粉末冶金技術(shù)-緒論

1、粉末冶金技術(shù)(P/M)材料學(xué)是研究材料組成與結(jié)構(gòu)、制備工藝、性能和應(yīng)用以及彼此之間相互關(guān)系的學(xué)科，為材料設(shè)計(jì)、制造、工藝優(yōu)化和合理使用提供科學(xué)依據(jù)?，F(xiàn)代材料學(xué)科更注重研究各類材料及它們之間相互滲透的交叉性和綜合性。1應(yīng)用-打火機(jī)等能量轉(zhuǎn)換器性能-壓電性能組成與結(jié)構(gòu)-SiO2 ZnO BaTiO3制備？2世界上最小發(fā)電機(jī)！3刀具零件切削加工機(jī)械加工中的刀具，包括車刀，銑刀和刨刀等。4鑄造加工工藝5粉狀材料-粉體粉體材料學(xué)以粉體的性質(zhì)、制備和處理為主線，系統(tǒng)研究粉體的幾何、填充、流變、力學(xué)等基本性質(zhì)；破碎與粉磨、分級(jí)與分離、混合、輸送與計(jì)量等粉體制備和處理中各種單元操作的基本理論。同時(shí)研究相關(guān)機(jī)械

2、設(shè)備的構(gòu)造、工作原理等。粉末冶金材料用粉末冶金工藝制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具 有傳統(tǒng)熔鑄工藝所無(wú)法獲得的獨(dú)特的化學(xué)組成和物理、力學(xué)性能，如材料的孔隙度可控，材料組織均勻、無(wú)宏觀偏析（合金凝固后其截面上不同部位沒(méi)有因液態(tài)合金宏觀流動(dòng)而造成的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象），可一次成型等。工藝是一種生產(chǎn)規(guī)范, 是把產(chǎn)品設(shè)計(jì)者的意圖轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的行業(yè)規(guī)范。粉末冶金技術(shù)(powder metallurgy technology)是制取金屬粉末(添加或不添加非金屬粉末)，實(shí)施成形和燒結(jié)，制成材料或制品的加工方法或工藝技術(shù)。它是冶金和材料科學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。粉末冶金技術(shù)出現(xiàn)于1870年的

3、美國(guó)，它最初是壓制銅鉛合金軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)軸承的自潤(rùn)滑。粉末冶金產(chǎn)品的應(yīng)用范圍十分廣泛，從普通機(jī)械制造到精密儀器；從五金工具到大型機(jī)械；從電子工業(yè)到電機(jī)制造；從民用工業(yè)到軍事工業(yè)；從一般技術(shù)到尖端高技術(shù)，均能見(jiàn)到粉末冶金工藝的身影。6制備成形燒結(jié)71、粉末制備 現(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類：機(jī)械法和物理化學(xué)法。而機(jī)械法可分為：機(jī)械粉碎及霧化法；物理化學(xué)法又分為：電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應(yīng)用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。2、粉末成形 成形的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯，并使其具有一定的密度和強(qiáng)度。成形的方法基本上分為加壓成形和無(wú)壓成形。加

4、壓成形中應(yīng)用最多的是模壓成形。3、坯塊燒結(jié) 燒結(jié)是粉末冶金工藝中的關(guān)鍵性工序。成形后的壓坯通過(guò)燒結(jié)使其得到所要求的最終物理機(jī)械性能。燒結(jié)又分為單元系燒結(jié)和多元系燒結(jié)。對(duì)于單元系和多元系的固相燒結(jié)，燒結(jié)溫度比所用的金屬及合金的熔點(diǎn)低；對(duì)于多元系的液相燒結(jié)，燒結(jié)溫度一般比其中難熔成分的熔點(diǎn)低，而高于易熔成分的熔點(diǎn)。除普通燒結(jié)外，還有松裝燒結(jié)、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結(jié)工藝。4、后序處理 燒結(jié)后的處理，可以根據(jù)產(chǎn)品要求的不同，采取多種方式。如精整、浸油、機(jī)加工、熱處理及電鍍。此外，近年來(lái)一些新工藝如軋制、鍛造也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工，取得較理想的效果?；竟ば?工藝特點(diǎn)（1）粉末冶金技術(shù)可以

5、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。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲(chǔ)氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導(dǎo)材料、新型金屬材料（如Al-Li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。（2）可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料。（3）可以容易地實(shí)現(xiàn)多種類型的復(fù)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(fù)合材料的工藝技術(shù)。（4）可以生產(chǎn)普通熔煉法無(wú)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)陶瓷和功能陶瓷材料等。（5）

6、可以實(shí)現(xiàn)凈近形成形和自動(dòng)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。（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(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。9發(fā)展歷史1890年，美國(guó)的庫(kù)利吉發(fā)明用粉末冶金方法制造燈泡用鎢絲，奠定了現(xiàn)代粉末冶金的基礎(chǔ)。 到1910年左右，人們已經(jīng)用粉末冶金法制造了鎢鉬制品、硬質(zhì)合金、青銅含油軸承、多孔過(guò)濾器、集電刷等，逐步形成了整套粉末冶金技術(shù)。 20世紀(jì)30年代，旋渦研磨鐵粉和碳還原鐵粉問(wèn)世后，用粉末冶金法制造鐵基機(jī)械零件獲得了很快的發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)后，粉末冶金技術(shù)發(fā)展迅速，新的生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備、新的材料和制品不斷出現(xiàn)

7、，開(kāi)拓出一些能制造特殊材料的領(lǐng)域，成為現(xiàn)代工業(yè)中的重要組成部分。 10發(fā)展方向1、有代表性的鐵基合金，將向大體積的精密制品，高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)零部件發(fā)展。2、制造具有均勻顯微組織結(jié)構(gòu)的、加工困難而完全致密的高性能合金。3、用增強(qiáng)致密化過(guò)程來(lái)制造一般含有混合相組成的特殊合金。4、制造非均勻材料、非晶態(tài)、微晶或者亞穩(wěn)合金。5、加工獨(dú)特的和非一般形態(tài)或成分的復(fù)合零部件。 總之,粉末冶金是制取金屬粉末，及采用成形和燒結(jié)工藝將金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）制成材料和制品的工藝技術(shù)。它是冶金和材料科學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。粉末冶金制品的應(yīng)用范圍十分廣泛，從普通機(jī)械制造到精密儀器；從五金工具到大型機(jī)械；從電子工業(yè)到電機(jī)制造；從民用工業(yè)到軍事工業(yè)；從一般技術(shù)到尖端高技術(shù)，均能見(jiàn)到粉末冶金工藝的身影。11學(xué)習(xí)要求1、掌握材料的合成與加工、成分與組織、性質(zhì)及應(yīng)用性能、材料與環(huán)境及其相互關(guān)系，能正確地理解和評(píng)價(jià)各種材料之間的相互關(guān)系；2、掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，善于從書(shū)本和網(wǎng)絡(luò)中汲取有用的信息，具有自主學(xué)習(xí)與自我更新知識(shí)的能力；具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。3、掌握材料結(jié)構(gòu)、性能的測(cè)試方法和宏觀生產(chǎn)過(guò)程的工程測(cè)試技術(shù)；4、掌握材料生產(chǎn)工藝過(guò)程及設(shè)備的基本理論和方法，具有