《金属材料与热处理》单元8 粉末冶金 教学课件.pptVIP

**单元八粉末冶金粉末冶金概述01硬质合金02其他常用粉末冶金材料03本章内容工业中采用熔炼法生产钢、铸铁和大多数有色金属。但是在熔炼过程中可能会出现需要的合金各组元之间互不溶解，或比重相差悬殊而不能均匀分散等问题，这时熔炼凝固的方法就无能为力了。为了解决这一难题，在二十世纪（1909年）初，研发出了一种新的冶金工艺——粉末冶金法。下面就粉末冶金的基本知识和机械加工中常用的冶金材料—硬质合金做一介绍。项目概述项目目标了解硬质合金的分类以及常见合金牌号的含义；03了解粉末冶金的基本原理及过程；01了解粉末冶金技术的应用与发展方向；02了解常用硬质合金的性能及应用范围；04一、粉末冶金的基本原理和过程粉末金属是将金属粉末（或掺入部分非金属粉末）经过成形和烧结，制成金属材料或机械零件的一种加工工艺方法。这种方法与陶瓷的生产方法相似，有时也叫金属陶瓷法。粉末冶金法生产流程是：制取粉末→成形→烧结→烧结后处理→成品。制粉是将原材料制成粉末的过程。制粉的方法很多，主要分为机械法和物理化学法两大类。机械法包括固体粉碎和液体粉碎。例如脆性金属可以用固体粉碎法，在球磨机中磨成粉末；熔点的金属可用液体粉碎法，用高压气体、液体或高速旋转的叶片将熔融金属雾化，冷却后即为粉末。物理化学法主要是通过物理或化学的作用，改变原料的凝聚状态或化学成分，获得金属粉末的方法。比如用还原剂还原金属氧化物或盐类，成为金属粉末，即还原法，该法适用于金属氧化物或卤族化合物。对金属盐类可用电解法，即在熔盐中，通直流电，电解析出的金属离子称为金属粉末。此外还有热离解法和化学置换法。物料的混合物料的混合是将各种所需的粉末按一定的比例混合，并使其均匀化制成粉坯的过程。混合的方法有干式、湿式和半干式三种混合方法。（1）干式法：适用于组元密度接近和粉末均匀性要求不高的混合。（2）湿式法：粉料在混合时加入大量的汽油、酒精等挥发性液体，同时进行球磨，这样可以增加混合的均匀性，并可增加组元间的接触面，改善烧结性能。此外，为改善粉末的成形性和可塑性，可在粉末中加入汽油橡胶液或石蜡等增塑剂。（3）半干式法：适用于各组元密度相差较大和均匀程度较高的情况。在粉料中加入约0.1%的润滑油，以减轻粉料的密度偏析。在此过程中，湿粉需要烘干，混合粉在成形前要过筛。一、粉末冶金的基本原理和过程3.成形成形的方法也有很多，使用最广泛的是模压成形，把混合均匀的粉末装在钢制压模172内，通过冲模对粉末加压，使粉末压实成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度的坯件。根据成形温度的不同，通常分为常温加压成形和加热加压成形。此外，还可以通过粉浆浇注、冷冻浇注和无压浸渍等无压成形方法成形。烧结烧结是粉末冶金中最关键的工序。烧结是指将成形后的压坯放入烧结炉中进行熔烧，使颗粒间发生扩散、熔焊、再结晶等过程，使粉末颗粒牢固地焊接在一起，使空隙减小、密度增大。最终得到“晶体结合体”，获得要求的物理性能和化学性能。烧结后处理当制品的性能要求较高时，常常需要进行后处理。常用的后处理方法有：整形、浸油、蒸汽处理、硫化处理。另外，粉末冶金制品还可以进行压力加工、焊接、热处理、表面处理以及机械加工等。一、粉末冶金的基本原理和过程二、粉末合金方法的应用与发展粉末冶金在节能、省材、环保、经济、高效等诸多方面具有优势，逐渐被各行各业所认知并得到广泛应用。特别是汽车粉末冶金制品的应用与快速发展，推动了粉末冶金行业步入发展的快车道。而且，粉末冶金技术的本质优势就是“绿色技术”和“可持续制造”，和其他制造工艺相比较，粉末冶金零件产业对环境几乎没有危害。这不仅体现了低碳经济的内涵，减排政策和发展高科技政策。近年来，随着我国汽车工业的飞速增长，粉末冶金零件的应用也逐渐扩大，需求量也日益增大，对粉末冶金零件的性能要求也越来越高。但是，由于我国粉末冶金技术的发展起步较晚，技术水平相较于国外发达国家还相对较弱，一些要求较高的高精尖粉末冶金的制品还不能够成批量生产。能够大批量的开发生产高性能、高品质的铁基粉末冶金零件是粉末冶金行业的一个重要的研究方向。我国正在紧紧抓住汽车行业快速发展的良好机遇，大力地发展粉末冶金行业，加强粉末冶金技术的研发，积极制造高端车用粉末冶金零部件，由此看来，中国粉末冶金行业的发展前景将十分广阔。硬质合金属于粉末冶金材料，是由难熔金属硬质化合物（硬质相）和金属黏结剂（黏结相）经粉末冶金方法制成的。通常使用的硬质合金主要以碳化物作为硬质相（重量占30%～97%），以钴、镍等作为黏结相，通过高温烧结而成。用来制造刃具、刀具等工具。此外，硬质