粉末冶金技術(shù)

粉末冶金包括制粉和制品。其中制粉主要是冶金過程，和字面吻合。而粉末冶金制品則常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出材料和冶金的范疇，往往是跨多學(xué)科（材料和冶金，機(jī)械和力學(xué)等）的技術(shù)。76kg/輛，用量增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，在經(jīng)歷了2012年短暫的下滑后，2013年又重回3。尤其現(xiàn)代金屬粉末3D打印[1-2]  ，集機(jī)械工程、CAD、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)于一身，使得粉末冶金制品技術(shù)成為跨更多學(xué)科的現(xiàn)代綜合技術(shù)。

1、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯，并使其具有一定的密度和強(qiáng)度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應(yīng)用多的是模壓成型。此外還可使用3D打印技術(shù)進(jìn)行胚塊的制作。

2、坯塊的燒結(jié)。燒結(jié)是粉末冶金工藝中的關(guān)鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結(jié)使其得到所要求的終物理機(jī)械性能。燒結(jié)又分為單元系燒結(jié)和多元系燒結(jié)。

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果，中國2013 年平均單車汽車粉末冶金制品的用量至少有6kg，這其中2.3kg 的差額就是沒有統(tǒng)計(jì)在內(nèi)，是來自國外的粉末冶金用量（發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口或部分組裝零件進(jìn)口），這部分進(jìn)口替代需求構(gòu)成了未來粉末冶金零部件需求增長(zhǎng)的一部分。我們保守估計(jì)，未來車用粉末冶金國產(chǎn)化的替代率占據(jù)目前單車用量的6%-7%。在自蔓延燃燒合成（SHS）中，電場(chǎng)具有較大ji活效應(yīng)和作用，特別是場(chǎng)ji活效應(yīng)可以使以前不能合成的材料也能成功合成，擴(kuò)大了成分范圍，并能控制相的成分，不過得到的是多孔材料，還需要進(jìn)一步加工提高致密度。

粉末冶金的應(yīng)用領(lǐng)域

?粉末冶金技術(shù)工藝過程

粉末冶金技術(shù)工藝過程

一、粉料制備與壓制成型

常用機(jī)械粉碎、霧化、物理化學(xué)法制取粉末。制取的粉末經(jīng)過篩分與混合，混料均勻并加入適當(dāng)?shù)脑鏊軇?，再進(jìn)行壓制成型，粉粒間的原子通過固相擴(kuò)散和機(jī)械咬合作用，使制件結(jié)合為具有一定強(qiáng)度的整體。壓力越大則制件密度越大，強(qiáng)度相應(yīng)增加。等離子體加工技術(shù)已得到較多的應(yīng)用，例如等離子體CVD、低溫等離子體PBD以及等離子體和離子束刻蝕等。有時(shí)為減小壓力和增加制件密度，也可采用熱等靜壓成型的方法。

二、燒結(jié)

將壓制成型的制件放置在采用還原性氣氛的閉式爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度約為基體金屬熔點(diǎn)的2/3～3/4倍。由于高溫下不同種類原子的擴(kuò)散，粉末表面氧化物的被還原以及變形粉末的再結(jié)晶，使粉末顆粒相互結(jié)合，提高了粉末冶金制品的強(qiáng)度，并獲得與一般合金相似的組織。從粉末粒度來看，要求各種粒度的粉末，粗粉末粒度有500~1000微米超細(xì)粉末粒度小于0。經(jīng)燒結(jié)后的制件中，仍然存在一些微小的孔隙，屬于多孔性材料。

三、后處理

一般情況下，燒結(jié)好的制件能夠達(dá)到所需性能，可直接使用。但有時(shí)還需進(jìn)行必要的后處理。如精壓處理，可提高制件的密度和尺寸形狀精度；對(duì)于單元系和多元系的固相燒結(jié)，燒結(jié)溫度比所用的金屬及合金的熔點(diǎn)低。對(duì)鐵基粉末冶金制件進(jìn)行淬火、表面淬火等處理可改善其機(jī)械性能；為達(dá)到潤(rùn)滑或耐蝕目的而進(jìn)行浸油或浸漬其它液態(tài)潤(rùn)滑劑；將低熔點(diǎn)金屬滲入制件孔隙中去的熔滲處理，可提高制件的強(qiáng)度、硬度、可塑性或沖擊韌性等。