第4章粉末壓制和常用復(fù)合材料成形過(guò)程

1、 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g材料成形技術(shù)基礎(chǔ)材料成形技術(shù)基礎(chǔ)第第4章章 粉末壓制和常用復(fù)合材料成形過(guò)程粉末壓制和常用復(fù)合材料成形過(guò)程 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g第第1節(jié)節(jié) 粉末壓制成形過(guò)程粉末壓制成形過(guò)程第第2節(jié)節(jié) 粉末壓制產(chǎn)品及應(yīng)用粉末壓制產(chǎn)品及應(yīng)用第第3節(jié)節(jié) 粉末

2、壓制零件或制品的結(jié)構(gòu)特征粉末壓制零件或制品的結(jié)構(gòu)特征第第4節(jié)節(jié) 陶瓷制品成形過(guò)程簡(jiǎn)介陶瓷制品成形過(guò)程簡(jiǎn)介第第5節(jié)節(jié) 常用復(fù)合材料成形過(guò)程簡(jiǎn)介常用復(fù)合材料成形過(guò)程簡(jiǎn)介主要內(nèi)容主要內(nèi)容 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g 4.1粉末壓制成形過(guò)粉末壓制成形過(guò)程程 粉末壓制粉末壓制(主要指粉末冶金主要指粉末冶金)是是用金屬粉末用金屬粉末(或者金屬和或者金屬和非金屬粉末的混合物非金屬粉末的混合物)做原料，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而制造做原料，經(jīng)壓制成形后燒

3、結(jié)而制造各種類(lèi)型的零件和產(chǎn)品的方法。各種類(lèi)型的零件和產(chǎn)品的方法。 顆粒狀材料兼有顆粒狀材料兼有液體和固體的雙重特性液體和固體的雙重特性，即整體具有，即整體具有一定的流動(dòng)性和每個(gè)顆粒本身的塑性，人們正是利用這一定的流動(dòng)性和每個(gè)顆粒本身的塑性，人們正是利用這特性來(lái)實(shí)現(xiàn)粉末的成形，以獲得所需的產(chǎn)品。特性來(lái)實(shí)現(xiàn)粉末的成形，以獲得所需的產(chǎn)品。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g粉末冶金的特點(diǎn)粉末冶金的特點(diǎn)能夠生產(chǎn)出其他方法不能或很難制造的制品能夠生

4、產(chǎn)出其他方法不能或很難制造的制品。可制取。可制取難熔、極難熔、極硬和特殊性能的材料硬和特殊性能的材料，例如：鎢絲、硬質(zhì)合金、磁性材料、高溫，例如：鎢絲、硬質(zhì)合金、磁性材料、高溫耐熱材料等；又能生產(chǎn)凈形和近似凈形加工的優(yōu)質(zhì)機(jī)械零件，如：耐熱材料等；又能生產(chǎn)凈形和近似凈形加工的優(yōu)質(zhì)機(jī)械零件，如：多孔含油軸承、精密齒輪、擺線泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子、活塞環(huán)等。多孔含油軸承、精密齒輪、擺線泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子、活塞環(huán)等。材料的利用率很高，接近材料的利用率很高，接近100%。雖然用其他方法也可以制造，但用雖然用其他方法也可以制造，但用粉末冶金法更為經(jīng)濟(jì)粉末冶金法更為經(jīng)濟(jì)。一般說(shuō)來(lái)，一般說(shuō)來(lái)，金屬粉末的價(jià)格較高，粉末冶金的設(shè)備和

5、模具投資金屬粉末的價(jià)格較高，粉末冶金的設(shè)備和模具投資較大，零件幾何形狀受一定限制，因此粉末冶金較大，零件幾何形狀受一定限制，因此粉末冶金適宜于大批量生適宜于大批量生產(chǎn)的零件。產(chǎn)的零件。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g 4.1 粉末壓制成形過(guò)程粉末壓制成形過(guò)程 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e

6、r i n g粉末壓制生產(chǎn)技術(shù)流程粉末壓制生產(chǎn)技術(shù)流程原材料粉末原材料粉末+添加劑添加劑配混配混壓制成形壓制成形燒結(jié)燒結(jié)制品制品/其他處理加工其他處理加工制品制品 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.1.1 金屬粉末的制取及其特性金屬粉末的制取及其特性一、金屬粉末的制取一、金屬粉末的制取 金屬粉末的生產(chǎn)有多種方法，其中主要有：金屬粉末的生產(chǎn)有多種方法，其中主要有：礦物還原法，礦物還原法，霧化法，機(jī)械粉碎法霧化法，機(jī)械粉碎法等。等。1)礦

7、物還原法礦物還原法 礦物還原法是礦物還原法是金屬礦石在一定冶金條件下被還原后，金屬礦石在一定冶金條件下被還原后，得到一定形狀和大小的金屬料，然后將金屬料經(jīng)粉碎等處得到一定形狀和大小的金屬料，然后將金屬料經(jīng)粉碎等處理以獲得粉末理以獲得粉末。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.1.1 金屬粉末的制取及其特性金屬粉末的制取及其特性 2) 電解法電解法 電解法是電解法是在在金屬鹽水溶液金屬鹽水溶液中通以中通以直流電，直流電，金屬離子在陰極放金

8、屬離子在陰極放電析出或熔鹽電解析出電析出或熔鹽電解析出金屬顆?；蚝＞d狀金屬塊，再用機(jī)械法進(jìn)金屬顆?；蚝＞d狀金屬塊，再用機(jī)械法進(jìn)行粉碎。行粉碎。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g3)霧化法：霧化法：霧化法霧化法是使熔化的液態(tài)金屬?gòu)撵F是使熔化的液態(tài)金屬?gòu)撵F化塔上部的小孔中流出，同時(shí)噴化塔上部的小孔中流出，同時(shí)噴入高壓氣體，在氣流的機(jī)械力和入高壓氣體，在氣流的機(jī)械力和急冷作用下，急冷作用下，液態(tài)金屬被霧化液態(tài)金屬被霧化，冷凝成細(xì)小粒狀的金屬粉

9、末，落冷凝成細(xì)小粒狀的金屬粉末，落入霧化塔下的盛粉桶中。入霧化塔下的盛粉桶中。4.1.1 金屬粉末的制取及其特性金屬粉末的制取及其特性 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.1.1 金屬粉末的制取及其特性金屬粉末的制取及其特性4) 機(jī)械粉碎法機(jī)械粉碎法機(jī)械破碎法機(jī)械破碎法中最常用的是中最常用的是鋼球或硬質(zhì)合金球?qū)饘黉撉蚧蛴操|(zhì)合金球?qū)饘賶K或粒原料進(jìn)行塊或粒原料進(jìn)行球磨球磨，適，適宜于制備一些宜于制備一些脆性的金屬脆性的金屬粉末粉末，或者

