粉末冶金材料(粉末冶金原理是什么)
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2023-11-24
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1. 粉末冶金材料,粉末冶金原理是什么?
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。现今粉末冶金产品以铁基、铜基为主。原材料最常见的金属粉末是铁和钢,锡,镍,铜,铝和钛,以及耐火材料,如钨、钼和钽。
粉末冶金过程主要包括:1)生产粉末:通过固态还原,化学,雾化和电解等方式来制造粉末;2)压制成型:粉末在一定压力下,在磨具中压制成所需的形状;3)烧结:在保护气氛的烧结炉中进行,粉末颗粒通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等系列物理化学过程,行程具有一定孔隙度的冶金产品;4)后处理:烧结好的制件,通过打磨、抛光、挤压、淬火等方式进行后处理加工,得到成品。
早在古代工匠学会融化和铸铁之前,粉末冶金就已经开始使用。
公元前3000年,埃及人利用PM(粉末冶金)技术制造了铁制工具,古代印加人用贵重金属粉末制造珠宝和工艺品。
20世纪早期,电灯泡钨丝的开发,被誉为现代粉末冶金技术发展的标志。随后许多难熔金属材料如钨、钽、铌等都可通过粉末冶金工艺方法制备。
1923年粉末冶金硬质合金的诞生更被誉为机械加工业的一次革命;20世纪30年代,通过粉末冶金工艺成功制得铜基多孔含油轴承,继而发展到铁基机械零件,并且迅速在汽车、纺织、办公设备等现代制造领域广泛应用。
20世纪中叶以后,粉末冶金技术与化工、材料、机械等学科互相渗透,更高性能的新材料、新工艺发展进一步促进粉末冶金发展,20世纪80年代金属注射成型(MIM)技术开始应用。
2000年粉末冶金飞速发展,粉末冶金技术广泛应用到汽车、航空航天、军工、节能环保等领域。
2010年金属添加剂(MAM)技术开始应用。
金属注射成型(Metal injection Molding,简称MIM)是与3D打印并称的粉末冶金制品制作最具有潜力的新兴方向之一。MIM是结合了PM与塑料注射成型两大技术优点的先进成形技术,突破了金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制,同时利用塑料注射成型技术能大批量、高效率地生产具有高复杂度、高精度、高强度、外观精美、微小型规格的精密结构零部件。
2. 什么成型技术的材料是粉末类的?
粉末冶金是一种常见的成型技术,它使用粉末材料作为原料。在粉末冶金过程中,粉末材料被压制成所需形状的零件,然后通过烧结或热处理来固化。粉末冶金可以用于制造各种金属和非金属零件,如汽车零件、工具、航空航天部件等。常见的粉末材料包括金属粉末(如铁、铝、铜等)、陶瓷粉末(如氧化铝、碳化硅等)和塑料粉末(如聚乙烯、聚丙烯等)。粉末冶金具有高精度、高效率和可实现复杂形状的优点,因此被广泛应用于制造行业。
3. 粉末冶金包括哪些金属材料?
粉末冶金电磁材料。包括电工材料和磁性材料。电工材料中,用作电能头材料的有金、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;用作电刷的有金属-石墨粉末冶金材料;用作电热合金和热电偶的有钼、钽、钨等粉末冶金材料
4. 45号钢粉末冶金影响强度吗?
看情况,粉末冶金为疏松空隙结构,相对而言强度不如铸铁,密度值低。
若采用粉末注射成型工艺,则强度上相差无几。
这个涉及到粉末冶金的专业领域,因为粉末冶金齿轮的密度、孔隙、材质,热处理方式直接影响到硬度和强度的高低。密度高硬度就高,孔隙小密度也高,材质好,合金元素高硬度高。热处理方式一般有渗碳淬火、碳氮共渗、高频淬火、低频淬火、油淬等,稳定合格的淬火工艺使热处理硬度保持稳定。
一般粉末冶金产品的热处理硬度控制:
普通雾化粉(包括碳钢和铜碳合金钢),密度6.9以上,淬火硬度可以控制到HRC30左右。
一般预合金粉(AB粉),密度6.95以上,淬火硬度可以控制到HRC35左右。
高预合金粉(AE粉),密度6.95以上,淬火硬度可以控制到HRC40左右。
以上材料粉末冶金制品的密度和材质稳定,热处理硬度到达相应要求,那么 他们的抗拉强度和抗压强度都会达到一个很好的峰值。
5. 粉末冶金钻头的优缺点?
