21非铁金属及粉末冶金材料

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。

粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料的分类及应用【摘要】粉末冶金材料有着传统熔铸工艺不能获取的独特化学成分及物理性能，且具有一次成型等特点，因此被广泛应用。

本文主要从粉末冶金材料的主要分类入手，重点对其应用进行了阐述，希望给行业相关人士一定的参考和借鉴。

【关键词】：粉末冶金;材料;分类;应用0.引言所谓的粉末冶金材料指的是用几种金属粉末或者金属与非金属粉末为原料，通过配比、压制成型以及烧结等特殊工艺制成的各类材料的总称，而这种与熔炼和铸造明显不同的工艺也被统称为粉末冶金法。

因其生产流程与陶瓷制品比较类似，所以又被称为金属陶瓷法。

就目前而言，粉末冶金法不单是用来制取某些特殊材料的方法，也是一种优质的少切屑或者无切屑方法，且其具有材料利用率高、生产效率高，节省占地面积及机床等优点。

然而粉末冶金法也并非万能之法，其无论是金属粉末还是模具都有着较高的成本，且制品的形状和大小都受到一定的限制。

1.粉末冶金材料的主要分类1.1传统的粉末冶金材料第一，铁基粉末冶金材料。

作为最传统也是最基本的粉末冶金材料，其在汽车制造行业的应用最为普遍，并随着经济的迅猛发展，汽车工业的不断扩大，铁基粉末冶金材料的应用范围也就变得越来越广阔，因此其需求量也越来越大。

与此同时，铁基粉末冶金材料对其他行业来说也非常重要。

第二，铜基粉末冶金材料。

众所周知，经过烧结铜基制作的零件抗腐蚀性相对来说比较好，且其表面光滑没有磁性干扰。

用来做铜基粉末冶金材料的主要材料有：烧结的青铜材质、黄铜材质以及铜镍合金材料等，此外还有少量的具有弥散性的强化铜等材质。

在现代，铜基粉末冶金材料主要备用到电工器件、机械设备零件等各个制造类领域中，同时也对过滤器、催化剂以及电刷等有一定的作用。

第三，难熔金属材料。

因这类材料的熔点、硬度、强度都比较高，因此其主要成分为难熔性的金属及金属合金复合材料，主要被应用国防、航空航天以及和研究领域等。

第四，硬质合金材料。

粉末冶金材料配方粉末冶金（PowderMetallurgy，简称PM）是将金属（粉末）制成零件的一种技术，它比传统机械加工技术更省时、更可靠。

PM材料可用于制造锻件和其他类型的零件，它们的强度和耐久性比传统锻件要高。

PM材料的配方直接决定了最终零件的性能，因此非常重要。

PM 材料的配方通常包括金属、非金属和合金。

金属包括铁、钢、铝、镍、铜和锡等；非金属包括碳、氮、氧、硅、氟等；合金包括钨铁、铬钽、钛铌、钛钡和钛锌等。

PM材料通常需要经过多次添加材料来改变配方，以确保粉末在热压模具中获得高品质的零件。

PM材料的配方也可以用来制造膨胀体和其他特定形状、重量或力学性能的零件，这些零件经常用于涡轮机和制动器等电气设备。

PM 材料的配方还可以用来制造各种新型复合材料，用于特殊应用，如汽车零件、航天器零件和太阳能电池片。

为了达到最佳性能，PM材料的配方应该考虑其特性、性能和结构。

首先，应考虑金属和合金的粒子大小、元素组成和比例，以及非金属的种类和比例，这些都会影响PM材料的机械性能。

粒子大小和元素比例在确定烧结行为和结构的时候也很重要。

其次，应考虑PM 材料的热性能、弹性、疲劳和潮湿行为，以及高温、低温和抗腐蚀行为。

最后，应考虑PM材料的重量和形状，以及其制造的零件的尺寸和精度。

PM材料的配方是一项复杂的科学技术，需要考虑多因素因素，改变其中任何一个因素都会引起PM材料性能的变化。

经验丰富的冶金工程师可以根据用户的要求，研究不同的材料配方，确定最优的配方，并可以给出有关参数和具体的生产工艺要求。

PM材料的配方是一门复杂的科学技术，其配方的精密性和复杂性直接影响零件的性能，因此需要专业的冶金工程师研究原料配方，及时调整配方，以达到最佳性能。

只有通过正确的配方和工艺技术，才能达到最佳的性能要求，保证质量，并降低生产成本。

粉末冶金材料的应用粉末冶金是一种重要的材料加工方法，它通过将金属或非金属粉末压制成所需形状，然后在高温下烧结或热处理，从而制造出各种精密的工程材料。

粉末冶金材料在各个领域都有广泛的应用，以下是一些典型的应用领域：1. 汽车工业：●引擎零件，如曲轴、连杆、气缸套等，常使用粉末冶金材料制造，因为它们具有高强度、轻量化和耐磨性等特点。