10、，或者經(jīng)過(guò)脆性化處經(jīng)過(guò)脆性化處理理的金屬粉末（如經(jīng)過(guò)氫的金屬粉末（如經(jīng)過(guò)氫化處理變脆的鈦粉）?；幚碜兇嗟拟伔郏?。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g金屬粉末的特性金屬粉末的特性 金屬粉末的特性對(duì)金屬粉末的特性對(duì)粉末的壓制、燒結(jié)過(guò)程粉末的壓制、燒結(jié)過(guò)程、燒結(jié)前強(qiáng)度燒結(jié)前強(qiáng)度及及最終產(chǎn)品的性能最終產(chǎn)品的性能都有重大影響。都有重大影響。(1)成分成分 粉末的成分通常指主要粉末的成分通常指主要金屬或組分、雜質(zhì)及氣體的金屬或組分、雜質(zhì)及氣體的含量

11、含量。金屬粉末中主要金屬的含量大都不低于。金屬粉末中主要金屬的含量大都不低于98%99%，完全可以滿足燒結(jié)機(jī)械零件等的要求。但，完全可以滿足燒結(jié)機(jī)械零件等的要求。但在制造高性能粉末冶金材料時(shí)，需要使用純度更高在制造高性能粉末冶金材料時(shí)，需要使用純度更高的粉末。的粉末。 影響金屬粉末的基本性能的因素包括：影響金屬粉末的基本性能的因素包括：成分、成分、粒徑分布、顆粒形狀和大小及技術(shù)特征粒徑分布、顆粒形狀和大小及技術(shù)特征等。等。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e

12、 e r i n g重要金屬粉末生產(chǎn)方法重要金屬粉末生產(chǎn)方法 金屬粉末金屬粉末生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法金屬粉末金屬粉末生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法鐵鐵還原法、水霧化法、還原法、水霧化法、空氣霧化法、研磨法空氣霧化法、研磨法鈹鈹研磨法、還原法研磨法、還原法電解法電解法銅、鎳銅、鎳電解法、霧化法、電解法、霧化法、還原法還原法銀銀電解法、沉淀法電解法、沉淀法鎢、鉬、釩、鈷鎢、鉬、釩、鈷還原法還原法硅硅研磨法研磨法鈦、鋯、鉭鈦、鋯、鉭還原法、電解法還原法、電解法鋁鋁霧化法、研磨法霧化法、研磨法鈮、釷、鉻、錳鈮、釷、鉻、錳電解法、還原法電解法、還原法鋅、錫、鉛鋅、錫、鉛霧化法霧化法金屬粉末的特性金屬粉末的特性 機(jī)機(jī) 電電

13、工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g(2)顆粒形狀和大小顆粒形狀和大小顆粒形狀顆粒形狀是影響粉末技術(shù)特征（如松裝密度、流動(dòng)性等）的是影響粉末技術(shù)特征（如松裝密度、流動(dòng)性等）的因素之一。通常，因素之一。通常，粉粒以球狀或粒狀為好粉粒以球狀或粒狀為好。 顆粒大小常用顆粒大小常用粒度粒度表示。粉末粒度通常在表示。粉末粒度通常在0.1500m，150m以上的定為以上的定為粗粉粗粉，40150m定為定為中等粉中等粉，1040m的的定為定為細(xì)粉細(xì)粉，0.510m為

14、為極細(xì)粉極細(xì)粉，0.5m以下的為超細(xì)粉。粉以下的為超細(xì)粉。粉末顆粒大小通常用末顆粒大小通常用篩號(hào)篩號(hào)表示其范圍，各種篩號(hào)表示每平方英表示其范圍，各種篩號(hào)表示每平方英寸（寸（1 in2=6.4510-4 m2）篩網(wǎng)上的網(wǎng)孔數(shù)。）篩網(wǎng)上的網(wǎng)孔數(shù)。金屬粉末的特性金屬粉末的特性 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g篩號(hào)與網(wǎng)孔大小的對(duì)應(yīng)關(guān)系篩號(hào)與網(wǎng)孔大小的對(duì)應(yīng)關(guān)系篩號(hào)篩號(hào)/目目32426080100150200250325400網(wǎng)孔大小網(wǎng)孔大小/m4

15、9535124617514710474614437金屬粉末的特性金屬粉末的特性(3)粒度分布粒度分布 粒度分布粒度分布是指大小不同的粉粒級(jí)別的相對(duì)含量，也稱為是指大小不同的粉粒級(jí)別的相對(duì)含量，也稱為粒度組成粒度組成。粉末粒度組成的范圍廣，則制品的密度高，。粉末粒度組成的范圍廣，則制品的密度高，性能也好，尤其對(duì)制品邊角的強(qiáng)度尤為有利。性能也好，尤其對(duì)制品邊角的強(qiáng)度尤為有利。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g(4)技術(shù)特征技術(shù)特征松裝密度：

16、又稱松裝比松裝密度：又稱松裝比，指單位容積自由松裝粉末的質(zhì)量。受粉，指單位容積自由松裝粉末的質(zhì)量。受粉末粒度、粒形、粒度組成及粒間孔隙大小決定。松裝比的大小影響末粒度、粒形、粒度組成及粒間孔隙大小決定。松裝比的大小影響壓制與燒結(jié)性能，同時(shí)對(duì)壓模設(shè)計(jì)是一個(gè)十分重要的參數(shù)壓制與燒結(jié)性能，同時(shí)對(duì)壓模設(shè)計(jì)是一個(gè)十分重要的參數(shù)。流動(dòng)性：流動(dòng)性：指指50g粉末在粉末流動(dòng)儀中自由下降至流完后所需的時(shí)間。粉末在粉末流動(dòng)儀中自由下降至流完后所需的時(shí)間。時(shí)間愈短，流動(dòng)性愈好。流動(dòng)性好的粉末有利于快速連續(xù)裝粉及復(fù)時(shí)間愈短，流動(dòng)性愈好。流動(dòng)性好的粉末有利于快速連續(xù)裝粉及復(fù)雜零件的均勻裝粉。雜零件的均勻裝粉。壓制性：壓