优点
1、可以加工特殊材料。材料粉末冶金的方法可以制造难熔的金属以及化合物、假合金,多孔材料。
2、节约金属,降低成本。因为粉末冶金可以压制成最终尺寸的压坯,不需要再使用机械加工。用这种方法生产金属的损耗只有1—5%,而一般的加工则会耗损金属80%。
3、制取高纯度材料。粉末冶金工艺在材料生产过程中不熔化材料,也就不会混入其他物质带来的杂质,而烧结又是在真空和还原气氛中进行的,不怕氧化也不会有任何污染材料。因此制品纯度相对较高。
4、材料分配正确性。粉末冶金法可以保证材料成分在配比时的正确性和均匀性。
5、大批量生产降低成本。粉末冶金适合对统一形状数量众多的产品进行生产,例如齿轮等费用较高的产品,它可以极大降低生产成本。
缺点
1、粉末冶金产品强度、韧性差。由于粉末压制而成的压坯,其内部的孔隙不能完全消除,因此,粉末冶金的制品在强度和韧性上与相应成分的铸件、锻件相比要差。
2、粉末冶金不能制成大型产品。由于金属粉末的流动性比金属液要差,所以它的形状和大小会受到一定的限制,重量都不会超过10公斤。
3、压模成本较高。由于压模制造的成本过高,所以只适合使用在大批量的生产中。
6. 粉末冶金件怎么防锈?
SUS304材料的耐腐蚀能力本身应该不到200小时中性盐雾。SUS304的耐腐蚀机理是材料里面含有镍,镍在空气中能生成很薄的致密氧化膜保护层。由于粉末冶金产品的内部多孔特点,应该表现出来的耐腐蚀性能还要弱于普通的SUS304板材冲压件或者线材制品。
如果想要获得更好的耐腐蚀性能,需要进行表面处理。比如锌铝涂层可以达到中性盐雾1000小时,但前处理过程需要增加特殊工艺过程。
7. 铝铜粉末冶金原理?
粉末冶金烧结是利用放电等离子体进行烧结的。等离子体是物质在高温或特定激励下的一种物质状态,是除固态、液态和气态以外,物质的第四种状态。等离子体是电离气体,由大量正负带电粒子和中性粒子组成,并表现出集体行为的一种准中性气体。
烧结装置主要包括以下几个部分:轴向压力装置;水冷冲头电极;真空腔体;气氛控制系统(真空、氩气);直流脉冲及冷却水、位移测量、温度测量、和安全等控制单元。
它是一种利用通-断直流脉冲电流直接通电烧结的加压烧结法。通-断式直流脉冲电流的主要作用是产生放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场扩散作用。烧结过程中,电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体,使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面活化。是有效利用粉末内部的自身发热作用而进行烧结的。烧结过程可以看作是颗粒放电、导电加热和加压综合作用的结果。
等离子体是解离的高温导电气体,可提供反应活性高的状态。等离子体温度4000~10999℃,其气态分子和原子处在高度活化状态,而且等离子气体内离子化程度很高,这些性质使得等离子体成为一种非常重要的材料制备和加工技术。
等离子体加工技术已得到较多的应用,例如等离子体CVD、低温等离子体PBD以及等离子体和离子束刻蚀等。目前等离子体多用于氧化物涂层、等离子刻蚀方面,在制备高纯碳化物和氮化物粉体上也有一定应用。而等离子体的另一个很有潜力的应用领域是在陶瓷材料的烧结方面。
产成等离子体的方法包括加热、放电和光激励等。放电产生的等离子体包括直流放电、射频放电和微波放电等离子体。SPS利用的是直流放电等离子体。
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1. 粉末冶金材料,粉末冶金原理是什么?
