【正文】 化物、硼化物和硅化物；孔隙可控的多孔材料假合金復合材料；5 微、細晶（準晶）和過飽和固溶的塊體金屬和制品； 能制造性能優(yōu)于同成分熔鑄金屬的粉末冶金材料制造細晶粒、均勻組織和加工性能好的稀有金屬坯錠；制造成分偏析小、細晶、過飽和固熔的高性能合金；具有高的經(jīng)濟效益少無切削；工序短，效率高；設備通用性好，適合于大批量生產(chǎn)； 機械材料和零件；多孔材料及制品；硬質(zhì)工具材料電接觸材料；粉末磁性材料；耐熱材料；原子能工程材料；產(chǎn)生過程： 顆粒間隙（松裝粉末聚集體或粉末成形素坯）燒結(jié)形成孔隙。現(xiàn)階段我們發(fā)展現(xiàn)代粉末冶金具有重大的戰(zhàn)略意義。（4）粉末冶金材料設計、表征和評價新技術(shù)。（3）建立以“全致密化”為主要目標的新型固結(jié)技術(shù)及其過程模擬技術(shù)?？偟内厔菔窍虺?、超純、粉末特性可控方向發(fā)展。五、粉末冶金發(fā)展趨勢、（1）發(fā)展粉末制取新技術(shù)、新工藝及其過程理論。用以濾氣、濾液和濾毒等；含浸減磨劑，制造含油和無油潤滑軸承；含浸香料，制造含香工藝品等；在某些情況下用鐵來代替銅、鉛等有色金屬。即在普通粉末冶金材料孔隙中含浸低熔點物質(zhì)，在高溫工作時，含浸物熔化滲出，使材料“發(fā)汗”散熱。多孔是粉末冶金材料的重要特點之一。一般是把粉末或壓坯加熱到其主要成分熔點的2/3～4/5的溫度，使其顆粒間發(fā)生粘結(jié)等物理化學過程而成為具有所要求的材料或制品的工藝過程。保護套，不進行熱處理；或進行調(diào)質(zhì)處理，硬度為HRC2832。壓制高密度壓件，應采用耐磨性好的材料；對于高精度壓制模，宜選用耐磨材料，且要盡可能選用硬質(zhì)合金。壓制批量大的壓件，須采用耐磨性好的材料，如高速鋼、硬質(zhì)合金等；壓制批量小的壓件，可采用碳素工具鋼等廉價材料。選用碳素工具鋼、合金工具鋼和硬質(zhì)合金等，均能滿足硬度和強度方面的要求。制造粉末冶金模具主要零件要根據(jù)其具體使用情況，對材料的耐磨性、加工性、成本等項因素，進行綜合考慮，合理選擇?；旆蹠r間須根據(jù)對于粉料的具體要求和設備情況而定。特殊的粉末成形方法主要有以下五種：等靜壓成形；連續(xù)成形；無壓成形；高能成形；注射成形。歐洲對汽車尾氣過濾為粉末冶金多孔材料又提供了很大的市場。粉末冶金鐵基零件在汽車上主要應用于發(fā)動機、傳送系統(tǒng)、ABS系統(tǒng)、點火裝置等。北美平均每輛汽車粉末冶金零件用量最高，歐洲平均為9公斤，日本平均為8公斤。汽車行業(yè)仍然是粉末冶金工業(yè)發(fā)展的最大動力和最大用戶。從2001年起，世界鐵粉市場持續(xù)增長，4年時間增加了近20%。四、世界粉末冶金的發(fā)展現(xiàn)狀2003年全球粉末貨運總量約為88萬噸，其中美國占51%，歐洲18%，日本13%，其它國家和地區(qū)18%。如果某粉末的粒度范圍為80+150目，就是說這些粉末的粒度等于或小于80目，而大于150目。大體有不規(guī)則狀、片狀、多面體狀、樹枝狀、粒狀、球狀、滴狀、纖維狀。用于粉末冶金的粉末工藝性能主要包括以下五項：松裝密度；振實密度：流動性；壓縮性；成形性。用于粉末冶金的粉末性能測定一般有三項：化學成分、物理性能和工藝性能。機械法是將原材料機械地粉碎，而化學成分基本上不發(fā)生變化；物理化學法是借助化學的或物理的作用，改變原材料的化學成分或聚集狀態(tài)而獲得粉末的。在氣態(tài)下制備粉末的方法包括：從金屬蒸氣冷凝制取金屬粉末的蒸氣冷凝法；從氣態(tài)金屬羰基物離解制取金屬、合金以及包覆粉末的羰基物熱離解法；從氣態(tài)金屬鹵化物氣相還原制取金屬、合金粉末以及金屬、合金涂層的氣相氫還原法；從氣態(tài)金屬鹵化物沉積制取金屬化合物粉末以及涂層的化學氣相沉積法。