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粉末冶金的材料是什么?

发布时间:2024-12-19 06:18编辑:冶金属归类:冶金设备

一、粉末冶金的材料是什么?

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。

粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方,均属于粉末烧结技术,因此,一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点,它已成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

二、粉末冶金材料的特点是什么?

粉末冶金工艺是将金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料,经过成 型和烧结,制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺。但其模具和金属粉末成本较高,批量小或制品尺寸过大时不宜采用。目前,粉末冶金工艺已被广 泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域,成为新材 料科学中最具发展活力的分支之一。

粉末冶金工艺主要包括入下的步骤:

  • 制备粉末、
  • 成型、
  • 烧结以及
  • 后处理。

但是烧结 过程中的颗粒重排、气孔减少、气孔缩小和变形等过程,将导致封闭在粉末冶金材料内部的 气孔无法完全排出。对于韧性较低的粉末冶金材料,材料内部的气孔,在材料受力的过程中 会造成应力集中,成为起裂源。对于表面质量要求较高的粉末冶金材料制品,材料中的气孔 将导致制品抛光后极容易形成微观孔隙,影响制品的外观效果。

粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比,具有以下特点:

  • 粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的,因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多项不均质的特殊功能复合材料和制品。
  • 高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末,凝固速度极快、晶粒细小均匀,保证了材料的组织均匀,性能稳定,以及良好的冷、热加工性能,且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制,可提高强化相含量,从而发展新的材料体系。
  • 利用各种成形工艺,可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件,大量减少机加工量。提高材料利用率,降低成本。

粉末冶金的品种繁多,主要有:

  • 钨等难熔金属及合金制品;
  • 用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金,用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀,还可制造模具等;
  • Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料,用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。

随着粉末冶金生产技术的发展,粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。

粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。

  • 填充特性: 指在没有外界条件下,粉末自由堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表示。粉末的填充特性与颗粒的大小、形状及表面性质有关。
  • 流动性: 指粉末的流动能力,常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时间表示。流动性受颗粒粘附作用的影响。
  • 压缩性: 表示粉末在压制过程中被压紧的能力,用规定的单位压力下所达到的压坯密度表示,在标准模具中,规定的润滑条件下测定。影响粉末压缩性的因素有颗粒的塑性或显微硬度,塑性金属粉末比硬、脆材料的压缩性好;颗粒的形状和结构也影响粉末的压缩性。
  • 成形性 指粉末压制后,压坯保持既定形状的能力,用粉末能够成形的最小单位压制压力表示,或用压坯的强度来衡量。成形性受颗粒形状和结构的影响。

虽然所有的金属都可以制成粉末,但在实用性与经济性考量下,常用作此项用途者有铁与铜。其中,黄铜(铜与锌合金)与铁多用于各种机件的制造,青铜则常用于多孔性轴承的制造。由于金属的物理与化学性质不同,制造粉末的方法也不同,所得的颗粒大小、形状也不相同,

常见的制造方法有:

  1. 切削法 用于镁及其合金,因镁易燃,以切削方式加工时便于冷却。所得的颗粒大。
  2. 滚磨法 包括使用轧碎机、旋转滚磨机及捣碎机等,可用于脆性材料(以压轧或撞击方式),作成不规则颗粒;亦可用于延性材料,以制造油漆颜料的片状颗粒。
  3. 雾化法 用于低熔点的金属,如铅、锡、锌等,将之加热到熔融状态,再以喷漆原理在气流中喷射成极细的微粒。
  4. 成粒法 将金属加热到熔融状态,并于凝固成固体时,加以搅拌,成为小颗粒状。
  5. 还原法 使用粉状的金属氧化物,在熔点下与还原性的气体接触,直接得到金属粉末,例如铁粉的制造。
  6. 电解法 用于铁、银、钽及若干金属粉末;系以钢板置于电解液中,作为阳极,不锈钢作为阴极,通电后铁粉沉积在阴极上,经剥下电积铁粉,再予以冲洗、过筛、分成各种粗细,而后再予以退火软化。
  7. 预制合金粉末 所谓“预制合金粉末”系指合金粉末是用完全熔化的合金来制成,以不锈钢或各种高等合金为例,若以纯金属粉末来混合,将无法达到预期的效果(因纯金属混合时,烧结温度系在熔点以下,无法使纯金属变成合金),故先制成合金后,再制成粉末。
  8. 预敷粉末 将金属粉末通过敷层金属的蒸汽,使表面凝聚一层敷层金属,这种金属粉末即称之为“预敷粉末”,此粉末在烧结后,可使制品具有此一敷层金属的特性。