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。现今粉末冶金产品以铁基、铜基为主。原材料最常见的金属粉末是铁和钢,锡,镍,铜,铝和钛,以及耐火材料,如钨、钼和钽。
粉末冶金过程主要包括:1)生产粉末:通过固态还原,化学,雾化和电解等方式来制造粉末;2)压制成型:粉末在一定压力下,在磨具中压制成所需的形状;3)烧结:在保护气氛的烧结炉中进行,粉末颗粒通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等系列物理化学过程,行程具有一定孔隙度的冶金产品;4)后处理:烧结好的制件,通过打磨、抛光、挤压、淬火等方式进行后处理加工,得到成品。
早在古代工匠学会融化和铸铁之前,粉末冶金就已经开始使用。
公元前3000年,埃及人利用PM(粉末冶金)技术制造了铁制工具,古代印加人用贵重金属粉末制造珠宝和工艺品。
20世纪早期,电灯泡钨丝的开发,被誉为现代粉末冶金技术发展的标志。随后许多难熔金属材料如钨、钽、铌等都可通过粉末冶金工艺方法制备。
1923年粉末冶金硬质合金的诞生更被誉为机械加工业的一次革命;20世纪30年代,通过粉末冶金工艺成功制得铜基多孔含油轴承,继而发展到铁基机械零件,并且迅速在汽车、纺织、办公设备等现代制造领域广泛应用。
20世纪中叶以后,粉末冶金技术与化工、材料、机械等学科互相渗透,更高性能的新材料、新工艺发展进一步促进粉末冶金发展,20世纪80年代金属注射成型(MIM)技术开始应用。
2000年粉末冶金飞速发展,粉末冶金技术广泛应用到汽车、航空航天、军工、节能环保等领域。
2010年金属添加剂(MAM)技术开始应用。
金属注射成型(Metal injection Molding,简称MIM)是与3D打印并称的粉末冶金制品制作最具有潜力的新兴方向之一。MIM是结合了PM与塑料注射成型两大技术优点的先进成形技术,突破了金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制,同时利用塑料注射成型技术能大批量、高效率地生产具有高复杂度、高精度、高强度、外观精美、微小型规格的精密结构零部件。
2. 什么成型技术的材料是粉末类的?
粉末冶金是一种常见的成型技术,它使用粉末材料作为原料。在粉末冶金过程中,粉末材料被压制成所需形状的零件,然后通过烧结或热处理来固化。粉末冶金可以用于制造各种金属和非金属零件,如汽车零件、工具、航空航天部件等。常见的粉末材料包括金属粉末(如铁、铝、铜等)、陶瓷粉末(如氧化铝、碳化硅等)和塑料粉末(如聚乙烯、聚丙烯等)。粉末冶金具有高精度、高效率和可实现复杂形状的优点,因此被广泛应用于制造行业。
3. 粉末冶金包括哪些金属材料?
粉末冶金电磁材料。包括电工材料和磁性材料。电工材料中,用作电能头材料的有金、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;用作电刷的有金属-石墨粉末冶金材料;用作电热合金和热电偶的有钼、钽、钨等粉末冶金材料
4. 45号钢粉末冶金影响强度吗?
看情况,粉末冶金为疏松空隙结构,相对而言强度不如铸铁,密度值低。
若采用粉末注射成型工艺,则强度上相差无几。
这个涉及到粉末冶金的专业领域,因为粉末冶金齿轮的密度、孔隙、材质,热处理方式直接影响到硬度和强度的高低。密度高硬度就高,孔隙小密度也高,材质好,合金元素高硬度高。热处理方式一般有渗碳淬火、碳氮共渗、高频淬火、低频淬火、油淬等,稳定合格的淬火工艺使热处理硬度保持稳定。
一般粉末冶金产品的热处理硬度控制:
普通雾化粉(包括碳钢和铜碳合金钢),密度6.9以上,淬火硬度可以控制到HRC30左右。
一般预合金粉(AB粉),密度6.95以上,淬火硬度可以控制到HRC35左右。
高预合金粉(AE粉),密度6.95以上,淬火硬度可以控制到HRC40左右。
以上材料粉末冶金制品的密度和材质稳定,热处理硬度到达相应要求,那么 他们的抗拉强度和抗压强度都会达到一个很好的峰值。
5. 粉末冶金钻头的优缺点?
