粉末冶金作业

1、粉末冶金概论课程报告报 告 题 目用粉末冶金法制造含油轴承 的工艺概述作者所在系别材料工程系作者所在专业材料成型及控制工程作者所在班级B11811作 者 姓 名贾勇强作 者 学 号201320007指导教师姓名李艳霞完 成 时 间2014年10月21北华航天工业学院教务处制目 录摘要2一、产品名称及结构示意图3二、产品的主要功能、用途和性能要求3三、产品用材料分析4四、产品用铁基材料制备方法概述4五、粉末冶金法制备产品的工艺过程5 1、成形前原料准备 2、压坯 3、烧结 4、精整 5、浸油 6、甩干六、本人对粉末冶金制备技术的认识7摘 要 粉末冶金(P/M)技术是一门重要的材料制备与成形技术，

2、被称为是解决高科技、新材料问题的钥匙。高性能、低成本、净近成形一直以来是粉末冶金工作者重要研究课题之一。粉末冶金法能实现工件的少切削、无切削加工，是一种高效、优质、精密、低耗节能制造零件的先进技术。2003年全球粉末货运总量约为88万吨，其中美国占51%，欧洲18%，日本3%，其它国家和地区18%。铁粉占整个粉末总量的90%以上。从2001年起，世界铁粉市场持续增长，4年时间增加了近20%。汽车行业仍然是粉末冶金工业发展的最大动力和最大用户。一方面汽车的产量在不断增加，另一方面粉末冶金零件在单辆汽车上的用量也在不段增加。北美平均每辆汽车粉末冶金零件用量最高，为19.5公斤，欧洲平均为9公斤，日

3、本平均为8公斤。中国由于汽车工业的高速发展，拥有巨大的粉末冶金零部件市场前景，已经成为众多国际粉末冶金企业关注的焦点。本次作业介绍含油轴承的相关内容.关键词：粉末冶金、先进技术、含油轴承、技术应用一、产品名称及结构示意图本次概述的产品是含油轴承。结构示意图如下：二、产品的主要功能、用途和性能要求含油轴承具有和其他轴承一样的基本功能，支撑轴和减小摩擦力，但它区别于其他轴承的是能自润滑。 含油轴承加一次油可以使用较长时间，常用于加油不方便的场合，可在不从外部供给润滑油的情况下，长期运转使用。非常适合于供油困难与避免润滑油污染的场合，成为汽车、家电、音响设备、办公设备、农业机械、精密机械等各种工业制

4、品发展不可或缺的一类基础零件。它必须具有良好的抗摩擦能力、润滑性、强度、硬度、物质储存作用，摩擦系数小,高转速，重负荷适用面广。三、产品用材料分析 利用青铜粉末制造出来的含油轴承径向压溃强度较高，摩擦系数更小，轴承在使用的过程中，温度也更加的稳定，含油轴承连通孔隙结构是否细小决定着整个轴承吸油量的高低，而且径向压溃强度高；材料以铁为主，有时加入少量铜，以改善边界润滑性能，他的特点是强度高，价格便宜，但轴承摩擦性能较差，且会生锈，仅适用于低速场合，并且轴颈必须淬火。铝基粉末冶金减摩材料开发较晚，特点是价格较低，强度适中，但摩擦性和抗咬，粘性较差。其中应用最广泛的是铁基和铜基。Fe一cu一Me材料

5、在 90 0左右进行低温烧结,可获得优 良的开孔率、压溃强度和表观硬度;在最佳工艺制度 下,不仅强度高、磨合性好,而且耐冲击、耐磨损、抗咬合能力。Fe 一Cu一Me铁基减摩材料可望成为节能、节材效果显著的高性能廉价减摩材料。因而具有十分广阔的应用前景。四、产品用铁基材料制备方法概述雾化法是将液体金属或合金直接破碎成为细小的液滴而成为粉末。雾化法包括气雾、水雾、离心雾化。本次才用雾化法中的气雾化制粉。首先把Fe、Cu、Me金属放入感应炉中熔化并流入喷嘴，气流由排列在熔化金属四周的多个喷嘴出。雾化介质采用的是惰性气体，雾化可获得粒度分布范围较宽的球形粉末。 工艺特点： 真空熔炼高压气体雾化制粉技术

6、综合了高真空技术，高温熔炼技术，气体的高压和高速技术，是为了适应粉末冶金最新发展的需要而产生的，特别适用于生产高质量的含活性元素的合金粉末。气体雾化制粉技术又是一种快速凝固新技术。由于冷速高，粉末具有晶粒细化、成分均匀和固溶度高等特点。用真空熔炼高压气体雾化法生产的金属粉末，除了具有上述的优点外，还具有如下三方面的特点:粉末纯，含氧量低;细粉收得率高;外貌球形度高。使用这种粉末制成的结构材料或者功能材料，在物理和化学性质方面有许多常规材料不具有的优点。设备：气雾化制粉装置的结构由以下几部分组成:中频感应熔炼炉、保温炉、雾化系统、雾化罐体、粉尘收集系统、供气系统、水冷系统、控制系统等组成。喷嘴是

7、雾化系统中最重要的设备。气雾化方法设备相对来说简单，容易操作，成本低，制造的粉末纯度高实现产品的净成形。五、粉末冶金法制备产品的工艺过程1、成形前原料准备1）制粉 利用气雾化制成粉末。2）退火 粉末的预先退火可使氧化物还原、降低碳和其他杂质的含量，提高粉末的纯度；消除粉末的加工硬化，稳定粉末的晶体结构；防止超细金属粉末自燃，需要将其表面钝化。经过退火后的粉末压制性得到改善。退火气氛是惰性气体。3）混合 利用机械法中的干混把3种金属混合。4）筛分 筛分的目的在于把不同颗粒大小的原始粉末进行分级，而使粉末能够按照粒度分成大小范围更窄的若干等级。5）制粒 为了改善金属的流动性需把粉末制成大颗粒或团粒

8、。6）加润滑剂 加入石蜡作润滑剂2、压坯 混合料在300MPa450MPa压力下压制成含油轴承压坯 .采用双向压制来使压坯密度分布均匀。3、烧结 将压坯在880900下热等静压烧结2030min得到烧结坯 ，热等静压能降低制品的晶粒结构，消除了材料内部的缺陷和孔隙，提高了材质的致密度和强度。4、精整 在机器上进行倒角，去锐边加工，并进行二次压坯提高致密度。5、浸油 含油轴承基体有细微、均布的孔隙，经润滑油真空浸渍后形成含油状态 。6、甩干 甩干机慢速甩3次,每次10-20min 模具材料选用W18Cr4V。模具表面用化学镀镍来强化模具，提高模具强度。粉末冶金工艺优缺点：(1)可以直接制备出具有

9、最终形状和尺寸的零件，是一种无切削、少切削的新工艺，从而可以有效地降低零部件生产的资源和能源消耗；(2)可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术；(3)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如多孔含油轴承、过滤材料、生物材料、分离膜材料、难熔金属与合金、高性能陶瓷材料等；(4)可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织，在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li，超合金、粉末不锈钢材料等)具有重要的作用；(5)可以制备非

10、晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能；(6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。粉末冶金材料和制品的今后发展方向： 粉末冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。发展方向：1、有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量的结构零部件发展。2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能合金。3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金。4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。六、本人对粉末冶金制备技术的认识 粉末冶金技术的历史很悠久，从公元前3000年使用