材料与热处理(项目十四)

1、项目十四项目十四 粉末冶金材料粉末冶金材料14.1 粉末冶金材料简介粉末冶金材料简介14.2 粉末冶金材料的应用粉末冶金材料的应用14.1 粉末冶金材料简介粉末冶金材料简介 粉末冶金是用金属粉末或金属与非金属粉末经混合、压制、粉末冶金是用金属粉末或金属与非金属粉末经混合、压制、烧结后制成材料或零件的一种方法。它是一种不经过熔炼生烧结后制成材料或零件的一种方法。它是一种不经过熔炼生产材料或零件的方法。粉末冶金零件尺寸精确，生产过程可产材料或零件的方法。粉末冶金零件尺寸精确，生产过程可无切削或少切削。无切削或少切削。 粉末冶金工艺过程一般包括制粉、筛分与混合、压制成形、粉末冶金工艺过程一般包括制粉

2、、筛分与混合、压制成形、烧结及后处理等几个工序。烧结及后处理等几个工序。下一页返回14.1 粉末冶金材料简介粉末冶金材料简介14.1.1制粉制粉 粉末生产可分为机械粉碎法、金属液雾化法、物理化学法粉末生产可分为机械粉碎法、金属液雾化法、物理化学法三大类。三大类。1.机械粉碎法机械粉碎法 该法利用球磨机、涡流机对材料进行机械粉碎。球磨机粉碎该法利用球磨机、涡流机对材料进行机械粉碎。球磨机粉碎时是利用钢球和待粉碎材料在旋转的容器中不断地撞击获得粉时是利用钢球和待粉碎材料在旋转的容器中不断地撞击获得粉末的方法，它适合于粉碎脆性材料。涡流机是把材料装入带有末的方法，它适合于粉碎脆性材料。涡流机是把材料

3、装入带有搅拌装置的容器中进行剧烈搅拌并使材料粉碎的方法，它适合搅拌装置的容器中进行剧烈搅拌并使材料粉碎的方法，它适合于韧性材料。于韧性材料。2.金属液雾化法金属液雾化法上一页 下一页返回14.1 粉末冶金材料简介粉末冶金材料简介该法是利用高压气体、液体和高速旋转的叶片将熔融金属打碎该法是利用高压气体、液体和高速旋转的叶片将熔融金属打碎成雾滴状，冷却后成粉末。主要用于成雾滴状，冷却后成粉末。主要用于Al, Cu, Fe和低熔点的和低熔点的金属粉末。金属粉末。3.物理化学法物理化学法该法是利用热分解、电解和化学反应的方法制取粉末，主要有该法是利用热分解、电解和化学反应的方法制取粉末，主要有还原法、

4、热分解法和电解法。还原法用氢气作还原剂，可生产还原法、热分解法和电解法。还原法用氢气作还原剂，可生产W, Mo, Fe, Ni, Cu等金属粉末等金属粉末;热分解法主要用于生产热分解法主要用于生产金或白金粉末金或白金粉末;电解法可制取电解法可制取Cu, Fe, Ni, Cr, Zn等及其合金等及其合金的粉末。的粉末。上一页 下一页返回14.1 粉末冶金材料简介粉末冶金材料简介14.1.2筛分和混合筛分和混合 目的是使粉料中的各组分均匀化。如果各组分密度相差较目的是使粉料中的各组分均匀化。如果各组分密度相差较大且均匀程度又要求较高，常采用混湿。即在粉料中加入液体，大且均匀程度又要求较高，常采用混

5、湿。即在粉料中加入液体，常用于硬质合金的生产。为了改善粉末的成型和可塑性，可在常用于硬质合金的生产。为了改善粉末的成型和可塑性，可在材料中加汽油、橡胶液或石蜡等增塑剂。材料中加汽油、橡胶液或石蜡等增塑剂。上一页 下一页返回14.1 粉末冶金材料简介粉末冶金材料简介14.1.3压制成形压制成形成形的目的是将松散的混合好的粉末通过压制或其他方法制成成形的目的是将松散的混合好的粉末通过压制或其他方法制成具有一定形状、尺寸和密度的型坯。常用的成形方法是模压成具有一定形状、尺寸和密度的型坯。常用的成形方法是模压成形。它是将混合均匀的粉末装入压模中，然后在压力机上压制形。它是将混合均匀的粉末装入压模中，然

6、后在压力机上压制成形。成形。上一页 下一页返回14.1 粉末冶金材料简介粉末冶金材料简介14.1.4烧结烧结压坯只有通过烧结，使孔隙减少或消除，才能得到组织致密、压坯只有通过烧结，使孔隙减少或消除，才能得到组织致密、具有一定的物理性能和力学性能的烧结体。烧结是在保护性气具有一定的物理性能和力学性能的烧结体。烧结是在保护性气氛的高温炉或真空炉中进行。氛的高温炉或真空炉中进行。上一页 下一页返回14.1 粉末冶金材料简介粉末冶金材料简介14.1.5后处理后处理烧结后的粉末冶金制品有的可直接使用，有的根据需要还要进烧结后的粉末冶金制品有的可直接使用，有的根据需要还要进行后处理。后处理方法一般有行后处

