粉末冶金的生产流程主要包括以下几个步骤:
粉末的制取
机械法:包括固体粉碎和液体粉碎。固体粉碎是通过滚动或振动的筒运动,用钢球把物料撞击、粉碎成粉末,适用于脆性金属与合金;液体粉碎主要是雾化法,即通过高压气体、液体或高速旋转的叶片将熔融金属分散成雾状液滴,冷却后即为粉末,适用于熔点低的金属.
物理化学法:主要是通过物理或化学的作用,改变原料的凝聚状态或化学成分而获得金属粉末的方法。比如用还原剂还原金属氧化物或盐类成为金属粉末,适用于金属氧化物或卤族化合物;对金属盐类可用电解法,即在熔盐中通直流电,电解析出的金属离子成为金属粉末。此外,还有热离解法和化学置换法.
混合
干式混合:适用于组元密度接近和粉末均匀性要求不高的混合.
湿式混合:要在粉料中加入大量的汽油、酒精等挥发性液体进行球磨,这样可以增加混合的均匀性,并可增加组元间的接触面,改善烧结性能。此外,在粉末中加入汽油、橡胶液或石蜡可改善粉末的成型性和可塑性.
半干式混合:在粉料中加入约 0.1% 的润滑油,可减轻粉料的密度偏析.
成型
压制法:常用的成型方法,根据成型温度分为常温压制和加温压制.
无压成型方法:如粉浆浇注、冷冻浇注和无压浸渍等.
烧结
液相烧结:烧结温度高于粉末中熔点最低组分的熔点,低熔点组分熔化为液体,渗入固体颗粒间隙中,包围固体颗粒,成为一体;或者与固体颗粒发生熔解、重结晶和晶粒长大的现象,最后得到粉末冶金制品.
固相烧结:烧结温度低于粉末中所有金属和合金的熔点,过程中没有组分熔化为液态。通过烧结,提高了金属的塑性,消除了吸附气体和杂质,增加了颗粒间的接触面积,使粉末结合得更加紧密。此过程中,再通过原子扩散、再结晶以及晶粒长大,最后得到强度高的粉末冶金制品.
烧结后处理
压力加工:如锻造、轧制等,可以改善制品的密度和性能.
浸渗:可提高制品的密封性、硬度和耐磨性等,如浸油、浸树脂等.
热处理:通过淬火、回火等热处理工艺,提高制品的强度、硬度、韧性等性能.
表面处理:如电镀、化学镀、涂层等,可提高制品的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性.
机械加工:对精度要求较高的制品,进行少量的机械加工,如车削、磨削等,以满足尺寸精度和表面粗糙度的要求.
粉末冶金、金属注射成型、粉末冶金齿轮
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