17、制性：包括壓縮性與成形性。壓縮性的好壞決定壓坯的強(qiáng)度與包括壓縮性與成形性。壓縮性的好壞決定壓坯的強(qiáng)度與密度，通常用壓制前后粉末體的壓縮比表示。粉末壓縮性主要受粉密度，通常用壓制前后粉末體的壓縮比表示。粉末壓縮性主要受粉末硬度、塑性變形能力與加工硬化性決定。經(jīng)退火后的粉末壓縮性末硬度、塑性變形能力與加工硬化性決定。經(jīng)退火后的粉末壓縮性較好。為保證壓坯品質(zhì)，使其具有一定的強(qiáng)度，且便于生產(chǎn)過(guò)程中較好。為保證壓坯品質(zhì)，使其具有一定的強(qiáng)度，且便于生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)輸，粉末需有良好的成形性。的運(yùn)輸，粉末需有良好的成形性。金屬粉末的特性金屬粉末的特性 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o

18、 f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.1.2 粉末配混粉末配混 粉末配混粉末配混是根據(jù)是根據(jù)產(chǎn)品配料計(jì)算并按特定的粒度分布把產(chǎn)品配料計(jì)算并按特定的粒度分布把各種金屬粉末及添加物（如潤(rùn)滑劑等）進(jìn)行充分地混各種金屬粉末及添加物（如潤(rùn)滑劑等）進(jìn)行充分地混合，此工序通過(guò)混粉機(jī)完成。合，此工序通過(guò)混粉機(jī)完成。為改善粉末的成形為改善粉末的成形性和可塑性，在粉性和可塑性，在粉料中添加料中添加增塑劑增塑劑( (如如汽油、橡膠溶液、汽油、橡膠溶液、石臘等石臘等) )。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h

19、o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g1)目的：目的： 2)成形機(jī)理：成形機(jī)理： 將松散的粉料通過(guò)壓制或其它方法制成將松散的粉料通過(guò)壓制或其它方法制成具有一定具有一定形狀尺寸的壓坯形狀尺寸的壓坯。裝入模具型腔內(nèi)的金屬粉料在裝入模具型腔內(nèi)的金屬粉料在1501600MN/m2成成形壓力作用下，粉粒之間的原子通過(guò)固相擴(kuò)散互形壓力作用下，粉粒之間的原子通過(guò)固相擴(kuò)散互相滲透促進(jìn)粉粒的結(jié)合。相滲透促進(jìn)粉粒的結(jié)合。另一方面因粉粒表面凹凸不平，受壓后互相合，另一方面因粉粒表面凹凸不平，受壓后互相合，致使

20、壓坯密度提高，強(qiáng)度增大致使壓坯密度提高，強(qiáng)度增大。4.1.3 壓制成形壓制成形 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.1.3 壓制成形壓制成形 粉末壓制成型的工序包括粉末壓制成型的工序包括: 稱粉、裝粉、壓制、保壓及脫模等。稱粉、裝粉、壓制、保壓及脫模等。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i

21、 n g 壓制成形方法壓制成形方法 壓制成形的方法有很多，如壓制成形的方法有很多，如鋼模壓制、流體等靜壓制、三向壓鋼模壓制、流體等靜壓制、三向壓制、粉末鍛造、擠壓、振動(dòng)壓制、高能率成形制、粉末鍛造、擠壓、振動(dòng)壓制、高能率成形等。常用的有：等。常用的有： 1)鋼模壓制鋼模壓制 鋼模壓制鋼模壓制指在常溫下，用機(jī)械式壓力機(jī)或液壓機(jī)，以一定的比指在常溫下，用機(jī)械式壓力機(jī)或液壓機(jī)，以一定的比壓壓(壓力常在壓力常在150160MPa)將鋼模內(nèi)的松裝粉末成形為壓坯的方將鋼模內(nèi)的松裝粉末成形為壓坯的方法。這種成形技術(shù)方法應(yīng)用最多且最廣泛。法。這種成形技術(shù)方法應(yīng)用最多且最廣泛。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院

22、院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g1)鋼模壓制鋼模壓制 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g 流體等靜壓制流體等靜壓制是利用是利用高壓流體高壓流體(液體或氣體液體或氣體)同時(shí)同時(shí)從各個(gè)方向?qū)Ψ勰┎牧鲜┘訅毫Χ尚蔚姆椒◤母鱾€(gè)方向?qū)Ψ勰┎牧鲜┘訅毫Χ尚蔚姆椒ā?11工件；工件；22橡膠或塑料模；橡膠或塑料模；33高壓

23、容器；高壓容器；44高壓泵高壓泵2)流體等靜壓制流體等靜壓制 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g1側(cè)向壓力；2軸向沖頭；3放氣孔三向壓制綜合三向壓制綜合了了單向鋼模壓?jiǎn)蜗蜾撃褐婆c等靜壓制制與等靜壓制的特點(diǎn)的特點(diǎn)這種方法得到的壓坯這種方法得到的壓坯密度和強(qiáng)度密度和強(qiáng)度超過(guò)用其超過(guò)用其他成形方法得到的壓他成形方法得到的壓坯。但它坯。但它適用于成形適用于成形形狀規(guī)則的零件形狀規(guī)則的零件，如，如圓柱形、正方形、長(zhǎng)圓柱形、正方形、長(zhǎng)方形、套筒等。

24、方形、套筒等。3)三向壓制三向壓制 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g 另外，可利用另外，可利用擠壓與軋制直接從粉末狀態(tài)生產(chǎn)擠壓制品或軋擠壓與軋制直接從粉末狀態(tài)生產(chǎn)擠壓制品或軋制產(chǎn)品制產(chǎn)品，如桿件、棒料、薄板、構(gòu)件等。根據(jù)材料和性能要，如桿件、棒料、薄板、構(gòu)件等。根據(jù)材料和性能要求的不同，可選擇不同的加熱及加工順序。求的不同，可選擇不同的加熱及加工順序。 通常一個(gè)理想的零件，其各個(gè)部位都必須具有均勻的密度通常一個(gè)理想的零件，其各個(gè)部位都必

25、須具有均勻的密度分配。分配。在粉末冶金中，在粉末冶金中，粉末壓制成形的主要問(wèn)題粉末壓制成形的主要問(wèn)題是如何使成是如何使成形的壓坯形的壓坯密度均勻密度均勻，它不僅標(biāo)志著壓制對(duì)粉末密實(shí)的有效程，它不僅標(biāo)志著壓制對(duì)粉末密實(shí)的有效程度，且可決定隨后燒結(jié)時(shí)材料的形狀度，且可決定隨后燒結(jié)時(shí)材料的形狀。4.1.3 壓制成形壓制成形軟、硬兩種粉末壓制中軟、硬兩種粉末壓制中壓力與密度壓力與密度之間的關(guān)系之間的關(guān)系 1軟質(zhì)材料粉末；軟質(zhì)材料粉末；2硬質(zhì)材料粉末硬質(zhì)材料粉末 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c

