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粉末冶金概论 粉末冶金的定义及历史背景 粉末冶金技术的工艺 粉末冶金技术的特点 粉末冶金技术的应用及前景 第一部分 粉末冶金的定义及历史背景 粉末冶金定义 制取金属及化合物粉末，采用成形和烧结工艺制成金属材料、复合材料、金属陶瓷材料（硬质合金）及其制品的工艺技术（或技术科学）。 多学科交叉的综合性技术，涉及到化工、冶金、材料制备、压力加工、热工、机械、自动控制等学科技术。 最大可制造：3吨的制件； 最小：零点零几克（～0.01克）； 制品最小厚度：可达15～20μm 粉末冶金发展简史 约3000年前，埃及人就制得海绵铁，并锻打成铁器； 3世纪，印度人用同样方法制得“德里柱”，重达6.5吨； 19世纪出现Pt粉的冷压、烧结、热锻工艺； 现代粉末冶金从1909年，W.D. Coolidge 的电灯钨丝问世开始。 现代粉末冶金发展的三个重要标志： 1909年制造电灯钨丝的技术成功（钨粉压制成形烧结旋锻一拉丝技术）；1923年硬质合金研制成功。 20世纪30年代，多孔含油轴承成功；相继发展铁基机械零件 向新材料、新工艺发展：20世纪40年代，金属陶瓷、弥散强化材料（如烧结铝）；60年代末～70年代初，粉末高速钢、粉末高温合金，粉末锻造技术已能生产高强度零件。 相关研究单位 国内系统的研究粉末冶金的高校较少。除了我们学校外，其他比较知名的有北科大粉末冶金研究所、北京有色金属研究总院、株洲硬质合金集团有限公司、四川自贡硬质合金有限公司、赣州章源钨业、宁波东睦、杭州粉末冶金研究所等单位。 如果扩大到粉末冶金研究方向，全国各大高校材料学院及研究院所都或多或少有涉及。 但是国内本身粉末冶金行业不强，数量多而规模不强，集中度不高，研发能力普遍低下、高精尖器件的制作原材料依然需要进口，行业内缺乏技术与国际接轨的大型企业。 第二部分 粉末冶金技术的工艺 粉末冶金工艺 粉末冶金生产工艺由四大步骤组成： （1）粉末生产 （2）成型前预处理 （3）粉末成型 （4）成形坯烧结 粉末冶金材料和零件主要制造流程如下图 粉末成型技术 1.等静压成型 2.粉末无压成型 3.粉末挤压成型 4.粉末热压成型 5.粉末注射成型 6.温压成型等 成型前粉末预处理 为了具有一定粒度又具有一定的物理化学性能，金属粉末冶金成型前要进行一些预处理。包括退火、筛分、制粒、加入润滑剂等。 1.退火的目的可使氧化物还原，降低碳和其他杂质的含量，提高粉末的纯度，同时还能消除粉末的加工硬化，稳定粉末的晶体结构等。 2.筛分的目的是使粉末中的组元均匀化。 3.制粒是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，常用来改善粉末的流动性。 4.粉末冶金零件的压制和脱模过程中，粉末和模具之间的摩擦力很大，必须在粉末中加入润滑剂 粉末生产的几种主流制备方法 （一）物理法（机械粉碎法） （二）化学法 1.气相沉积法 2.雾化法 3.电解法 4.氧化还原法 粉末冶金生产工艺 第三部分 粉末冶金技术的特点 （一）粉末冶金能生产普通冶炼方法无法生产的具有特殊性能的材料 ① 多孔材料（孔隙度可控）； ② 假合金（如Cu-W）； ③ 复合材料，如硬质合金和金属陶瓷、弥散强化材料、纤维强化材料； ④ 特种陶瓷（结构陶瓷、功能陶瓷）； 碳碳复合材料 特种陶瓷刀具 多孔含油轴承 铜钨合金 （二）某些P/M材料与熔铸材料相比，性能更优越 ① 避免成分偏析、晶粒细，组织均匀，性能大幅提高。如，粉末高速钢、 粉末高温合金。 ② 钨、钼、钽等难熔金属采用熔铸法晶粒粗大、纯度低，工业上一般采用 粉末冶金方法生产。 （三）比普通熔炼法更经济 ① 是一种少切削、无切削工艺（近净成型near net-shape）； ② 可大批量生产同一零件； ③ 形状很复杂零件（如齿轮、凸轮或多功能零件）的制造公差窄； ④ 不需或可简化机械的精加工作业； ⑤ 节能、省材； ⑥ 精度高，粗糙度低 径向可达到的ISO公差标准 级 加工工艺 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 精密锻造 * * * * 锻造（冲裁）