优点
1、可以加工特殊材料。材料粉末冶金的方法可以制造难熔的金属以及化合物、假合金,多孔材料。
2、节约金属,降低成本。因为粉末冶金可以压制成最终尺寸的压坯,不需要再使用机械加工。用这种方法生产金属的损耗只有1—5%,而一般的加工则会耗损金属80%。
3、制取高纯度材料。粉末冶金工艺在材料生产过程中不熔化材料,也就不会混入其他物质带来的杂质,而烧结又是在真空和还原气氛中进行的,不怕氧化也不会有任何污染材料。因此制品纯度相对较高。
4、材料分配正确性。粉末冶金法可以保证材料成分在配比时的正确性和均匀性。
5、大批量生产降低成本。粉末冶金适合对统一形状数量众多的产品进行生产,例如齿轮等费用较高的产品,它可以极大降低生产成本。
缺点
1、粉末冶金产品强度、韧性差。由于粉末压制而成的压坯,其内部的孔隙不能完全消除,因此,粉末冶金的制品在强度和韧性上与相应成分的铸件、锻件相比要差。
2、粉末冶金不能制成大型产品。由于金属粉末的流动性比金属液要差,所以它的形状和大小会受到一定的限制,重量都不会超过10公斤。
3、压模成本较高。由于压模制造的成本过高,所以只适合使用在大批量的生产中。
6. 粉末冶金件怎么防锈?
SUS304材料的耐腐蚀能力本身应该不到200小时中性盐雾。SUS304的耐腐蚀机理是材料里面含有镍,镍在空气中能生成很薄的致密氧化膜保护层。由于粉末冶金产品的内部多孔特点,应该表现出来的耐腐蚀性能还要弱于普通的SUS304板材冲压件或者线材制品。
如果想要获得更好的耐腐蚀性能,需要进行表面处理。比如锌铝涂层可以达到中性盐雾1000小时,但前处理过程需要增加特殊工艺过程。
7. 铝铜粉末冶金原理?
粉末冶金烧结是利用放电等离子体进行烧结的。等离子体是物质在高温或特定激励下的一种物质状态,是除固态、液态和气态以外,物质的第四种状态。等离子体是电离气体,由大量正负带电粒子和中性粒子组成,并表现出集体行为的一种准中性气体。
烧结装置主要包括以下几个部分:轴向压力装置;水冷冲头电极;真空腔体;气氛控制系统(真空、氩气);直流脉冲及冷却水、位移测量、温度测量、和安全等控制单元。
它是一种利用通-断直流脉冲电流直接通电烧结的加压烧结法。通-断式直流脉冲电流的主要作用是产生放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场扩散作用。烧结过程中,电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体,使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面活化。是有效利用粉末内部的自身发热作用而进行烧结的。烧结过程可以看作是颗粒放电、导电加热和加压综合作用的结果。
等离子体是解离的高温导电气体,可提供反应活性高的状态。等离子体温度4000~10999℃,其气态分子和原子处在高度活化状态,而且等离子气体内离子化程度很高,这些性质使得等离子体成为一种非常重要的材料制备和加工技术。
等离子体加工技术已得到较多的应用,例如等离子体CVD、低温等离子体PBD以及等离子体和离子束刻蚀等。目前等离子体多用于氧化物涂层、等离子刻蚀方面,在制备高纯碳化物和氮化物粉体上也有一定应用。而等离子体的另一个很有潜力的应用领域是在陶瓷材料的烧结方面。
产成等离子体的方法包括加热、放电和光激励等。放电产生的等离子体包括直流放电、射频放电和微波放电等离子体。SPS利用的是直流放电等离子体。
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