在固態(tài)下制備粉末的方法包括從固態(tài)金屬與合金制取金屬與合金粉末的有機械粉碎法和電化腐蝕法從固態(tài)金屬氧化物及鹽類制取金屬與合金粉末的有還原法，從金屬和非金屬粉末、金屬氧化物和非金屬粉末制取金屬化合物粉末的有還原化合法。粉末還原退火的目的主要有以下三個方面：去除金屬粉末顆粒表面的氧化膜；除掉顆粒表面吸附的氣體和水分等異物；消除顆粒的加工硬化。制取金屬粉末所用的還原劑，是指能夠除掉金屬氧化物中氧的物質(zhì)。還原法是用還原劑把金屬氧化物中的氧奪取出來，從而得到金屬粉末的一種方法。粉末制造方法主要有物理化學法和機械粉碎法兩大類。但對于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件還要進行燒結(jié)后處理。（4）后處理。燒結(jié)不同于金屬熔化，燒結(jié)時至少有一種元素仍處于固態(tài)。（3）燒結(jié)。（2）壓制成型。粉末的生產(chǎn)過程包括粉末的制取、粉料的混合等步驟。（6）可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。（4）可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。（2）可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學、磁學、光學和力學性能。（1）粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織。二、粉末冶金特點粉末冶金具有獨特的化學組成和機械、物理性能，而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。粉末冶金最突出的優(yōu)點有兩個：一是能夠制造目前使用其他工藝無法制造或難于制造的材料和制品，如多孔、發(fā)汗、減震、隔音等材料和制品，鎢、鉬、鈦等難熔金屬材料和制品，金屬塑料、雙金屬等復合材料及制品。近些年來, 由于一些新技術(shù)的興起, 如機械合金化、粉末注射成形、溫壓成形、噴射成形、微波燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)、自蔓延高溫合成、燒結(jié)硬化等, 使得粉末冶金材料和技術(shù)得到了各國的普遍重視, 其應用也越來越廣泛。第一篇：粉末冶金原理綜述中南大學粉末冶金原理綜述學 院 ： 指導老師 ： 姓 名 ： 學 號 ：2015年 11 月 12日粉末冶金原理綜述一、前言粉末冶金是一門制造金屬粉末，并以金屬粉末（有時也添加少量非金屬粉末）為原料，經(jīng)過混合成形和燒結(jié)生產(chǎn)金屬材料、復合材料和各種類型制品的冶金工程與材料科學和機械零件制造技術(shù)。它包括兩部分內(nèi)容：制造金屬粉末（也包括合金粉末，以下統(tǒng)稱“金屬粉末”）；用金屬粉末（有時也添加少量非金屬粉末）作原料，經(jīng)過混合、成形和燒結(jié)，制造材料（稱為“粉末冶金材料”）或制品（稱為“粉末冶金制品”）。目前, 粉末冶金技術(shù)正向著高致密化、高性能化、集成化和低成本等方向發(fā)展。二是能夠直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，從而減少或取消機械加工，其材料利用率可以高達95%以上，它還能在一些制品中以鐵代銅，做到了“省材、節(jié)能”。運用粉末冶金技術(shù)可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等，是一種少無切削工藝。在制備高性 能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導材料、新型金屬材料（如AlLi合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末 高速鋼、金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料等）具有重要的作用。