【粉(fen)末(mo)冶金】粉(fen)末(mo)冶金的方法 粉(fen)末(mo)冶金有什(shen)么用途

粉末冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)是制(zhi)取金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)或用金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)(fen)末(mo)(或金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)(fen)末(mo)與非金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)(fen)末(mo)的(de)(de)(de)(de)混合物)作(zuo)為質料(liao)，經(jing)過成(cheng)形和(he)燒結(jie)，制(zhi)作(zuo)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)資(zi)料(liao)、復合資(zi)料(liao)以及各種類型(xing)成(cheng)品的(de)(de)(de)(de)技(ji)能技(ji)能。粉(fen)(fen)末(mo)冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)法(fa)與出產陶瓷(ci)有(you)類似的(de)(de)(de)(de)當地，因而，一(yi)系列粉(fen)(fen)末(mo)冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)新技(ji)術也可用于陶瓷(ci)資(zi)料(liao)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備。因為粉(fen)(fen)末(mo)冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)長(chang)處(chu)，它已成(cheng)為處(chu)理新材料(liao)問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)(de)鑰匙，在新材料(liao)的(de)(de)(de)(de)發展中起(qi)著舉(ju)足(zu)輕(qing)重的(de)(de)(de)(de)效果(guo)。

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粉末(mo)冶金具有共同的(de)化(hua)學(xue)構成(cheng)和機械、物理(li)功(gong)用，而(er)這些功(gong)用是用傳統的(de)熔鑄辦法(fa)無(wu)法(fa)取(qu)得的(de)。運用粉末(mo)冶金技(ji)能(neng)能(neng)夠直接(jie)制成(cheng)多(duo)孔(kong)、半細密或全細密資(zi)料和成(cheng)品，如(ru)含油(you)軸承(cheng)、齒(chi)輪、凸輪、導桿、刀具等，是一種少無(wu)切削(xue)技(ji)能(neng)。

粉末冶金用途

1、粉末冶金(jin)(jin)(jin)技術能夠最大(da)極限(xian)地削減合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成(cheng)分偏聚，消除粗大(da)、不均勻的鍛造安排(pai)。在制備高(gao)(gao)(gao)功用稀土永(yong)磁資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)、稀土儲氫資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)、稀土發光資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)、稀土催化(hua)劑(ji)、高(gao)(gao)(gao)溫超(chao)導資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)、新式金(jin)(jin)(jin)屬資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)如Al-Li合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)、耐熱Al合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)、超(chao)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)、粉末耐蝕不銹(xiu)鋼、粉末高(gao)(gao)(gao)速(su)鋼、金(jin)(jin)(jin)屬間化(hua)合(he)(he)物高(gao)(gao)(gao)溫構(gou)造資(zi)(zi)(zi)料(liao)(liao)(liao)等)具(ju)有主(zhu)要的效果。

2、能夠制備非晶、微晶、準晶、納(na)米晶和超飽(bao)滿(man)固溶體等一系(xi)列高功(gong)用非平衡資(zi)料(liao)，這(zhe)些(xie)資(zi)料(liao)具有優良的(de)電學、磁學、光學和力(li)學功(gong)用。

3、能夠容易地完成多(duo)種類型的復(fu)合(he)，充分發揮各組元資料(liao)各自的特性，是一種低成本出產(chan)高功用金屬基和陶瓷(ci)復(fu)合(he)資料(liao)的技(ji)能。

4、能夠出產普(pu)通熔煉法無法出產的具有特殊構造和(he)功(gong)用(yong)的資(zi)(zi)料(liao)和(he)成品，如新式多(duo)孔生物資(zi)(zi)料(liao)，多(duo)孔別離膜資(zi)(zi)料(liao)、高功(gong)用(yong)構造陶(tao)瓷磨具和(he)功(gong)用(yong)陶(tao)瓷資(zi)(zi)料(liao)等。

5、能(neng)夠完成近(jin)凈形成形和自動化批量出產(chan)，然(ran)后，能(neng)夠有用(yong)地降低(di)出產(chan)的(de)資(zi)本和能(neng)源(yuan)消耗。

6、能夠(gou)充分利(li)用礦石、尾礦、煉鋼污泥(ni)、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬(shu)作質料，是一(yi)種可有用進行資料再生和綜合利(li)用的新技(ji)能。

粉末冶金的方法

（1）生產粉末。粉末的(de)(de)生產過程包括粉末的(de)(de)制取、粉料的(de)(de)混合等(deng)步驟。為改善粉末的(de)(de)成型性(xing)和可塑(su)(su)性(xing)通常加入機(ji)油、橡膠(jiao)或石蠟等(deng)增塑(su)(su)劑。

（2）壓制成型。粉末在15-600MPa壓(ya)力下(xia)，壓(ya)成所需形狀。

（3）燒結。在保護氣氛(fen)的高溫爐或真(zhen)空爐中(zhong)(zhong)進行。燒結不同于金屬熔(rong)化(hua)，燒結時至少有一種元素仍處于固態(tai)。燒結過程(cheng)中(zhong)(zhong)粉末顆粒間(jian)通過擴散、再(zai)結晶、熔(rong)焊、化(hua)合、溶解等一系列的物理化(hua)學過程(cheng)，成為具有一定孔隙度的冶金產品。