成形

将粉末送入模中加压成形前,必须慎选粉末,以使制品达成经济性要求,并且在压实后,可以得到所要的性质。当仅使用一种粉末时,只要颗粒大小及分布适当,即可送入模中加压成形。当为增加粉末流动性或密度,必须掺入不同尺寸的粉末颗粒时,混合粉末常加入润滑剂(如硬脂酸、硬脂酸锂或粉末石墨),以减少粉末间的相互粘著,并降低压制时模壁的磨擦阻力,使成品易于脱模;可是,润滑剂的加入,却会使产品在烧结后,容易出现孔眼。

常见的有:

压制法 Pressing 压制是将混合妥当的定量粉末置于钢模内,用每平方吋数千磅到二十万磅的压力,在模中压制成形的方法。其中,压力的大小则依粉末的性质而异,对于软质(可塑性高)的粉末而言,不需要太高的压力,则可使其互锁而得到颇为密实,且具有适当强度的压制件;对于脆性、高硬度的粉末而言,则需要较高的压力。压制法所使用的压力机,可分成:机械式:动作快,操作简易; 液压式:适用于大件或需要大压力者. 模子与冲头间的配置方式,则可分为:单动作模:仅有一个冲模; 双动作模:具有上下两个冲头(下图所示),其中,下冲头除了具有加压的作用外,亦具有在压制完成后,将压制件自模中挺射出模的任务;而模子的设计,必须具有适当的拔模角,以利脱模。至于冲头的行程,全视粉末的压缩比而定。

离心压制法 Centrifugal Compacting 离心压制法在操作上,系将金属粉末置于模内,在高速旋转下,产生离心力,并作用在每一个金属颗粒上,以压制重金属粉末(如碳化钨等工具材料)。此法仅适用于形状简单,断面均匀的小制品。

粘铸法 Slip Casting 将金属粉末与一种浆质材料混合后,注入石膏模中,利用石膏的多孔性,吸收多馀的液体,使浆中的粘性物质及金属粉末留在石膏模内,成为类似普通铸造法的铸件。此法类似陶瓷的造形法,当用于中空件时,可在混合浆质于靠近石膏模面粘结到适当厚度时,将多馀的浆液倾出,留下一层壳式的粘结件。

挤制法 Extruding 用于以金属粉末制造长条形的制品或型材时,如核能固体燃料棒及其他高温金属。可依材料性质分成:

冷挤法

热挤法(先加热至适当温度):在热挤法中,通常先将粉末压制成块,然后加热或烧结于非氧化气体中,或置于密封金属容器中,以防止氧化。

重力烧结法 Gravity Sintering 用于化学工业中的过滤用多孔性金属板的制造,其方法为:将金属粉末均匀分布在陶瓷盘上(厚度依需要而定),然后在分解的阿姆尼亚气体中,以高温烧结之;其过程中未加上其他压力,仅是靠高温可塑状态下的重力结合之。烧结后的金属板,可再施行滚轧,以控制厚度,并增加表面光平度。

等压模造形法 Isostatic Molding 将金属粉末置于模中,以液压或气体直接加压在金属粉粒上;由于各处所受的压力均相同,因此,制品的密度甚为均匀,且各方强度均一。右图所示为一中空筒形压制胚等压模造形装置的切面图。

滚轧法 Rolling 将金属粉末自漏斗中漏落于两个辊子之间,借由滚轧的压力,使粉末互相锁成板片状,然后再送到烧结炉中烧结。烧结后,可再送到滚轧机滚轧,以控制其厚度,增加表面光平度,必要时,亦可进一步作热处理。此法可作连续性操作,宜于大量制造。