26、a l E n g i n e e r i n g 一個(gè)粉末冶金產(chǎn)品是以一個(gè)粉末冶金產(chǎn)品是以密度、強(qiáng)度、精度密度、強(qiáng)度、精度來(lái)表示的。來(lái)表示的。 壓坯的強(qiáng)度壓坯的強(qiáng)度是一個(gè)比較重要的品質(zhì)指標(biāo)。壓制過(guò)程中是一個(gè)比較重要的品質(zhì)指標(biāo)。壓制過(guò)程中，隨著壓力增大，壓坯強(qiáng)度也提高，這主要是因?yàn)椋S著壓力增大，壓坯強(qiáng)度也提高，這主要是因?yàn)橐灰环矫娣勰┙佑|表面的塑性變形導(dǎo)致的原子間作用力增方面粉末接觸表面的塑性變形導(dǎo)致的原子間作用力增大，另一方面是粉粒表面凹凸不平而產(chǎn)生的機(jī)械嚙合大，另一方面是粉粒表面凹凸不平而產(chǎn)生的機(jī)械嚙合力的結(jié)果力的結(jié)果。4.1.3 壓制成形壓制成形 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S

27、c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g壓坯的密度和強(qiáng)度大小壓坯的密度和強(qiáng)度大小對(duì)燒結(jié)體的品質(zhì)有直接的對(duì)燒結(jié)體的品質(zhì)有直接的影響，密度大，強(qiáng)度高，燒結(jié)體的品質(zhì)也好。另影響，密度大，強(qiáng)度高，燒結(jié)體的品質(zhì)也好。另外，堅(jiān)固的壓坯便于生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)輸和半成品外，堅(jiān)固的壓坯便于生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)輸和半成品加工。對(duì)于某些硬質(zhì)材料的粉粒，因塑性變形能加工。對(duì)于某些硬質(zhì)材料的粉粒，因塑性變形能力差，壓制中即使增大壓力也產(chǎn)生不了很大效果力差，壓制中即使增大壓力也產(chǎn)生不了很大效果。故生產(chǎn)中?？考尤?。故生產(chǎn)

28、中?？考尤霛?rùn)滑劑（又叫成形劑）來(lái)增潤(rùn)滑劑（又叫成形劑）來(lái)增加壓制時(shí)粉末間的黏結(jié)與壓坯的強(qiáng)度加壓制時(shí)粉末間的黏結(jié)與壓坯的強(qiáng)度。凡影響成。凡影響成形性的因素都將影響壓坯的密度和強(qiáng)度。形性的因素都將影響壓坯的密度和強(qiáng)度。4.1.3 壓制成形壓制成形 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.1.4 壓坯燒結(jié)壓坯燒結(jié)1)目的目的 壓制的型坯強(qiáng)度很低，必須進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)是將型坯壓制的型坯強(qiáng)度很低，必須進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)是將型坯按一定的規(guī)范加熱到規(guī)定溫度并保

29、溫一段時(shí)間，使型按一定的規(guī)范加熱到規(guī)定溫度并保溫一段時(shí)間，使型坯獲得一定的物理與機(jī)械性能坯獲得一定的物理與機(jī)械性能(機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度)的工序。的工序。2)燒結(jié)機(jī)理燒結(jié)機(jī)理 粉末壓坯的粉末壓坯的表面積大，表面能高表面積大，表面能高，表面與內(nèi)部的各種表面與內(nèi)部的各種缺陷多，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在燒結(jié)過(guò)程中，高溫坯料缺陷多，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在燒結(jié)過(guò)程中，高溫坯料顆粒之間易于發(fā)生顆粒之間易于發(fā)生擴(kuò)散、熔焊、化合、溶解和再結(jié)晶擴(kuò)散、熔焊、化合、溶解和再結(jié)晶等物理化學(xué)過(guò)程。分散的坯料顆粒結(jié)合為一個(gè)穩(wěn)定、等物理化學(xué)過(guò)程。分散的坯料顆粒結(jié)合為一個(gè)穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的結(jié)晶體、即燒結(jié)體最終獲得所需要的性能。堅(jiān)實(shí)的結(jié)晶體、即燒

30、結(jié)體最終獲得所需要的性能。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g 3)燒結(jié)方法燒結(jié)方法 燒結(jié)燒結(jié)通常在通常在保護(hù)性氣氛的高溫爐或真空爐內(nèi)保護(hù)性氣氛的高溫爐或真空爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。進(jìn)行燒結(jié)。 A 燒結(jié)規(guī)范燒結(jié)規(guī)范 燒結(jié)溫度：燒結(jié)溫度：一般為基體熔點(diǎn)的一般為基體熔點(diǎn)的2/33/4。即。即燒燒=(2/33/4)T熔熔。 B 燒結(jié)分類(lèi)燒結(jié)分類(lèi)保溫時(shí)間：保溫時(shí)間：時(shí)間太短，不利于原子擴(kuò)散和遷移，不利于成分，時(shí)間太短，不利于原子擴(kuò)散和遷移，不利于成分， 組

31、分均勻化；保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易造成晶粒粗大，生產(chǎn)率低，組分均勻化；保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易造成晶粒粗大，生產(chǎn)率低， 成本升高等缺點(diǎn)。成本升高等缺點(diǎn)。保護(hù)氣氛：保護(hù)氣氛：為防止粉料氧化，燒結(jié)過(guò)程一般在還原性或中性氣為防止粉料氧化，燒結(jié)過(guò)程一般在還原性或中性氣 氛下進(jìn)行氛下進(jìn)行(如煤氣，氫氣等如煤氣，氫氣等)，要求高的應(yīng)在真空爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。，要求高的應(yīng)在真空爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。 固相燒結(jié)固相燒結(jié) ：燒結(jié)過(guò)程中各組元均不形成液相。燒結(jié)過(guò)程中各組元均不形成液相。 液相燒結(jié)：液相燒結(jié)：燒結(jié)時(shí)部分組元形成液相。在液相表面張力的作用燒結(jié)時(shí)部分組元形成液相。在液相表面張力的作用 下，粉粒相互靠緊，故燒結(jié)速度快，制品強(qiáng)度高。下，