（4）后處(chu)(chu)理。一般(ban)情(qing)況下，燒(shao)(shao)結好的(de)制件(jian)可(ke)直接(jie)使(shi)用。但(dan)對于(yu)某(mou)些(xie)尺(chi)寸(cun)要求精度(du)高并且有高的(de)硬度(du)、耐磨性的(de)制件(jian)還(huan)要進行燒(shao)(shao)結后處(chu)(chu)理。后處(chu)(chu)理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火(huo)、表面淬火(huo)、浸油、及熔(rong)滲(shen)等(deng)。

粉末的制取方法

制取(qu)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)是(shi)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)冶(ye)(ye)金(jin)的第一步。粉(fen)(fen)(fen)末(mo)冶(ye)(ye)金(jin)材料和(he)制品不斷的增多(duo)，其質量(liang)不斷提(ti)高(gao)，要求(qiu)提(ti)供的粉(fen)(fen)(fen)末(mo)的種類愈來愈多(duo)。例(li)如，從材質范(fan)圍來看，不僅(jin)使(shi)用金(jin)屬粉(fen)(fen)(fen)末(mo)，也使(shi)用合(he)金(jin)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)，金(jin)屬化合(he)物粉(fen)(fen)(fen)末(mo)等；從粉(fen)(fen)(fen)末(mo)外形來看，要求(qiu)使(shi)用各種形狀的粉(fen)(fen)(fen)末(mo)，如產生過濾器時，就要求(qiu)形成粉(fen)(fen)(fen)末(mo)；從粉(fen)(fen)(fen)末(mo)粒(li)度來看，要求(qiu)各種粒(li)度的粉(fen)(fen)(fen)末(mo)，粗(cu)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)粒(li)度有500~1000微米超細(xi)粉末(mo)粒度小(xiao)于0.5微米等(deng)等(deng)。

為了滿足對粉(fen)末的各(ge)種(zhong)要(yao)求(qiu)，也(ye)就(jiu)要(yao)有(you)各(ge)種(zhong)各(ge)樣生產(chan)粉(fen)末的方(fang)法這(zhe)些方(fang)法不(bu)外乎使金(jin)屬(shu)、合金(jin)或者金(jin)屬(shu)化合物(wu)呈(cheng)固態(tai)、液態(tai)或氣(qi)態(tai)轉變成粉(fen)末狀態(tai)。制(zhi)取粉(fen)末的各(ge)種(zhong)方(fang)法以及各(ge)種(zhong)方(fang)法制(zhi)的粉(fen)末。

呈固態使金屬與合金或者金屬化合物轉變成粉末的方法包括：

（1）從固(gu)態金(jin)屬(shu)與合(he)金(jin)制取金(jin)屬(shu)與合(he)金(jin)粉末的有機械粉碎法(fa)和電(dian)化(hua)腐蝕法(fa)：

（2）從固態(tai)金(jin)(jin)(jin)屬氧化(hua)物及鹽類制取金(jin)(jin)(jin)屬與合(he)金(jin)(jin)(jin)粉(fen)末(mo)的還(huan)原法從金(jin)(jin)(jin)屬和合(he)金(jin)(jin)(jin)粉(fen)末(mo)、金(jin)(jin)(jin)屬氧化(hua)物和非金(jin)(jin)(jin)屬粉(fen)末(mo)制取金(jin)(jin)(jin)屬化(hua)合(he)物粉(fen)末(mo)的還(huan)原-化(hua)合法

呈液態使金屬與合金或者金屬化合物轉變成粉末方法包括：

（1）從液態金屬與(yu)合金制取與(yu)合金粉末的有霧(wu)化法

（2）從金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鹽(yan)溶液(ye)(ye)置換和還(huan)原(yuan)制取(qu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)合(he)金(jin)(jin)(jin)以(yi)及包(bao)覆(fu)粉(fen)末的(de)有置換法、溶液(ye)(ye)氫還(huan)原(yuan)法；從金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔鹽(yan)中沉淀制取(qu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)末的(de)有熔鹽(yan)陳定法；從輔助金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)浴中析出制取(qu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)化合(he)物粉(fen)末的(de)有金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)浴法。

（3）從金(jin)屬鹽溶液(ye)電(dian)解(jie)制(zhi)取(qu)金(jin)屬與合金(jin)粉末(mo)的有(you)水溶液(ye)電(dian)解(jie)法(fa)；從金(jin)屬熔鹽電(dian)解(jie)制(zhi)取(qu)金(jin)屬和金(jin)屬化合物(wu)粉末(mo)的有(you)熔鹽電(dian)解(jie)法(fa)。

