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收藏词条   编辑词条 粉末冶金材料

创建时间:2008-08-02


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fenmo yejin cailiao
粉末冶金材料(卷名:机械工程)
powder metallurgy material

  采用金属粉末或颗粒作原料,通过成形、烧结或热成形等工艺所制得的多孔、半致密或全致密材料(包括制品)。
  特点  粉末冶金具有独特的化学组成和物理、机械性能,而这些性能是用传统的熔铸方法所无法取得的。例如能控制材料的孔隙度,以生产各种多孔过滤材料、多孔含油轴承;能利用密度、熔点相差悬殊、互不溶解的金属与金属或金属与非金属的组合,制成多种特殊性能的材料;还可用热成形工艺生产组织均匀、无宏观偏析、细晶粒或微晶的全致密合金材料,如高速钢(见粉末冶金高速钢)、不锈钢和高温合金等。用粉末冶金材料还能直接制出成品零件如齿轮、凸轮、涡轮盘、导杆等,是一种少无切削加工工艺。利用粉末冶金材料可节省能源,提高材料利用率和劳动生产率,并降低制造成本。
  应用和分类  自20世纪初利用粉末冶金技术制造电灯钨丝后,人们发现粉末冶金在技术和经济上有许多重要的优点,于是出现了各种粉末冶金材料,并在各工业部门得到了广泛地应用。根据粉末冶金制品和应用场合的不同,粉末冶金材料有:

①粉末冶金减摩材料,用于制造各种轴承、滑道等。

②粉末冶金多孔材料,用于制造各类过滤器、发汗材料等。

③粉末冶金结构零件材料(见粉末冶金结构零件),用于制造齿轮、凸轮、棘轮、支架、连杆等。

④粉末冶金摩擦材料,用于制造摩擦片。

⑤粉末冶金工模具材料,包括硬质合金、粉末冶金高速钢等,用于制造车刀、钻头、铣刀、镗刀、锯片、钻探工具以及各种模具和轧辊等。

⑥粉末冶金电磁材料,在仪器仪表、电子器械、印刷机械、轻工机械等方面用于制造磁轭、 铁心、极靴、电触头、 电热元件和电极等。

⑦粉末冶金高温材料,包括高温合金(见粉末冶金高温合金)、难熔金属和合金、金属陶瓷、弥散强化和纤维强化材料等。在飞机、宇航、火箭、高温炉等方面用于制造涡轮盘、喷嘴、叶片以及其他耐高温的结构零件。
  生产工艺  主要包括制粉、 成形、 烧结或热成形。图1为粉末冶金的工艺流程。
  制粉  分为机械法和物理、化学法。机械法是将金属或合金机械地粉碎,其化学成分基本不变,如雾化法(图2a)。物理、化学法是借助物理或化学的作用,改变原料的化学成分或聚集状态而制成粉末,如电解法、还原法等。
  成形  将金属粉末密实成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度的坯块的工序。常见的有模压成形(图2b)、挤压成形、轧制成形等。
  烧结  将粉末或坯块在炉子内加热到低于主要成分熔点的某一适当温度,使粉体粘结成具有所要求的强度和特性的材料或制品。常见的烧结炉有保护气氛烧结炉和真空烧结炉。
  热成形  一种加热成形的方法。它是将成形和烧结两个工序合成一次完成。主要有热压、热挤压、热等静压(图2c)、热锻、热轧等方法。通过热成形可使粉体制品接近理论密度(全密度)。
  发展  60年代以来,随着粉末锻造、热挤压、热等静压技术的发展,粉末冶金材料的组织和机械性已能达到甚至超过铸锻材料。粉末的直接利用已获得成功并得到发展,如喷涂、喷焊用的自熔合金粉,已在修补或提高机械零部件表面的耐磨、耐腐蚀性能上取得很好的效果。磁性粉末流体用于密封、磁-电和磁-力的传递;磁记录用的超细磁粉、消气剂、催化剂等,在电子工业方面得到广泛的应用。

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