32、粉粒相互靠緊，故燒結(jié)速度快，制品強(qiáng)度高。4.1.4 壓坯燒結(jié)壓坯燒結(jié) 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.1.4 壓坯燒結(jié)壓坯燒結(jié) 粉末壓坯一般因粉末壓坯一般因孔隙度大，表面積大，孔隙度大，表面積大，在燒結(jié)中高溫長(zhǎng)時(shí)在燒結(jié)中高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱下，粉粒表面容易發(fā)生間加熱下，粉粒表面容易發(fā)生氧化氧化，造成廢品。因此，燒，造成廢品。因此，燒結(jié)必須在結(jié)必須在真空或保護(hù)氣氛真空或保護(hù)氣氛中進(jìn)行，若采用中進(jìn)行，若采用還原性氣體作保還原性氣體作保護(hù)氣氛護(hù)

33、氣氛則更為有利。則更為有利。 燒結(jié)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題：燒結(jié)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題： (1)翹曲翹曲 (2)過(guò)燒過(guò)燒 (3)分解反應(yīng)及多晶轉(zhuǎn)變分解反應(yīng)及多晶轉(zhuǎn)變 (4)黏結(jié)劑燒掉黏結(jié)劑燒掉 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.1.5 燒結(jié)后的其他處理或加工燒結(jié)后的其他處理或加工1)滲透滲透(又稱為熔滲又稱為熔滲) 把把低熔點(diǎn)金屬或合金滲入到多孔燒結(jié)制低熔點(diǎn)金屬或合金滲入到多孔燒結(jié)制品的孔隙中品的孔隙中去的方法稱為熔滲。去的方法稱為熔滲。

34、2)復(fù)壓復(fù)壓 將燒結(jié)后的粉末壓制件再放到將燒結(jié)后的粉末壓制件再放到壓形模中壓一次壓形模中壓一次，叫，叫做復(fù)壓做復(fù)壓 。3)粉末金屬鍛造粉末金屬鍛造 以金屬粉末為原料，先用粉末冶金法制成以金屬粉末為原料，先用粉末冶金法制成具有一定形狀和尺寸的預(yù)成形坯，然后將具有一定形狀和尺寸的預(yù)成形坯，然后將預(yù)成形坯加熱后預(yù)成形坯加熱后置于鍛模中鍛成所需零件置于鍛模中鍛成所需零件的方法。的方法。4)精壓精壓 將零件放入模具中并加以高壓的工序。將零件放入模具中并加以高壓的工序。目的是進(jìn)一目的是進(jìn)一步提高制品的密度、強(qiáng)度。步提高制品的密度、強(qiáng)度。5)其他后續(xù)處理其他后續(xù)處理 粉末冶金制品有一些后續(xù)工序，如含油軸粉末

35、冶金制品有一些后續(xù)工序，如含油軸承的浸油處理，以及機(jī)械加工、噴砂處理，有時(shí)還須進(jìn)行承的浸油處理，以及機(jī)械加工、噴砂處理，有時(shí)還須進(jìn)行一些必要的熱處理等。一些必要的熱處理等。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g 根據(jù)技術(shù)要求，生產(chǎn)粉末金屬可選擇下屬過(guò)程根據(jù)技術(shù)要求，生產(chǎn)粉末金屬可選擇下屬過(guò)程壓制壓制+燒結(jié)；燒結(jié)；壓制壓制+燒結(jié)燒結(jié)+復(fù)壓；復(fù)壓；壓制壓制+預(yù)燒結(jié)預(yù)燒結(jié)+精壓精壓+燒結(jié)；燒結(jié)；壓制壓制+預(yù)燒結(jié)預(yù)燒結(jié)+精壓精壓+燒結(jié)燒結(jié)+復(fù)壓。復(fù)

36、壓。 通常情況下：類(lèi)過(guò)程的應(yīng)用約占通常情況下：類(lèi)過(guò)程的應(yīng)用約占80%；但類(lèi)過(guò)程的；但類(lèi)過(guò)程的應(yīng)用也不少。而較復(fù)雜的類(lèi)和類(lèi)過(guò)程僅用于某些特應(yīng)用也不少。而較復(fù)雜的類(lèi)和類(lèi)過(guò)程僅用于某些特殊零件。近年來(lái)，由于可壓實(shí)性粉末材料及高耐磨模具殊零件。近年來(lái)，由于可壓實(shí)性粉末材料及高耐磨模具材料的開(kāi)發(fā)，經(jīng)一次壓制就可獲得較高強(qiáng)度的零件。材料的開(kāi)發(fā)，經(jīng)一次壓制就可獲得較高強(qiáng)度的零件。4.1.5 燒結(jié)后的其他處理或加工燒結(jié)后的其他處理或加工 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e

37、e r i n g4.1.5 燒結(jié)后的其他處理或加工燒結(jié)后的其他處理或加工 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.2 粉末壓制產(chǎn)品及應(yīng)用粉末壓制產(chǎn)品及應(yīng)用現(xiàn)代汽車(chē)、飛機(jī)、工程機(jī)械、儀器儀表、航空航天、軍工、現(xiàn)代汽車(chē)、飛機(jī)、工程機(jī)械、儀器儀表、航空航天、軍工、核能、計(jì)算機(jī)等工業(yè)中，需要許多具有核能、計(jì)算機(jī)等工業(yè)中，需要許多具有特殊性能的材料特殊性能的材料或在或在特殊工作條件下的零部件特殊工作條件下的零部件，粉末壓制在很大程度上促進(jìn)解決，粉末

38、壓制在很大程度上促進(jìn)解決這些與科技發(fā)展密切相關(guān)的任務(wù)。這些與科技發(fā)展密切相關(guān)的任務(wù)。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.2.1 粉末壓制機(jī)械結(jié)構(gòu)零件粉末壓制機(jī)械結(jié)構(gòu)零件 粉末壓制機(jī)械結(jié)構(gòu)零件粉末壓制機(jī)械結(jié)構(gòu)零件又稱又稱燒結(jié)結(jié)構(gòu)件燒結(jié)結(jié)構(gòu)件，這類(lèi)制，這類(lèi)制品在粉末冶金工業(yè)中產(chǎn)量最大、應(yīng)用面最廣品在粉末冶金工業(yè)中產(chǎn)量最大、應(yīng)用面最廣范。范。在現(xiàn)今在現(xiàn)今汽車(chē)工業(yè)中廣泛采用粉末壓制制造零件汽車(chē)工業(yè)中廣泛采用粉末壓制制造零件。燒結(jié)結(jié)構(gòu)件總產(chǎn)量的