爆炸力压制法 Explosive Compacting 以爆炸的爆炸力来压制粉末的生压件(压胚),由于爆炸的压力非常高,可使可塑性低的金属产生极高的密度及互锁强度,缩短烧结时间,降低因烧结而产生的收缩率。其中,爆炸的压力可借由推动柱塞来推动,以压缩粉末,亦可经由防水袋的设计,传递压力给粉末。

金属纤维法 Fiber Metal Process 先将极细的金属棉或线,切成一定的长度,成为金属纤维,各纤维予以弯曲,互相嵌扭作成乱线状,并与一种液体糊状物混合,浇注多孔性的底盘上,待液体漏尽,即形成乱线一样的金属纤维所组成的‘席子’,然后加压并烧结之;或再施以滚轧或以对压模压紧,以增加密度。

烧结(sintering) 将生压件加热到适当的温度,以增加其机械强度及硬度的操作,称之为烧结。烧结的过程中,晶粒界面首先成形,进而造成晶粒的再结晶,而高温使金属的表面的可塑性提高,并建立一层液体的网组织,可改进相互间的机械互锁性质;另外,金属中溶解的气体,亦可在高温下被驱除净尽。至于烧结的温度,则通常都在主要组成金属的熔点之下,而烧结时间,则约在 20-40 分钟之间,此外,烧结的过程中,为避免粉末与大气接触而氧化,可使用还原性蒙气或氮气,以阻止高热时形成有害的氧化层。

此外,生压件烧结后,因制品形状、颗粒大小与分配、化学组成、烧结操作情形、压力大小等因素,使尺寸或有增长或缩短的稍微差异。

热压法 Hot Pressing 热压法是将粉末的加压与烧结同时在一个模子内完成的加工法,常用于碳化钨工具材料的制造。此法具有提高制品强度、硬度、精密度等优点、但因加热是在加压的同时进行,因此,所使用的模子必须是耐热材质,且加热蒙气及时间长短不易控制;另外,在处理高温合金时,必须使用石墨模,但由于石墨模的强度甚低,仅能使用一次,消耗量颇大。

火花烧结法 Spark Sintering 火花烧结法也是加热与加压同时在一个模子内完成的烧结法,只不过加热方式与热压法不同,且所需的时间也甚为短暂,颇似照相用闪光灯一般,通常约为 12-15 秒,而所得的制品颇为密实。其中,加热的过程系先将直流电能储存在电容器内,于烧结时放电,产生高能量的火花(约 1-2秒),先将粉末表面的不纯物去除,火花之后,可产生新的结晶,然后在压力之下,使颗粒间更为密实。此法除可用于碳化物等高温金属的烧结外,亦可用于铝、铜、青铜、铁及不锈钢等。

完成加工法

渗油处理(Oil Impregnation)渗油处理系将烧结的轴承,浸入润滑油中加热,并且维持相当的时间,或真空处理(时间可以缩短);此时,轴承借由多孔性的毛细管作用,吸存润滑油,并于转动时释出。

金属渗入(Infiltration) 系指将低熔点的熔融金属渗入多孔性的烧结制品中,以减少孔隙体积,增加机械强度。金属在渗入之前,可先作化学处理,以增加渗入范围。

尺寸矫正(Sizing)及压印(Coining) 系将烧结物放置在与压模相似的模内,再压一次,以得到正确尺寸或面层花纹。此方法属于冷加工,具有增加表面层硬度、光平度、尺寸精度与密度等特点。

热处理(Heat Treatment) 由于粉末冶金制品的密实程度不及实体合金,因此,热处理的效果较差(因多孔性有碍热传递),但实施热处理有助于改进其机械性质。

电镀(Plating) 高密度的模压件,可直接实施普通标准方式的电镀,但中低密度的模压件,必须以珠击法(Peening)、擦光法(Burnishing)或塑胶树脂渗入法以封闭面层的孔隙,再能实施普通标准方式的电镀。 注意:不可使用盐类渗入,以免在电镀时起泡。

切削加工(Machining)对于螺孔、沟槽、挖切或侧孔等无法在模中压制出来者,仍须以传统的机器切削之,而所使用的切削工具,以碳化钨材质为宜,所使用的冷却剂,则必须避免使制品锈蚀。

三、稀土永磁材料钕铁硼生产设备有哪些?

