行業介紹:
粉末冶金是製取金屬粉末,採用成型和燒結工藝,將金屬粉末(或金屬粉末和非金屬粉末)製成材料和製品的工藝技術,粉末冶金法和陶瓷生產類似,它是冶金和材料科學的分支學科。
粉末冶金製品的應用非常廣泛,從普通機械製造到精密機械;從五金工具到大型機械;從電子工業到電機製造;從民用工業到軍事工業;從一般技術到高階技術,均能見到粉末冶金工藝的應用。
粉末冶金發展歷史
粉末冶金方法起源於西元前三千多年。製造鐵的第乙個方法實質上採用的就是粉末冶金方法。而現代粉末冶金技術的發展中共有三個重要標誌:
1、克服了難熔金屬熔鑄過程中產生的困難。2023年製造電燈鎢絲,推動了粉末冶金的發展;2023年粉末冶金硬質合金的出現被譽為機械加工中的革命。
2、三十年代成功製取多孔含油軸承;繼而粉末冶金鐵基機械零件的發展,充分發揮了粉末冶金少切削甚至無切削的優點。
3、向更高階的新材料、新工藝發展。四十年代,出現金屬陶瓷、瀰散強化等材料,六十年代末至七十年代初,粉末高速鋼、粉末高溫合金相繼出現;利用粉末冶金鍛造及熱等靜壓已能製造高強度的零件。
粉末冶金工藝的優點
1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來製造。
2、由於粉末冶金方法能壓制成最終尺寸的壓坯,而不需要或很少需要隨後的機械加工,故能大大節約金屬,降低產品成本。用粉末冶金方法製造產品時,金屬的損耗只有1-5%,而用一般熔鑄方法生產時,金屬的損耗可能會達到80%。
3、由於粉末冶金工藝在材料生產過程中並不熔化材料,也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質,而燒結一般在真空和還原氣氛中進行,不怕氧化,也不會給材料任何汙染,故有可能製取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金適宜於生產同一形狀而數量多的產品,特別是齒輪等加工費用高的產品,用粉末冶金法製造能大大降低生產成本。
粉末冶金工藝的基本工序
1、原料粉末的製備。現有的製粉方法大體可分為兩類:機械法和物理化學法。而機械法可分為:機械粉碎及霧化法;物理化學法又分為:電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。
2、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,並使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用最多的是模壓成型。
3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型後的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械效能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。對於單元系和多元系的固相燒結,燒結溫度比所用的金屬及合金的熔點低;對於多元系的液相燒結,燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低,而高於易熔成分的熔點。除普通燒結外,還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。
4、產品的後序處理。燒結後的處理,可以根據產品要求的不同,採取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用於粉末冶金材料燒結後的加工,取得較理想的效果。
我國粉末冶金工業發展現狀
近年來,我國的粉末冶金製品行業發展較快,東部和沿海地區的增長幅度均在10%以上,鋼鐵粉末的產量也在逐年遞增,2023年全國產量為13萬噸,2023年計畫產量15萬噸,較上年增長15%,粉末冶金製品的最大使用者是汽車製造業,上世紀90年代我國平均每輛卡車粉末冶金製品用量只有2千克至3千克,產品品種也以套筒類含油軸承件為主;目前每量車的用量已經達到5千克左右,產品品種也轉向以結構件為主。動力轉向機閥套、機油幫浦轉子等一批代表性結構件的開發成功,標誌著我國粉末冶金工業上了乙個新台階。
雖然我國粉末冶金工業獲得了長足發展,但與發達國家相比仍有不小的差距。資料顯示,北美市場2023年金屬粉末產量達到了51.7萬噸,2023年將達到65.7萬噸。發達國家汽車製造業粉末冶金製品用量佔其粉末冶金製品產量的大多數,如美國佔70%,歐洲為80%,而我國目前尚不足40%。歐洲平均每量汽車粉末冶金製品使用量為14千克,日本為16千克,美國已達到18千克以上,預計未來幾年可以達到22千克,而我國目前每輛汽車粉末冶金製品使用量不到5千克。如果按年產500萬輛汽車計算,我國全年汽車使用粉末冶金製品量為5.5萬噸,如果達到歐洲水平,加上保有量汽車粉末冶金製品零件的更換,那麼僅此一項的鋼鐵粉末就需要10萬噸/年。
我國粉末冶金技術是在上世紀七八十年代發展起來的,起步並不算晚,但發展的不夠快,不僅在數量上有待提高,在品種和產品質量上也需改進,如粉末效能有待提高,壓縮性、化學成分需要改進,品種規格和牌號需要進一步豐富,品質一致性較差的問題需要盡快解決,特別是要在提高生產效率、降低 製造成本上下功夫,以適應日趨激烈的國際、國內兩個市場的競爭。
粉末冶金材料和製品的今後發展方向
1、具有代表性的鐵基合金,將向大體積的精密製品,高質量的結構零部件發展。
2、製造具有均勻顯微組織結構的、加工困難而完全緻密的高效能合金。
3、用增強緻密化過程來製造一般含有混合相組成的特殊合金。
4、製造非均勻材料、非晶態、微晶或者亞穩合金。
5、加工獨特的和非一般形態或成分的復合零部件。
粉末冶金VS冶金
什麼是粉末冶金?以及與冶金的區別?點選即可跳轉詳情頁 主要區別點 產品成分 結構不同 產品效能不同 冶金 最終產品結構發生變化 開始是兩種或更多種金屬,最後是合金 只能生產普通產品 粉末冶金 最終產品成分未變,只是粉末固結在一起 特殊效能產品 例如高熔點金屬 多孔材料 摩擦材料 磁性或電性材料 粉末...
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