39、燒結(jié)結(jié)構(gòu)件總產(chǎn)量的60%70%用于汽車(chē)工業(yè)，如用于汽車(chē)工業(yè)，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向器、啟動(dòng)馬達(dá)、刮雨器、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向器、啟動(dòng)馬達(dá)、刮雨器、減震器、車(chē)門(mén)鎖中都使用有燒結(jié)零件。減震器、車(chē)門(mén)鎖中都使用有燒結(jié)零件。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g汽車(chē)變速箱中粉末壓制件汽車(chē)變速箱中粉末壓制件 零件名稱零件名稱材料及處理材料及處理零件名稱零件名稱材料及處理材料及處理離合器導(dǎo)向軸承離合器導(dǎo)向軸承Fe-C-PbFe-Cu-C變速器鍵Fe-Ni

40、，滲碳、淬火離合器分離軸承離合器分離軸承Fe-Cu，滲碳、淬火止推墊圈Fe-Cu-C離合器踏板襯套離合器踏板襯套Fe-Cu-C換擋操縱零件Fe-Cu-C離合器齒輪，離合器齒輪，同步器轂同步器轂Fe-Cu-Ni-C萬(wàn)向接頭的中心球Fe-Cu，滲碳、淬火 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.2.2 粉末壓制軸承材料粉末壓制軸承材料1)多孔含油軸承材料多孔含油軸承材料 這是一種利用粉末壓制材料制作的這是一種利用粉末壓制材料制作的多孔性浸滲潤(rùn)滑

41、油的減多孔性浸滲潤(rùn)滑油的減磨材料磨材料，用作軸承、襯套等。常用的有，用作軸承、襯套等。常用的有鐵鐵-石墨和青銅石墨和青銅-石墨石墨含含油軸承材料。油軸承材料。 含油軸承工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使?jié)櫥团蛎洀暮洼S承工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使?jié)櫥团蛎洀暮辖鹂缀辖鹂紫吨邢吨袎旱焦ぷ鞅砻妫鸬綕?rùn)滑作用。運(yùn)轉(zhuǎn)停止后，軸承冷卻，壓到工作表面，起到潤(rùn)滑作用。運(yùn)轉(zhuǎn)停止后，軸承冷卻，表面上潤(rùn)滑油由于毛細(xì)管現(xiàn)象的作用，大部分被吸回孔隙，表面上潤(rùn)滑油由于毛細(xì)管現(xiàn)象的作用，大部分被吸回孔隙，少部分仍留在摩擦表面，使軸承再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)避免發(fā)生干摩擦。少部分仍留在摩擦表面，使軸承再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)避免發(fā)生干摩擦。這樣就可保證軸承能在相當(dāng)

42、長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，不需加油而能有效這樣就可保證軸承能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，不需加油而能有效地工作。地工作。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g含油軸承材料的含油軸承材料的孔隙度通常是孔隙度通常是18%25%。孔隙度高則含孔隙度高則含油多，潤(rùn)滑性好，但強(qiáng)度較低油多，潤(rùn)滑性好，但強(qiáng)度較低，故適宜在低負(fù)荷、中速條，故適宜在低負(fù)荷、中速條件下工作；件下工作；孔隙度低則含油少，強(qiáng)度較高孔隙度低則含油少，強(qiáng)度較高，適宜于中、高，適宜于中、高負(fù)荷，低速條件下工作

43、，有時(shí)還需補(bǔ)加潤(rùn)滑油。目前，這負(fù)荷，低速條件下工作，有時(shí)還需補(bǔ)加潤(rùn)滑油。目前，這類(lèi)材料廣泛用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、紡織機(jī)械和電動(dòng)機(jī)等軸承類(lèi)材料廣泛用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、紡織機(jī)械和電動(dòng)機(jī)等軸承上。上。4.2.2 粉末壓制軸承材料粉末壓制軸承材料 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2)金屬塑料減摩材料金屬塑料減摩材料金屬塑料減摩材料金屬塑料減摩材料是一種是一種具有良好綜合性能的無(wú)油潤(rùn)滑減具有良好綜合性能的無(wú)油潤(rùn)滑減摩材料摩材料。由粉末壓制多孔制品和聚四

44、氟乙烯、二硫化鉬或。由粉末壓制多孔制品和聚四氟乙烯、二硫化鉬或二硫化鎢等固體潤(rùn)滑劑復(fù)合制成。這種材料的特點(diǎn)是工作二硫化鎢等固體潤(rùn)滑劑復(fù)合制成。這種材料的特點(diǎn)是工作時(shí)不需潤(rùn)滑油，時(shí)不需潤(rùn)滑油，有較寬的工作溫度范圍（有較寬的工作溫度范圍（-200+280），），能適應(yīng)高空、高溫、低溫、振動(dòng)、沖擊等工作條件，還能能適應(yīng)高空、高溫、低溫、振動(dòng)、沖擊等工作條件，還能在真空、水或其他液體中工作在真空、水或其他液體中工作，故在電器、儀器儀表軸承，故在電器、儀器儀表軸承等方面廣泛使用。使用這兩類(lèi)軸承可大大簡(jiǎn)化機(jī)器、儀器等方面廣泛使用。使用這兩類(lèi)軸承可大大簡(jiǎn)化機(jī)器、儀器儀表等的結(jié)構(gòu)或機(jī)構(gòu)，減小其體積。儀表等的結(jié)

45、構(gòu)或機(jī)構(gòu)，減小其體積。4.2.2 粉末壓制軸承材料粉末壓制軸承材料 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.2.3 多孔性材料及摩擦材料多孔性材料及摩擦材料1)多孔性材料多孔性材料粉末壓制多孔性材料制品有粉末壓制多孔性材料制品有過(guò)濾器、熱交換器、觸媒過(guò)濾器、熱交換器、觸媒以及一些以及一些滅火裝滅火裝置置等。過(guò)濾器是最典型的多孔性材料制品，主要用來(lái)過(guò)濾燃料油、凈等。過(guò)濾器是最典型的多孔性材料制品，主要用來(lái)過(guò)濾燃料油、凈化空氣，以及化學(xué)工業(yè)上過(guò)

46、濾液體與氣體等，所使用的主要粉料有化空氣，以及化學(xué)工業(yè)上過(guò)濾液體與氣體等，所使用的主要粉料有青青銅、鎳、不銹鋼銅、鎳、不銹鋼等，通常在性能上既要求等，通常在性能上既要求有效孔隙度高，又要求一定有效孔隙度高，又要求一定的力學(xué)性能與耐蝕性和熱強(qiáng)性的力學(xué)性能與耐蝕性和熱強(qiáng)性。多孔性材料的生產(chǎn)過(guò)程與多孔含油軸承材料相類(lèi)似，由于性能的要求多孔性材料的生產(chǎn)過(guò)程與多孔含油軸承材料相類(lèi)似，由于性能的要求較高，因此在生產(chǎn)技術(shù)上有一定的難度，特別難以達(dá)到孔隙度的控制較高，因此在生產(chǎn)技術(shù)上有一定的難度，特別難以達(dá)到孔隙度的控制，故一般要求采用，故一般要求采用球形的霧化粉球形的霧化粉。多孔性材料還可采用纖維壓制法進(jìn)行