（3）可以容易地實現(xiàn)多種類型的復合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復合材料的工藝技術(shù)。（5）可以實現(xiàn)凈近形成形和自動化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。三、粉末冶金的生產(chǎn)過程（1）生產(chǎn)粉末。為改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡膠或石蠟等增塑劑。粉末在500~600MPa壓力下，壓成所需形狀。在保護氣氛的高溫爐或真空爐中進行。燒結(jié)過程中粉末顆粒間通過擴散、再結(jié)晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學過程，成為具有一定孔隙度的冶金產(chǎn)品。一般情況下，燒結(jié)好的制件可直接使用。后處理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲等。前者包括還原法、電解法和羰基法等；后者包括研磨法和霧化法。還原劑是指能夠奪取氧化物中氧的物質(zhì)。就金屬氧化物而言，凡是與其中氧的親合力大于這種金屬與氧的親合力的物質(zhì)，都稱其為這種金屬氧化物的還原劑。為了滿足對粉末的各種要求，也就要有各種各樣生產(chǎn)粉末的方法，這些方法不外乎使金屬、合金或者金屬化合物從固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)轉(zhuǎn)變成粉末狀態(tài)。在液態(tài)下制備粉末的方法包括：從液態(tài)金屬與合金制金屬與合金粉末的霧化法；從金屬鹽溶液臵換和還原制金屬、合金以及包覆粉末的臵換法、溶液氫還原法；從金屬熔鹽中沉淀制金屬粉末的熔鹽沉淀法；從輔助金屬浴中析出制金屬化合物粉末的金屬浴法；從金屬鹽溶液電解制金屬與合金粉末的水溶液電解法；從金屬熔鹽電解制金屬和金屬化合物粉末的熔鹽電解法。但是，從過程的實質(zhì)來看，現(xiàn)有制粉方法大體上可歸納為兩大類，即機械法和物理化學法。粉末的生產(chǎn)方法很多，從工業(yè)規(guī)模而言，應用最廣泛的是還原法、霧化法和電解法；而氣相沉積法和液相沉淀法在特殊應用時亦很重要。用于粉末冶金的粉末物理性能主要包括以下三項：粉末的顆粒形狀；粉末的粒度和粒度組成；粉末的比表面。由于粉末的制取方法不同，其顆粒形狀也不同。粉末的粒度范圍是指在兩個規(guī)定的粒度之間變動的粉末顆粒的粒度。換句話說就是，這些粉末通過了80目篩，而卻通不過150目篩。鐵粉占整個粉末總量的90%以上?，F(xiàn)粉末冶金機械零件生產(chǎn)企業(yè)，西歐約100家，北美約140家(含內(nèi)制廠30家)，日本約45家?，F(xiàn)狀汽車上使用的粉末冶金零部件日趨增多，它可分為兩類，一類是只能用粉末冶金法，而不能用其他方法制造的，如含油軸承、摩擦零件、多孔性金屬制品、硬質(zhì)合金及難熔金屬制品等；另一類是燒結(jié)機械結(jié)構(gòu)零件，雖可用鑄造、鍛造、沖壓、機械加工等傳統(tǒng)工藝制造，但采用粉末冶金法制造比較經(jīng)濟合理。盡竹我國的汽車產(chǎn)量居世界第4位，但汽車行業(yè)對粉末冶金制品的使用和發(fā)達國家相比有很大差距。汽車發(fā)展的兩大趨勢分別為降低能耗和環(huán)保；主要技術(shù)手段則是采用先進發(fā)動機系統(tǒng)和輕量化。在目前的發(fā)動機工作條件下，粉末冶金金屬多孔材料比陶瓷材料具有更好的性能優(yōu)勢和成本優(yōu)勢。通過混粉，可使性能不同的粉末組元形成均勻的混合物，以利于壓制和燒結(jié)，保證制品的材料均勻，性能穩(wěn)定。時間過短，混合不均勻；而時間過長則會產(chǎn)生許多不利因素，如鐵、銅等金屬粉末會產(chǎn)生加工硬化，也會使顆粒形狀和粒度分布發(fā)生變化。