粉末冶金材料概述课件
39页1、,粉末冶金技术的特点 粉末冶金技术发展史 现代粉末冶金技术的特征与发展趋势 粉末冶金技术的主要应用 课程体系 练习,粉末冶金技术与材料概述,基本特点:原料、无熔化、材料生产过程 采用PM技术制备材料/产品的优点: 制品的致密度可控,如多孔材料、高密度材料等; 晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析; 近型成形,原材料利用率高95%; 少无切削,切削加工仅4050%; 材料组元可控,利于制备复合材料; 制备难熔金属、陶瓷材料与核材料。,粉末冶金技术的特点,原料粉末,成形,烧结,金属材料、复合材料、各种类型制品,PM Production of notch segment for truck transmission,采用PM技术制备材料/产品的缺点: 原料粉末价格较贵; 模具成本高,靠产量规模降低费用; 烧结制品残余孔隙影响性能; 氧和杂质含量较高; 制备高纯活性金属困难;,Return,公元前3000年以前,古埃及人制造铁器;公元前2300年左右出现块炼铁技术:固相碳还原铁矿石(8001000C)。通过高温锻焊成各种器件。如公元300年左右印度的Dehli Piller, 重6吨;我国西汉
2、(公元前113年)的刘胜墓出土的错金书刀等。1930年Hoganas公司开始用固相还原法生产海绵铁。,粉末冶金技术与材料发展,随后出现Au(300年)、Ag、Cu、Sn (1000年)、Pt粉及Pt块(1800年); 1910年Coolidge发明电灯W丝,奠定了近代粉末冶金的基础; 1914年WC、MoC粉末出现(德国); 1923年德国Krupp公司生产硬质合金,导致了金属切削技术的革命; 1956年后大量铁基、铝基零件上市; 1969年机械合金化技术出现; 20世纪80年代后,PM制品,如蜗轮引擎零件广泛应用于航空。,三个重要标志,克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难; 如:1909年钨丝、1923年硬质合金 粉末冶金方法生产多孔材料的成功; 如:1930年含油轴承、轴瓦 粉末冶金新工艺、新材料的发展; 如:粉末注射成形、金属陶瓷,Return,技术特征: 技术多样性; 粉末制备、成形、烧结技术多选择 工艺复杂性; 手段先进性; 压机、烧结炉等设备与最新科技结合 性能优异性; 零件复杂性; 规模扩大性; 成本低廉性。,现代粉末冶金技术与发展,压机:普遍采用模架系列压机和多功能压机,
3、可一次成形形状十分复杂的粉末冶金零件; 烧结方面:网带炉、步进梁炉和推杆式炉,都配有空分氮+分解氨+丁烷裂化保护气装置,炉内进行碳势控制,露点控制由微机统一管理,基本实现全自动控制; 精整工艺:自动送料+定位装置,Goto,粉末制备:雾化制粉、还原法、机械合金化、 气相沉积、溶胶凝胶、自蔓燃反应合成、电解 成形:喷射沉积、注射成形、挤压成形、粉末锻造、粉末轧制、温压成形、冷热等静压及特种固结技术、爆炸成形 烧结技术:微波烧结、反应烧结、液相烧结、超固相线液相烧结、电火花烧结、原位成形,技术多样性,Return,工艺复杂性,原料:元素粉末、合金粉末,成形:热压( 热等静压、挤压.) 冷压(模压、冷等静压.),烧结:真空、气氛、外场,其它制备技术:复压、精整、熔浸.,其它后续处理技术:热处理、机加工.,Return,发展趋势 辐射领域越来越广 材料、应用 工艺过程的变异 粉末直接成形 多学科交叉点 技术手段、应用领域 特异性能、规模化、低成本,1)铁基结构合金的高精度高质量大数量产品。 2)致密高性能材料,主要是理想的密度和牢固性。 3)难加工材料的制造,全密度具有统一微观结构的高性能合金
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