47、制造，首先制成金屬纖維，再壓多孔性材料還可采用纖維壓制法進(jìn)行制造，首先制成金屬纖維，再壓制、燒結(jié)。其強(qiáng)度與耐熱性都較好。制、燒結(jié)。其強(qiáng)度與耐熱性都較好。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2)摩擦材料摩擦材料 摩擦材料摩擦材料用來(lái)制作用來(lái)制作剎車(chē)片、離合器片剎車(chē)片、離合器片等，用于制動(dòng)與傳遞扭矩等，用于制動(dòng)與傳遞扭矩。因此，對(duì)材料性能的要求是摩擦系數(shù)要大，耐磨性、耐熱性。因此，對(duì)材料性能的要求是摩擦系數(shù)要大，耐磨性、耐熱性與熱傳導(dǎo)性要好。

48、燒結(jié)材料結(jié)構(gòu)上的多孔性特點(diǎn)，用其作摩擦與熱傳導(dǎo)性要好。燒結(jié)材料結(jié)構(gòu)上的多孔性特點(diǎn)，用其作摩擦材料制品特別有利于在高溫條件下工作。材料制品特別有利于在高溫條件下工作。 粉末摩擦材料主要分為粉末摩擦材料主要分為銅基與鐵基銅基與鐵基兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。 通常通常燒結(jié)摩擦材料的強(qiáng)度較低，可采用鋼制或鐵制襯背解決。燒結(jié)摩擦材料的強(qiáng)度較低，可采用鋼制或鐵制襯背解決。4.2.3 多孔性材料及摩擦材料多孔性材料及摩擦材料 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4

49、.2.4 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是將一些難熔的是將一些難熔的金屬碳化物金屬碳化物(如碳化鎢、碳化鈦等如碳化鎢、碳化鈦等)和和金屬黏結(jié)劑金屬黏結(jié)劑(如鈷、鎳等如鈷、鎳等)粉末混合，壓制成形，并經(jīng)燒結(jié)粉末混合，壓制成形，并經(jīng)燒結(jié)而成的一類(lèi)粉末壓制制品。由于高硬度的金屬碳化物作為基而成的一類(lèi)粉末壓制制品。由于高硬度的金屬碳化物作為基體，軟而韌的鈷或鎳起粘接作用，使硬質(zhì)合金既有體，軟而韌的鈷或鎳起粘接作用，使硬質(zhì)合金既有高的硬度高的硬度和耐磨性和耐磨性，又有，又有一定的強(qiáng)度和韌度一定的強(qiáng)度和韌度。 硬質(zhì)合金硬度高硬質(zhì)合金硬度高(6981HRC)，熱硬性好，熱硬性好(可達(dá)可達(dá)9001000)

50、，耐磨性好耐磨性好，用硬質(zhì)合金制作刀具，壽命可提高，用硬質(zhì)合金制作刀具，壽命可提高58倍，切削倍，切削速度比高速鋼高十幾倍。速度比高速鋼高十幾倍。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金分分類(lèi)類(lèi)(1)鎢鈷類(lèi)鎢鈷類(lèi)(YG) 鎢鈷類(lèi)主要成分為碳化鎢鎢鈷類(lèi)主要成分為碳化鎢(WC)和鈷和鈷(Co)。常用牌。常用牌號(hào)有號(hào)有YG3，YG6，YG8等。等。YG是是“硬鈷硬鈷”兩字的兩字的漢語(yǔ)拼音字首，后面數(shù)字表示鈷的含量漢語(yǔ)拼音字首，后面數(shù)

51、字表示鈷的含量，如，如YG6表示含鈷表示含鈷6%，含碳化鎢，含碳化鎢94%的鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金。的鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金。 鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金有鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金有較好的強(qiáng)度和韌度較好的強(qiáng)度和韌度，適宜制作，適宜制作切削脆性材料的刀具，如切削鑄鐵、脆性有色合切削脆性材料的刀具，如切削鑄鐵、脆性有色合金、電木等。金、電木等。含鈷愈高，強(qiáng)度和韌度愈好，而硬含鈷愈高，強(qiáng)度和韌度愈好，而硬度、耐磨性降低度、耐磨性降低。因此，含鈷量較多的牌號(hào)一般。因此，含鈷量較多的牌號(hào)一般多用作粗加工，而含鈷量較少的牌號(hào)多用于作精多用作粗加工，而含鈷量較少的牌號(hào)多用于作精加工。加工。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o

52、l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g (2)鎢鈷鈦類(lèi)鎢鈷鈦類(lèi)(YT) 鎢鈷鈦類(lèi)主要成分為鎢鈷鈦類(lèi)主要成分為碳化物、碳化鈦碳化物、碳化鈦(TiC)和鈷和鈷。常。常用牌號(hào)有用牌號(hào)有YT5，YT10，YT15等。等。YT是是“硬鈦硬鈦”兩兩字的漢語(yǔ)拼音字首，后面數(shù)字表示碳化鈦的含量字的漢語(yǔ)拼音字首，后面數(shù)字表示碳化鈦的含量，如如TY10表示含碳化鈦表示含碳化鈦10%，其余為碳化鎢和鈷的鎢，其余為碳化鎢和鈷的鎢鈷鈦類(lèi)硬質(zhì)合金。鈷鈦類(lèi)硬質(zhì)合金。 鎢鈷鈦類(lèi)硬質(zhì)合金含有比碳化鎢更硬的碳化鈦，因鎢鈷鈦類(lèi)硬質(zhì)合

53、金含有比碳化鎢更硬的碳化鈦，因而而硬度硬度更更高，熱硬性也較好高，熱硬性也較好，加工鋼材時(shí)刀具表面，加工鋼材時(shí)刀具表面會(huì)形成一層氧化鈦薄膜，使切屑不易黏附，故適宜會(huì)形成一層氧化鈦薄膜，使切屑不易黏附，故適宜制作切削高韌度鋼材的刀具。同樣，含鈷量較高制作切削高韌度鋼材的刀具。同樣，含鈷量較高(如如YT5，含鈷，含鈷9%)的牌號(hào)用作粗加工。的牌號(hào)用作粗加工。硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金分分類(lèi)類(lèi) 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g (3)鎢鉭類(lèi)鎢鉭類(lèi)(YW