7、理。后处理方法一般有:整形、切削加工、热处理、浸整形、切削加工、热处理、浸油等。油等。上一页返回14.2 粉末冶金材料的应用粉末冶金材料的应用 粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成物理性能和力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、成物理性能和力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析无宏观偏析(合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象观流动而造成的化学成分不均匀现象)，可一次成型等。通常，可一次成型等。通常按用途分为以下七类。按用途分

8、为以下七类。 (1)粉末冶金减摩材料，又称烧结减摩材料。通过在材料孔粉末冶金减摩材料，又称烧结减摩材料。通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。材隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。材料表面间的摩擦系数小，在有限润滑油条件下，使用寿命长、料表面间的摩擦系数小，在有限润滑油条件下，使用寿命长、可靠性高可靠性高;在干摩擦条件下，依靠自身或表层含有的润滑剂，在干摩擦条件下，依靠自身或表层含有的润滑剂，即具有自润滑效果。广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密即具有自润滑效果。广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密封等。封等。下一页返回14.2 粉末冶金材料的应用粉末

9、冶金材料的应用 (2)粉末冶金多孔材料，又称多孔烧结材料。由球状或不规粉末冶金多孔材料，又称多孔烧结材料。由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。材料内部孔道纵则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。材料内部孔道纵横交错、互相贯通，一般有横交错、互相贯通，一般有30%60%的体积孔隙度，孔的体积孔隙度，孔径径1100 m。透过性能和导热、导电性能好，耐高温、低。透过性能和导热、导电性能好，耐高温、低温，抗热震，抗介质腐蚀。用于制造过滤器、多孔电极、灭火温，抗热震，抗介质腐蚀。用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。装置、防冻装置等。 (3)粉末冶金结构材料，又称烧结结构材料

10、。能承受拉伸、粉末冶金结构材料，又称烧结结构材料。能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。由于材料内压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。由于材料内部有残余孔隙存在，其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻部有残余孔隙存在，其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻件低，从而使其应用范围受限。件低，从而使其应用范围受限。上一页 下一页返回14.2 粉末冶金材料的应用粉末冶金材料的应用 (4)粉末冶金摩擦材料，又称烧结摩擦材料。由基体金属粉末冶金摩擦材料，又称烧结摩擦材料。由基体金属(铜、铜、铁或其他合金铁或其他合金)、润滑组元、润滑组元(铅、石墨、二硫化钥等铅、石墨、二硫化钥等)、

11、摩擦组、摩擦组元元(二氧化硅、石棉等二氧化硅、石棉等)三部分组成。其摩擦系数高，能很快三部分组成。其摩擦系数高，能很快吸收动能，制动、传动速度快、磨损小吸收动能，制动、传动速度快、磨损小;强度高，耐高温，导强度高，耐高温，导热性好热性好;抗咬合性好，耐腐蚀，受油脂、潮湿影响小。主要用抗咬合性好，耐腐蚀，受油脂、潮湿影响小。主要用于制造离合器和制动器。于制造离合器和制动器。 (5)粉末冶金工模具材料，包括硬质合金、粉末冶金高速钢粉末冶金工模具材料，包括硬质合金、粉末冶金高速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高速钢韧性等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高速钢韧性和耐磨性好，热

12、处理变形小，使用寿命长可用于制浩切削刀具、和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长可用于制浩切削刀具、樟具和零件的坯件。樟具和零件的坯件。上一页 下一页返回14.2 粉末冶金材料的应用粉末冶金材料的应用 (6)粉末冶金电磁材料，包括电工材料和磁性材料。电工材粉末冶金电磁材料，包括电工材料和磁性材料。电工材料中，用做电能头材料的有金、银、铂等贵金属的粉末冶金材料中，用做电能头材料的有金、银、铂等贵金属的粉末冶金材料和以银、铜为基体添加钨、镍、铁、碳化钨、石墨等制成的料和以银、铜为基体添加钨、镍、铁、碳化钨、石墨等制成的粉末冶金材料粉末冶金材料;用作电极的有钨铜、钨镍铜等粉末冶金材料用作电极的有钨铜、

13、钨镍铜等粉末冶金材料;用用做电刷的有金属一石墨粉末冶金材料做电刷的有金属一石墨粉末冶金材料;用做电热合金和热电偶用做电热合金和热电偶的有钥、担、钨等粉末冶金材料。磁性材料分为软磁材料和硬的有钥、担、钨等粉末冶金材料。磁性材料分为软磁材料和硬磁材料。软磁材料有磁性粉末、磁粉芯、软磁铁氧体、矩磁铁磁材料。软磁材料有磁性粉末、磁粉芯、软磁铁氧体、矩磁铁氧体、压磁铁氧体、微波铁氧体、正铁氧体和粉末硅钢等氧体、压磁铁氧体、微波铁氧体、正铁氧体和粉末硅钢等;硬硬磁材料有硬磁铁氧体、稀土钻硬磁、磁记录材料、微粉硬磁、磁材料有硬磁铁氧体、稀土钻硬磁、磁记录材料、微粉硬磁、磁性塑料等。用于制造各种转换、传递、储存能量和信息的磁磁性塑料等。用于制造各种转换、传递、储存