粉末冶金。加工

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通过固定模压生产的大多数结构部件是铁基的。粉末为元素粉末、预合金粉末或部分合金粉末。元素粉末，如铁和铜，很容易压缩到相对较高的密度，产生具有足够强度的压坯，以便在烧结过程中搬运，但不会产生非常高强度的烧结零件。

预合金粉末更硬，更不易压缩，因此需要更高的压力来生产高密度的粉末。然而，它们能够生产高强度的烧结材料。亚博网站下载当从元素粉末生产均匀材料需要很高的温度和很长的烧结时间时，也使用预合金化。最好的例子是不锈钢，其铬和镍含量必须预先合金化，以便粉末冶金的经济生产。

部分合金粉末是一种折衷方法。将元素粉末（例如含2 wt.%铜的铁）混合以产生均匀混合物，然后部分烧结以将铜颗粒附着到铁颗粒上，而不产生完全扩散的粉末，但保留粉末形式。这样，混合物中单独粉末的压缩性得以保持，并且混合物在运输和使用过程中不会分离。yabo214

类似的技术是将少量合金元素“粘合”到铁粉上。这种“粘合”技术成功地用于将碳引入混合物中，这是一种防止碳分离和除尘的技术，可生产所谓的“清洁”粉末。

粉整合

部件或物品是通过将大量粉末成yabo214形，然后固结形成颗粒间冶金结合而制成的。高温扩散过程称为烧结，有时由外部压力辅助完成。尽管在烧结过程中可能存在少量液体，但材料从未完全熔化。烧结可视为焊接初始有用形状的颗粒。

一般说来，机械性能和物理性能都随着密度的增加而改善。因此，粉末冶金制造部件所选择的方法将取决于部件所需的性能水平。许多组件在85-90%的理论全密度(T.D.)下生产就足够了，而其他组件则需要全密度来获得令人满意的性能。

有些部件，特别是轴瓦型轴承，通常由铜及其合金制成，生产时具有显著的和受控的孔隙度，随后在孔隙度中填充润滑剂。

幸运的是，可以选择多种合并技术。

冷单轴压

单质金属或雾化预合金粉末与润滑剂混合，通常为硬脂酸锂(0.75 wt.%)，并在600 MPa(87,000磅/英寸)的压力下进行压制^2.)在金属模具中。冷压可确保压实后或“绿色”部件的尺寸非常精确，因为它是按照模具的尺寸和形状精确模制的。

需要不规则形状的颗粒，以确保受压部件具有yabo214较高的生坯强度，这是由于单个颗粒与其相邻颗粒的联锁和塑性变形造成的。

这种技术的一个缺点是，由于颗粒/颗粒和模壁/颗粒摩擦效应，在组件的不同部位可能会出现压紧密度的差异。软铁零件的典型压制密度为7.0 g/cc，即约为理论密度的90%。如果需要更高的压实密度，压实压力会显著上升，而这种做法变得不经济，因为更大的压力机和更强的工具承受更高的压力，成本更高。

冷等静压

金属粉末包含在一个外壳中，例如橡胶膜或金属罐，该外壳承受在各个方向上均匀的均衡外部压力。由于压力是均衡的，受压部件的密度是均匀的。必须使用形状不规则的粉末颗粒，以在受压部件中提供足够的生坯强度。然后将其在合适的气氛中烧结，以获得所需的产品。yabo214

通常这种技术只用于半加工产品，如棒材、钢坯、薄板和大致形状的组件，所有这些都需要大量的二次操作来生产最终的、精确尺寸的组件。同样，在经济的工作压力下，产品不是完全致密的，通常需要额外的工作，如热挤压、热轧或锻造，以完全致密的材料。

烧结

烧结是将粉末压块加热，使相邻颗粒熔合在一起，从而形成与粉末压块相比具有更高机械强度的固体制品的过程。颗粒的这种“熔合”导致零件密度增加，因此该过程有时称为致yabo214密化。有一些工艺，如热等静压，将压实和烧结工艺结合为一个步骤。

压实后的部件通过烧结炉。这通常有两个加热区，第一个去除润滑剂，第二个更高的温度区允许扩散和粉末颗粒之间的结合。yabo214一系列的气氛，包括真空，被用来烧结不同的材料，这取决于它们的化学成分。亚博网站下载例如，精确的气氛控制可以使铁/碳材料具有特定的碳成分和机械性能。亚博网站下载

根据材料和烧结温度，组件的密度在烧结过程中也会发生变化。这些尺寸变化可以通过理解和控制压制和烧结参数来控制，并且可以生产尺寸不需要或只需要很少矫正即可满足尺寸公亚博网站下载差的部件。请注意，在许多情况下，所有使用的粉末都存在于成品中，只有在需要进行二次加工操作时，才会发生废料损失。

热等静压

粉末通常封装在金属容器中，但有时封装在玻璃中。排空容器，排出粉末气体，以避免固结阶段任何残余气体污染材料，并进行密封。然后将其加热并承受足以使容器和粉末塑性变形的均衡压力。亚博网站下载

粉末的致密化速率取决于所选温度和压力下粉末的屈服强度。在中等温度下，粉末的屈服强度仍然很高，需要高压才能在经济的时间内实现致密化。铁合金的典型值可能为1120°C和100 MPa。由于材料的屈服强度较低，在非常高的温度下进行压制时，需要较低的压力。使用玻璃外壳，大气压力（15 psi）用于加固钢筋和较大的钢坯。

这项技术需要大量的资金投入，因为压力容器必须承受内部气体压力，并允许粉末加热到高温。

与冷等静压一样，仅生产半成品，用于后续较小尺寸的加工或加工成成品尺寸。

热锻（粉末锻造）

冷压和烧结部件具有接近最终形状（接近网状形状）的巨大优势，但并非完全致密。如果致密化对于提供足够的机械性能至关重要，则可以使用热锻或粉末锻造技术。

在粉末锻造中，受压部件通常被加热到远低于材料通常烧结温度的锻造温度，然后在闭模中锻造。这将产生具有锻模形状和适当机械性能的完全致密部件。

粉末锻造件一般不像冷挤压和烧结件那样接近最终尺寸或形状。这是由于考虑了热膨胀效应和锻造工具上的牵拉角的需要。此外，最小，加工是必需的，但当所有的事情都考虑到这条路线通常是非常划算的。

金属注射成型（MIM）

注射成型被广泛用于在复杂模具中生产形状精确的塑料部件。由于注射压力较低，因此可以通过使用侧芯和分体式工具制造复杂部件，甚至有些部件带有内螺纹。

通过混合细骨料，通常小于20μM直径，球状金属粉末与热塑性粘结剂，金属填充塑料组件可以生产与许多功能在注塑塑料可用。注射成型后，将塑料粘结剂材料去除，留下金属骨架，然后在高温下烧结。

由于注入密度均匀，烧结后的收缩也均匀，因此可以对烧结后的部件进行尺寸控制。

由于粉末的细粒度和所使用的聚合物粘结剂的大量比例，收缩可以很大。

主要作者:G. Greetham

摘自亚博网站下载材料信息服务，由Stephen Harmer编辑。

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