54、) 鎢鉭類(lèi)主要成分為碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭鎢鉭類(lèi)主要成分為碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭(TaC)和鈷和鈷。其特點(diǎn)是。其特點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度高抗彎強(qiáng)度高。牌號(hào)主要有。牌號(hào)主要有YW1(84%WC，6%TiC，4%TaC，6%Co)和和YW2(82%WC，6%TiC，4%TaC，8%Co)兩種。這類(lèi)硬質(zhì)合金制作的刀具用于加兩種。這類(lèi)硬質(zhì)合金制作的刀具用于加工工不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼等難加工的材料。等難加工的材料。硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金分分類(lèi)類(lèi) 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E

55、 n g i n e e r i n g4.2.5 粉末壓制鋼結(jié)硬質(zhì)合金及高速鋼粉末壓制鋼結(jié)硬質(zhì)合金及高速鋼1)鋼結(jié)硬質(zhì)合金鋼結(jié)硬質(zhì)合金 鋼結(jié)硬質(zhì)合金具備下面幾個(gè)主要特點(diǎn)：鋼結(jié)硬質(zhì)合金具備下面幾個(gè)主要特點(diǎn)：合金的基本組成是碳化物加合金鋼合金的基本組成是碳化物加合金鋼。從結(jié)構(gòu)上看是通過(guò)鋼。從結(jié)構(gòu)上看是通過(guò)鋼來(lái)膠結(jié)碳化物，或者是大量的一次碳化物分布在鋼基體上來(lái)膠結(jié)碳化物，或者是大量的一次碳化物分布在鋼基體上的金屬基復(fù)合材料。的金屬基復(fù)合材料。由于鋼的組成物在顯微組織中占有一定的比例，因此由于鋼的組成物在顯微組織中占有一定的比例，因此鋼結(jié)鋼結(jié)硬質(zhì)合金具有一定的鍛造、焊接、熱處理及機(jī)械加工等技硬質(zhì)合金

56、具有一定的鍛造、焊接、熱處理及機(jī)械加工等技術(shù)性能術(shù)性能，尤其是通過(guò)不同的熱處理可使同一成分的合金在，尤其是通過(guò)不同的熱處理可使同一成分的合金在一定范圍內(nèi)表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能。一定范圍內(nèi)表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能。在力學(xué)性能上不僅保持了合金鋼和硬質(zhì)合金的基本特性，在力學(xué)性能上不僅保持了合金鋼和硬質(zhì)合金的基本特性，且還有不同程度的發(fā)展。且還有不同程度的發(fā)展。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2)粉末壓制高速鋼粉末壓制高速鋼高速鋼高速鋼是一種用量較

57、大的是一種用量較大的工具鋼工具鋼。高速鋼的含碳量尤其。高速鋼的含碳量尤其是合金元素含是合金元素含量較高，屬于萊氏體鋼量較高，屬于萊氏體鋼，在鑄態(tài)的顯微組織中出現(xiàn)，在鑄態(tài)的顯微組織中出現(xiàn)大量骨骼狀碳化物大量骨骼狀碳化物，其分布，其分布極不均勻且粗大極不均勻且粗大。即使經(jīng)過(guò)熱軋或鍛造后，。即使經(jīng)過(guò)熱軋或鍛造后，碳化物的偏析及碳化物的偏析及不均勻度仍然較嚴(yán)重不均勻度仍然較嚴(yán)重，這對(duì)高速鋼的使用性能與技術(shù)性能帶來(lái)不良影，這對(duì)高速鋼的使用性能與技術(shù)性能帶來(lái)不良影響。如熱變形塑性差，熱處理變形較大，淬火開(kāi)裂的敏感性強(qiáng)，磨削響。如熱變形塑性差，熱處理變形較大，淬火開(kāi)裂的敏感性強(qiáng)，磨削性能差，切削刃抗彎強(qiáng)度低

58、及易于剝落崩裂等，故影響刀具的品質(zhì)和性能差，切削刃抗彎強(qiáng)度低及易于剝落崩裂等，故影響刀具的品質(zhì)和使用壽命。使用壽命。 粉末高速鋼牌號(hào)：粉末高速鋼牌號(hào)：W6Mo5Cr4V2和和W18Cr4V。通過(guò)粉末壓制過(guò)程生產(chǎn)。通過(guò)粉末壓制過(guò)程生產(chǎn)的粉末高速鋼坯料可進(jìn)行鍛造，以改變外形尺寸并適當(dāng)?shù)靥岣呙芏?。的粉末高速鋼坯料可進(jìn)行鍛造，以改變外形尺寸并適當(dāng)?shù)靥岣呙芏?。其熱處理技術(shù)參數(shù)與成分相同的普通高速鋼基本上相同，只是粉末壓其熱處理技術(shù)參數(shù)與成分相同的普通高速鋼基本上相同，只是粉末壓制高速鋼組織中的碳化物分布比較均勻和細(xì)致，在加熱過(guò)程中容易固制高速鋼組織中的碳化物分布比較均勻和細(xì)致，在加熱過(guò)程中容易固溶于奧氏

59、體，淬火加熱溫度可稍低些。溶于奧氏體，淬火加熱溫度可稍低些。4.2.5 粉末壓制鋼結(jié)硬質(zhì)合金及高速鋼粉末壓制鋼結(jié)硬質(zhì)合金及高速鋼 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4.2.6 耐熱材料及其他材料耐熱材料及其他材料1)難熔金屬耐熱材料難熔金屬耐熱材料 難熔金屬是指熔點(diǎn)超過(guò)難熔金屬是指熔點(diǎn)超過(guò)2000以上的金屬，如鎢以上的金屬，如鎢(熔點(diǎn)熔點(diǎn)為為3380)，鉬，鉬(2600)，鉭，鉭(2980)，鈮，鈮(2468)等。等。這些金屬常用這些金屬

60、常用還原法或從其他冶金方法還原法或從其他冶金方法得到金屬粉末，得到金屬粉末，并與合金通過(guò)粉末冶金制成的耐熱材料廣泛應(yīng)用導(dǎo)彈和并與合金通過(guò)粉末冶金制成的耐熱材料廣泛應(yīng)用導(dǎo)彈和宇宙飛行器的結(jié)構(gòu)件，以及燃燒室構(gòu)件、加熱元件、熱宇宙飛行器的結(jié)構(gòu)件，以及燃燒室構(gòu)件、加熱元件、熱電偶絲等。電偶絲等。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2)耐熱合金材料耐熱合金材料 以鈷鎳鐵等為基的耐熱合金材料以鈷鎳鐵等為基的耐熱合金材料由于機(jī)加工比較困由于機(jī)加工比較困