呈氣態使金屬或者金屬化合物轉變成粉末的方法：

（1）從金屬蒸(zheng)汽冷(leng)凝制(zhi)取(qu)金屬粉末的有蒸(zheng)汽冷(leng)凝法；

（2）從(cong)氣態金(jin)屬碳基物離解制取(qu)金(jin)屬、合(he)金(jin)以及(ji)包覆粉末(mo)的有碳基物熱離解法

（3）從(cong)氣(qi)(qi)(qi)態金(jin)(jin)屬(shu)鹵(lu)化(hua)(hua)物氣(qi)(qi)(qi)相還原制取金(jin)(jin)屬(shu)、合金(jin)(jin)粉(fen)末以及金(jin)(jin)屬(shu)、合金(jin)(jin)涂(tu)(tu)層的(de)有(you)氣(qi)(qi)(qi)相氫還原法；從(cong)氣(qi)(qi)(qi)態金(jin)(jin)屬(shu)鹵(lu)化(hua)(hua)物沉(chen)積制取金(jin)(jin)屬(shu)化(hua)(hua)合物粉(fen)末以及涂(tu)(tu)層的(de)有(you)化(hua)(hua)學氣(qi)(qi)(qi)相沉(chen)積法。

但(dan)是(shi)，從(cong)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)實質來(lai)看(kan)，現(xian)有制粉方法(fa)(fa)大體(ti)上(shang)可歸納為兩大類，即機(ji)(ji)械(xie)法(fa)(fa)和(he)物(wu)理化(hua)學法(fa)(fa)。機(ji)(ji)械(xie)法(fa)(fa)是(shi)將原(yuan)(yuan)材料機(ji)(ji)械(xie)的(de)(de)(de)(de)粉碎，而化(hua)學成分(fen)(fen)基本上(shang)不發生(sheng)變化(hua)的(de)(de)(de)(de)工藝過程(cheng)；物(wu)理化(hua)學法(fa)(fa)是(shi)借(jie)助化(hua)學的(de)(de)(de)(de)或物(wu)理的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，改變原(yuan)(yuan)料的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成分(fen)(fen)或聚集狀(zhuang)態而獲(huo)得粉末(mo)的(de)(de)(de)(de)工藝過程(cheng)，粉末(mo)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產方法(fa)(fa)很多(duo)從(cong)工業規模(mo)而言，應(ying)用(yong)最(zui)廣泛的(de)(de)(de)(de)漢斯(si)還原(yuan)(yuan)法(fa)(fa)、霧化(hua)法(fa)(fa)和(he)電解法(fa)(fa)有些方法(fa)(fa)如氣相沉(chen)積法(fa)(fa)和(he)液(ye)相沉(chen)積法(fa)(fa)在(zai)特殊應(ying)用(yong)時亦很重要。

粉末冶金工藝的基本工序是：

1、原(yuan)料粉(fen)末的制備。現(xian)有的制粉(fen)方(fang)法(fa)(fa)(fa)大體可分為兩類：機械(xie)(xie)法(fa)(fa)(fa)和(he)物理化(hua)(hua)學法(fa)(fa)(fa)。而機械(xie)(xie)法(fa)(fa)(fa)可分為：機械(xie)(xie)粉(fen)碎及霧化(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)；物理化(hua)(hua)學法(fa)(fa)(fa)又分為：電(dian)化(hua)(hua)腐(fu)蝕法(fa)(fa)(fa)、還原(yuan)法(fa)(fa)(fa)、化(hua)(hua)合法(fa)(fa)(fa)、還原(yuan)-化合(he)法(fa)、氣相(xiang)沉積(ji)法(fa)、液相(xiang)沉積(ji)法(fa)以及電(dian)解法(fa)。其(qi)中應用(yong)最為廣泛的(de)是(shi)還原法(fa)、霧化法(fa)和電(dian)解法(fa)。

2、粉末成(cheng)(cheng)型(xing)為所(suo)需(xu)形狀的(de)(de)坯塊。成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)目的(de)(de)是制得一定(ding)形狀和(he)(he)(he)尺(chi)寸的(de)(de)壓(ya)坯，并使其具(ju)有一定(ding)的(de)(de)密度和(he)(he)(he)強(qiang)度。成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)方(fang)法基(ji)本上分為加壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)和(he)(he)(he)無壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)。加壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)中應用最多的(de)(de)是模壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)。此外還可使用3D打印(yin)技術進行胚塊的(de)制作。

3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。對于單元系和多元系的固相燒結，燒結溫度比所用的金屬及合金的熔點低；對于多元系的液相燒結，燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低，而高于易熔成分的熔點。除普通燒結外，還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。

4、產品(pin)的(de)后(hou)序(xu)處(chu)(chu)理。燒結(jie)后(hou)的(de)處(chu)(chu)理，可以根據產品(pin)要求(qiu)的(de)不(bu)同(tong)，采取多種方式。如精整、浸油、機(ji)加工、熱處(chu)(chu)理及電(dian)鍍。此外，近年(nian)來(lai)一(yi)些新工藝如軋(ya)制(zhi)、鍛(duan)造(zao)也應用(yong)于(yu)粉末冶(ye)金(jin)材料燒結(jie)后(hou)的(de)加工，取得較理想的(de)效果。

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