●制动系统中的金属基复合材料，用于提高制动性能和耐磨性。

2. 航空航天业：●航空发动机零件，如涡轮叶片、涡轮盘等，通常使用超合金粉末冶金材料制造，以承受高温和高压条件下的应力。

●航天器的结构组件，如火箭发动机零件、卫星零件等。

3. 医疗器械：●人工关节、牙科植入物和医用工具等医疗器械中，粉末冶金材料常用于制造耐腐蚀、生物相容性好的部件。

4. 电子和电气工程：●电子电路板上的金属化连接器、封装材料和导电粘合剂中常使用粉末冶金材料。

●用于磁性元件、电感器和传感器的软磁材料，如铁氧体粉末。

5. 工具和刀具：●刀片、铣刀、钻头、齿轮和锯片等切削工具常使用粉末冶金材料制造，因为它们具有高硬度、耐磨性和耐热性。

●硬质合金（碳化钨等）用于制造切削刀具。

6. 磁性材料：●用于电机、变压器、传感器和磁盘驱动器的永磁体材料。

●电感线圈和电子元件的软磁材料。

7. 能源产业：●用于太阳能电池和燃料电池的材料。

●用于储能系统中的电池材料。

总的来说，粉末冶金材料在制造业中发挥着重要作用，因为它们具有高度可控性、高精度和多种定制化特性，可以满足各种应用的要求。

由于粉末冶金材料的广泛适用性和优越性能，它们在现代工程和科学领域中扮演着不可或缺的角色。

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。

非铁金属材料与粉末冶金材料知识非铁金属材料与粉末冶金材料知识非铁金属材料指除铁以外的金属材料。

非铁金属材料具有重要的物理、化学和机械特性，被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。

非铁金属材料能够制造出高强度、高耐热、高抗腐蚀、高导电和耐磨损的材料。

下面将介绍几种常见的非铁金属材料。

1.铜及其合金铜是唯一既能够被用作结构材料，又能够被用来制造电器、导线等高电导性材料的金属材料。

铜合金包括黄铜、青铜、铜铝合金、铜镍合金和铜镍硅合金等。

在黄铜中，含有30%至40%的锌，既能够提高铜的强度，又能够降低材料成本。

青铜中，铜和锡的比例大概是9：1，它具有良好的耐腐蚀性和机械性能，被广泛应用于制造自动化机器、伺服机和船舶轴承等领域。

2.铝及其合金铝合金具有轻、强度高、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空、汽车和建筑等领域。

铝合金的主要组成元素是铜、镁和锌。

在铝合金中，不同的合金组成会产生不同的性能。

例如，铝镁合金强度高、刚性好、耐腐蚀性好；铝锰合金具有高的强度和淬火性能；铝锌合金容易加工，强度高；铝铝合金强度高、可焊。

3.镁及其合金镁具有极低的密度，仅为钢的2/3、铝的1/4，所以被称为轻金属。

镁的强度和硬度较低，但其强度和刚性可以通过合金化得到提高。

镁合金主要包括镁铝合金、镁锌合金和镁锰合金。

镁合金具有极低的密度、良好的耐腐蚀性、高的热导率和良好的可加工性。

4.钛及其合金钛和其合金具有优异的机械性能、抗腐蚀性能、重量轻，因此被广泛应用于航空、航天、船舶、汽车、医疗等领域。

钛合金的主要组成元素为铝、钼、铁、钒等，其中最重要的是钛铝合金和钛铝锌合金。

钛及其合金具有良好的可塑性、良好的焊接性和优异的热膨胀性和低温性能。

5.镍及其合金镍合金主要包括镍铬合金、镍钴合金、镍钼合金等。

镍及其合金具有极高的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性，因此被广泛应用于石化、航空、航天和制造业等领域。

在极端条件下，镍合金可以保持其稳定性和可靠性，尤其是在高温、高压环境下，镍合金的性能十分优越。

粉末冶金行业相关材料
粉末冶金是指先将金属或者非金属的原料粉末化，再进行成型、烧结、热处理等加工过程的一种先进的材料制备工艺，它作为一种针对性很强的材料制备技术，被广泛地应用在航空、航天、汽车、电子、机械等领域，尤其是在新材料的开发与制造中，其应用前景非常广阔。

而在粉末冶金行业中，相关材料的种类也是多种多样，下面我们就来详细了解一下。

1. 金属粉末：金属粉末是粉末冶金行业中最基础的材料。

金属粉末是指将金属铸块、金属管材等物体进行粉碎或溅射而形成的颗粒状物质，它具有高密度、高纯度、化学性稳定、热稳定等特点。

目前市场上常用的金属粉末有铝、镁、铜、铁、钛、锌、锡等等。

2. 陶瓷粉末：陶瓷粉末也是粉末冶金行业中使用较为广
泛的一种材料。

陶瓷粉末是由氧化物、碳酸盐或者其他未完全熔化的原材料制备而成，具有多孔、高半导体和耐高温等性质，广泛应用于制造陶瓷器具、电子陶瓷、陶瓷刀具等领域。

3. 碳素材料：碳素材料是由高纯度的碳粉制备而成的材料，主要包括石墨、碳纤维、碳纳米管等各种形态。

碳素材料具有高强度、高温稳定、电导率高等特点，在航空航天、轻工等领域有非常广泛的应用。

4. 功能材料：功能材料是指在粉末冶金行业中经过特殊
加工，赋予特殊的功能的材料。

常见的功能材料有高强度耐高
温合金、复合材料、超硬材料等，这些材料在军品、工业、医疗、通信等领域都有广泛的应用。

总的来说，随着科技的不断进步，粉末冶金行业在未来将会成为更加重要的产业之一。

而在这个行业中，各种材料的应用将会更加广泛，也会激发出更多的科技创新和发展潜力。