其硬度必須達到HRC55以上。陰模和芯棒可采用碳素工具鋼（T10A、T12A等）、合金工具鋼（GCr1Cr19CrSi、Cr12Mo、Cr12W、Cr12MoV、CrWMn、CrW5），高速鋼（W18Cr4V、W9Cr4V、W12Cr4V4Mo），硬質(zhì)合金（鋼結(jié)硬質(zhì)合金、YG1YG8）；沖頭可采用碳素工具鋼（T8A、T10A），合金工具鋼（GCr1Cr19CrSi、Cr12Mo、CrWMn、CrW5）；壓套可采用合金工具鋼（GCr19CrSi、Cr1Cr12Mo、CrWMn、CrW5）。壓制形狀復雜的壓件，要用合金工具鋼等易加工且熱處理變形小的材料；壓制銅、鉛等軟金屬粉末，宜用碳素工具鋼或合金工具鋼；壓制鎢、鉬等硬金屬粉末材料，以及硬質(zhì)合金、摩擦材料，須采用硬質(zhì)合金材料。粉末冶金壓制模各主要零件的處理硬度是：陰模，要求鋼件為HRC6063，鋼結(jié)硬質(zhì)合金HRC6472，硬質(zhì)合金件為HRA8890；芯棒，要求為HRC6063，細長芯棒硬度可適當降低，機動芯棒連接處局部硬度為HRC3540；沖頭，要求為HRC5660；壓套，要求為HRC5357。燒結(jié)是粉末冶金的主要工序之一。燒結(jié)保護氣氛一般為還原性或中性氣體，如氫氣、分解氨、一氧化碳、氮氣和真空等。利用這一特點，可以：制造發(fā)汗材料。這樣即可用普通材料替代昂貴的耐熱合金，又進一步提高耐熱零件的使用溫度；制造過濾材料。；制造減振、消音、絕熱等材料；增加材料比表面，用其充當物質(zhì)的載體（如攜帶催化劑等）。重點是超細粉末和納米粉的制備技術(shù)，快速冷凝制備非晶、準晶和微晶粉末技術(shù)，機械合金化技術(shù)，自蔓延高溫合成技術(shù)，粉末粒度、結(jié)構(gòu)、形貌、成分控制技術(shù)。（2）建立以“凈近形成形”技術(shù)為中心的各種新型固結(jié)技術(shù)及其過程模過程理論，如粉末注射成形、擠壓成形、噴射成形、溫壓成形、粉末鍛造等。如熱等靜壓、擬熱等靜壓、燒結(jié)－熱等靜壓、微波燒結(jié)、高能成形等。粉末冶金材料的孔隙特性、界面問題及強韌化機理的研究。在節(jié)能節(jié)材、提高性能和提高勞動生產(chǎn)率和環(huán)保等方面可以發(fā)揮巨大作用，同時作為特殊材料和高性能材料的制備技術(shù)促進了國防工業(yè)和技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；在傳統(tǒng)材料界可能會引起一系列工藝過程的革命；它的出現(xiàn)和發(fā)展將賦于材料科學和冶金科學更豐富、更深刻的內(nèi)涵。存在形態(tài)：開孔：與外表面連通的孔隙，半開孔：孔隙只有一端與外表面連通的孔隙，閉孔：與外表面不連通的孔隙，連通孔：互相連通的孔隙；減小承載面積；應力集中劑（減小孔隙尺寸、孔隙球化、孔隙內(nèi)表面圓滑處理能有效降低應力集中，從而提高強度和韌性）應力松弛劑：裂紋遇到孔隙后被磨鈍，提高斷裂水平：強度、彈性模量、延伸率、斷裂韌性、沖擊韌性、硬度 ：晶體中有合金元素，固溶原子與晶體中缺陷的交互作用，溶質(zhì)元素使基體（溶劑）金屬的塑性變形抗力、強度、硬度增大，延性和韌性降低（合金溶解度）的因素：晶格因素，相對尺寸因素，化學親和力，電子濃度因素? 將固態(tài)金屬或合金采用適當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫和冷卻，以改變金屬或合金的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，使材料滿足使用性能要求。：孔隙度，合金元素，氧、碳含量：孔隙的影響： ，合金的強化作用很弱；某些強化效果好合金元素，如Cr、Mn易氧化，常以中間合金粉或預合金粉引入；銅和磷常用，燒結(jié)鋼中常用的合金元素除碳外，主要有Cu、Ni、Mo、Cr、P等 珠光體隨C含量而增大而