓷、机械零件等。
综上所述,粉末冶金与陶瓷成形是目前制备材料所必须掌握的重要工艺,其基本工艺流程必须熟练掌握,切实提高技能水平,以满足社会对高性能材料应用和需求的要求。