粉末冶金
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通常粉末冶金工藝設計哪些工藝步驟呢?

2021-07-20 15:54:33

粉末冶金是一個涵蓋由金屬粉末制造材料或部件的廣泛方法的術語。該工藝可以避免或大大減少使用金屬去除工藝的需要,從而大大減少制造中的產量損失,并且通常導致較低的成本。

粉末冶金是一種金屬成形工藝,其中壓實的金屬粉末被加熱到剛好低于它們的熔點。盡管這一工藝已有100多年的歷史,但在過去的四分之一世紀里,它被廣泛認為是制造各種重要應用的高質量零件的優越方法。

這一成功主要歸功于該工藝相對于鍛造和金屬鑄造等其他成形技術的優勢、材料使用的優勢、形狀的復雜性以及對網絡形狀附近形狀的控制。這些反過來有助于可持續性,并使粉末冶金成為公認的綠色技術。

一、粉末冶金工藝

這些生產技術通常涉及以下所有或大部分工藝步驟:金屬粉末的生產、混合和調和、粉末的壓實和成型、燒結壓塊以提高完整性和強度。有時,這一過程通過一些輔助操作來完成,如上漿、壓印、滲透、熱鍛等。

1.粉末生產

幾乎所有用于生產粉末冶金部件的鐵粉都是使用海綿鐵工藝或通過水霧化生產的。用于其他粉末冶金應用的有色金屬粉末可以通過多種工藝制造。

2.粉末混合

這通常包括以元素粉末的形式加入合金添加劑或加入壓制潤滑劑。

3.將混合粉末形成壓塊

主要的固結過程包括剛性成套工具的壓裝,該成套工具包括模具、沖頭以及可能的心軸或芯棒。然而,在利基應用程序中還使用了其他幾種整合過程。

粉末冶金

4.燒結壓塊以提高完整性和強度

該工藝步驟包括通常在保護性氣氛中將材料加熱到低于主要成分熔點的溫度。

在某些情況下,少量組分可以在燒結溫度下形成液相;這種情況被描述為液相燒結。固相和液相燒結所涉及的機理將在后面的章節中簡要討論。

5.輔助操作

精整工藝在燒結件上的應用。在粉末冶金中,這種過程通常被稱為“二次操作”。

二、粉末冶金工藝的優點

通過以尺寸或接近尺寸生產零件,較大限度地減少加工

通過在成品零件中使用超過97%的原材料,較大限度地減少廢料損失

允許多種合金系統

產生良好的表面質量

提供可以熱處理以增加強度或耐磨性的材料

為自潤滑或過濾提供受控的孔隙率

有助于創建復雜或特別的形狀,這在其他金屬加工工藝中是不切實際或不可能的

適用于生產中高容量的組件

在關鍵應用中提供長期的性能可靠性


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