收藏本站站内搜索

中国材料显微镜网

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

中国材料显微镜网:粉末冶金

2011-10-10 15:11| 发布者: fansiyuan| 查看: 19101| 评论: 0

摘要: 粉末冶金粉末冶金(Powder metallurgy)是利用金属的粉末,在压力下制造制品或机件的一种制造技术。 其制造程序概略如下:
金相显微镜
     粉末冶金粉末冶金(Powder metallurgy)是利用金属的粉末,在压力下制造制品或机件的一种制造技术。 其制造程序概略如下:

一、金属粉末的重要性质

  • 颗粒形狀:粉末颗粒的形狀与粉末的制造方法有关,越不规则的粉末在压实时,压胚的强度越 大。
  • 细度:指粉末颗粒的尺寸大小,系利用筛子检查其尺寸,并以分级方法,决定颗粒尺寸的分布,越细的粉末,烧结性越好。
  • 粉末颗粒尺寸分布(Particle Size Distribution):指每一级标准的颗粒數量。
  • 可流动性(Flowability):指粉末可经流动而充满模穴的情形,系以流经一固定小孔的流率來订 定之,可利用添加硬脂盐酸于粉末中來增加流动性。
  • 可压缩性(Compressibility):指压缩前粉末的容积,与压缩后所得物件的体积比。
  • 视密度(Apparent Density):指每单位体积的重量。
  • 烧结性(Sintering):指利用温度使各金属颗粒互相结合的操作,烧结性越好者,表示其可使 用的温度范围越大,越易于烧结。
  • 多孔性(Porosity):指空隙体积与全部体积的比,可由颗粒大小与分布情形调整之。

二、金属粉末的制造
     虽然所有的金属都可以制成粉末,但在实用性与经济性考量下,常用作此项用途者有铁与铜。其 中,黄铜(铜与锌合金)与铁多用于各种机件的制造,青铜则常用于多孔性轴承的制造。
     由于金属的物理与化学性质不同,制造粉末的方法也不同,所得的颗粒大小、形狀也不相同,常
見的制造方法有:

  • 切削法(Machining):用于镁及其合金,所得的颗粒大。
  • 滚磨法(Milling):包括使用轧碎机、旋转滚磨机及捣碎机等,可用于脆性材料(以压轧或撞 击方式),作成不规则颗粒;亦可用于延性材料,以制造油漆颜料的片狀颗粒。
  • 雾化法(Atomization):用于低熔点的金属,如铅、锡、锌等,将之加热到熔融狀态,再以喷 漆原理在气流中喷射成极细的微粒。
  • 成粒法(Granulation):将金属加热到熔融狀态,并于凝固成固体时,加以搅拌,成为小颗粒 狀。
  • 电解堆积法(Electrolytic  Deposition):用于铁、银、钽及若干金属粉末;系以钢板置于电解 液中,作为阳极,不锈钢作为阴极,通电后铁粉沉积在阴极上,经剥下电积铁粉,再予以冲洗、过筛、分成各种粗细,而后再予以退火软化。
  • 还原法(Reduction  Method):使用粉狀的金属氧化物,在熔点下与还原性的气体接触,直接 得到金属粉末,例如铁粉的制造:

  • 预制合金粉末(Prealloyed  Powders):所谓「预制合金粉末」系指合金粉末是用完全熔化的 合金來制成,以不锈钢或各种高等合金为例,若以纯金属粉末來混合,将无法达到预期的效果(因纯金属混合时,烧结温度系在熔点以下,无法使纯金属变成合金),故先制成合金后,再 制成粉末。
  • 预敷粉末(Precoated Powders):将金属粉末通过敷层金属的蒸汽,使表面凝聚一层敷层金属,这种金属粉末即称之为「预敷粉末」,此粉末在烧结后,可使制品具有此一敷层金属的特性。

