粉末冶金的技术浅析

粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。

在现代粉末冶金技术的发展中有三个重要标志：

1、克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难，1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。

2、三十年代成功制取多孔含油轴承，继而粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。

3、四十年代出现了金属陶瓷、弥散强化等材料，六十年代末至七十年代初，粉末高速钢、粉末高温合金相继出现，并利用粉末冶金锻造及热等静压技术逐渐大规模制造高强度且形状复杂的零件。

一、工艺特点：

1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。 

2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，所以大大节约金属，降低产品成本。

3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，进而不会给材料任何污染。

4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品。

二、工艺基本流程

1、制粉：制粉是将原料制成粉末的过程，常用的制粉方法有氧化物还原法和机械法。

2、混料：混料是将各种所需的粉末按一定的比例混合，并使其均匀化制成坯粉的过程。分干式、半干式和湿式三种，分别用于不同要求。

3、成形：成形是将混合均匀的混料，装入压模重压制成具有一定形状、尺寸和密度的型坯的过程。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。

4、烧结：烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。

5、后处理：烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。

三、粉末冶金技术的发展趋势

1、具有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量的结构零部件发展。 

2、制造具有均匀显微组织结构、加工困难而完全致密的高性能合金。

3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金。

4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。

5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。

四、粉末冶金技术应用 

1、金属射出成形的应用：金属射出成形的技术，原料为塑胶等高分子材料与微细的金属粉末，使用类似于注塑设备的成型设备生产需要的零件。金属射出成形后的零件不像塑胶产品那样可以立即被使用，必须经过脱脂及烧结的工程，在具备强度后，整个制程才告一段落。

2、微型轴承（Micro-Bearing）：粉末冶金微型轴承的主要用途在于各式各样的微型马达（电机），IT产业如手机、投影仪、激光打印机、DVD、游戏机 PS2、X-BOX、车用电子等，我国台湾所生产的粉末冶金微型轴承产量世界第一。

3、温压成形（Warm Compacting）：利用将模具及粉末加温的技术，使材料降伏强度降低，而于加压成形时，部品的密度可达7.2g/cm3以上，使强度大幅提升。

4、CNC油压成形技术：CNC油压成形技术经过多年的开发已经进入量产阶段，虽然其购入成本较高但仍有多项优点，值得注意与重视。台湾保来得已有四台机器加入生产行列；亚洲其他国家的粉末冶金厂，如中国大陆、韩国、日本也都进行相同的设备的投资。

5、快速冷却（Rapid Cooling）：快速冷却炉其主要原理是在一般烧结炉的后段加上冷却段之结构，产品在经过烧结本体后，以附加的快速冷却设备，利用高压马达输出强烈的冷风，加速冷却的原理，使粉末冶金产品获得理想的金属组织与硬度，而不需再度热处理。此技术的优点有：（1）具高强度及硬度；（2）节省热处理制程；（3）外观清洁度佳；（4）尺寸控制安定。

6、微波烧结（Microwave sintering）：微波烧结在学术界及研究单位已经研究多年，美国 Spheric Technologies,Inc.，首先建造了可以用于小量生产的高温微波烧结炉，此设备适用于金属及陶瓷产品的雏型产品开发，但是受限于设备的开发及成本，该项技术还没有真正实现大规模应用。

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