三、成形 Forming to Shape
     将粉末送入模中加压成形前,必须慎选粉末,以使制品达成经济性要求,并且在压实后,可以得 到所要的性质。
     当仅使用一种粉末时,只要颗粒大小及分布适当,即可送入模中加压成形。
     当为增加粉末流动性或密度,必须掺入不同尺寸的粉末颗粒时,混合粉末常加入润滑剂(如硬脂 酸、硬脂酸锂或粉末石墨),以减少粉末间的相互粘着,并降低压制时模壁的磨擦阻力,使成品易于 脱模;可是,润滑剂的加入,却会使产品在烧结后,容易出现孔眼。
常見的成形法有:

  • 压制法(Pressing)
  • 離心压制法(Centrifugal Compacting)
  • 粘铸法(Slip Casting)
  • 挤制法(Extruding)
  • 重力烧结法(Gravity Sintering)
  • 滚轧法(Rolling)
  • 等压模造形法(Isostatic Molding)
  • 爆炸力压制法(Explosive Compacting)
  • 金属纤维法(Fiber Metal Process)

(一)压制法 Pressing
     压制是将混合妥当的定量粉末置于钢模内,用每平方吋數千磅到二十万磅的压力,在模中压制成 形的方法。其中,压力的大小则依粉末的性质而異,对于软质(可塑性高)的粉末而言,不需要太高 的压力,则可使其互锁而得到颇为密实,且具有适当强度的压制件;对于脆性、高硬度的粉末而言, 则需要较高的压力。

  • 压制法所使用的压力机,可分成:
  • 机械式:动作快,操作简易。
  • 液压式:适用于大件或需要大压力者。 模子与冲头间的配置方式,则可分为:
  • 单动作模:仅有一个冲模。
  • 双动作模:具有上下兩个冲头(下图所示),其中,下冲头除了具有加压的作用外,亦具有在 压制完成后,将压制件自模中挺射出模的任务;而模子的设计,必须具有适当的拔模角,以利 脱模。
至于冲头的行程,全视粉末的压缩比而定。

(二)離心压制法 Centrifugal Compacting
     離心压制法在操作上,系将金属粉末置于模内,在高速旋转下,产生離心力,并作用在每一个金属颗粒上,以压制重金属粉末(如碳化钨等工具材料)。此法仅适用于形狀简单,断面均匀的小制品。

(三)粘铸法 Slip Casting
     将金属粉末与一种浆质材料混合后,注入石膏模中,利用石膏的多孔性,吸收多余的液体,使浆 中的粘性物质及金属粉末留在石膏模内,成为類似普通铸造法的铸件。此法類似陶瓷的造形法,当用 于中空件时,可在混合浆质于靠近石膏模面粘结到适当厚度时,将多余的浆液倾出,留下一层壳式的 粘结件。

(四)挤制法 Extruding
      用于以金属粉末制造长条形的制品或型材时,如核能固体燃料棒及其它高温金属。可依材料性质分成:

  • 冷挤法
  • 热挤法(先加热至适当温度)

     在热挤法中,通常先将粉末压制成块,然后加热或烧结于非氧化气体中,或置于密封金属容器中,以防止氧化。

(五)重力烧结法 Gravity Sintering
     用于化学工业中的过濾用多孔性金属板的制造,其方法为:将金属粉末均匀分布在陶瓷盘上(厚 度依需要而定),然后在分解的阿姆尼亚气体中,以高温烧结之;其过程中未加上其它压力,仅是靠 高温可塑狀态下的重力结合之。烧结后的金属板,可再施行滚轧,以控制厚度,并增加表面光平度。

(六)等压模造形法 Isostatic Molding
     将金属粉末置于模中,以液压或气体直接加压在金属 粉粒上;由于各处所受的压力均相同,因此,制品的密度 甚为均匀,且各方强度均一。下图所示为一中空筒形压制 胚等压模造形装置的切面图。



12下一页
1

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

刚表态过的朋友 (1 人)

金相显微镜应用

QQ|手机版|Archiver|关于我们|联系我们|金相分析|失效分析|金属热处理|电镜应用分析专区|图像专区|扫描电镜|煤岩分析|显微镜论坛 ( 沪ICP备14039433号  

GMT+8, 2018-1-17 03:03 , Processed in 0.081616 second(s), 20 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X2.5

© 2001-2012 Comsenz Inc.

返回顶部