真空甩带炉,氢爆,气流磨,磁场成型压机,真空烧结炉。这是主要的,还应该有相应的辅助设备连接成生产线。

其他还需要测试测量试验设备,后加工设备,充磁包装设备

四、粉末冶金齿轮常用什么材料?

要先用普通材料做试验,取得齿轮最佳参数。再做一付高精度的模具。装配的时候做一个试验台,先预装(要选配),跑合,再组装。

五、耐火材料生产常用的混合设备有哪些?

立轴行星式搅拌机,高效强力混合机这两种是行业当下常用的搅拌、混合设备

六、45P粉末冶金是什么材料?

是一种软磁铁粉,其主要用于生产一种发出信号的ABS齿环(或齿圈、又名音轮,磁感应脉冲轮),是一种功能材料。

七、为什么粉末冶金常用于轴瓦材料?

因为粉未冶金铸件密实耐用,磨损量小,很附合轴瓦的使用特性。

八、蔬菜生产设备有什么要求

蔬菜生产设备有什么要求

蔬菜生产设备是农业生产中重要的一环,它们的质量直接关系到农产品的质量和产量。因此,在选择蔬菜生产设备时,需要注意一些要求。

1: 质量要求

蔬菜生产设备的质量直接关系到生产效率和产品质量。所以,必须选择质量可靠、技术先进的设备,可以从以下几个方面来考虑:

  • 设备外观:设备表面应光滑无锈斑、无毛刺,各部件的连接牢固,无明显缺陷。
  • 设备材质:设备材质应选用优质、防腐、耐磨的材料,以保证设备的使用寿命。
  • 设备性能:设备性能应稳定可靠,操作简便,维护方便。

2: 安全要求

蔬菜生产设备的安全性是非常重要的,必须注意以下几个方面:

  • 设备操作:设备的操作应该简单明了,安装位置合理,方便操作和维护。
  • 设备保护:设备应配备必要的安全保护装置,如限位开关、漏电保护器、断电保护器等,以保证操作人员的安全。
  • 设备维护:设备维护应按照相关规定进行,任何人员都不得擅自拆卸设备,以免造成安全事故。

3: 环保要求

蔬菜生产设备的环保性也是非常重要的,它与环境保护、生态平衡、人类健康等问题相关。因此,必须注意以下几个方面:

  • 设备材料:要尽可能选用环保材料,如不锈钢、铝合金等,以降低对环境的污染。
  • 设备排放:设备排放应符合国家标准,不得超标排放。如有必要,应当进行尾气排放测试,确保排放符合标准。
  • 设备回收:设备使用寿命到期后,应进行回收利用或者安全处理,不能随意丢弃,以免造成环境污染。

总之,蔬菜生产设备的要求包括质量、安全、环保等方面,必须严格按照相关标准进行选择和使用,以保证蔬菜生产的质量和效益。

九、橡塑保温材料的生产设备有哪些?

橡塑保温材料的生产设备

橡塑保温材料作为一种常见的保温材料,其生产设备通常包括:

  • 橡塑生产线:用于将橡塑原料与发泡剂、助剂等混合,并通过挤出、发泡、成型等工序制成橡塑保温材料。
  • 混合机:用于将橡塑原料、发泡剂、助剂等进行混合,保证原料的均匀性。
  • 挤出机:将混合后的橡塑原料进行挤出,成型成带状材料。
  • 发泡设备:通过加热和发泡剂的作用,使橡塑材料膨胀成为泡沫状,增加材料的保温性能。
  • 涂布机:用于给橡塑材料表面涂布层,增加其耐候性和美观性。
  • 切割机:将成型后的橡塑保温材料进行切割,符合不同尺寸要求。

以上是橡塑保温材料生产过程中常见的设备,不同厂家的设备配置可能会有所差异。

如果您有需要了解更多有关橡塑保温材料生产设备的信息,欢迎随时联系我们。感谢您阅读本文。

十、橡塑保温材料生产设备有哪些

橡塑保温材料生产设备有哪些

在现代建筑保温材料行业中,橡塑保温材料因其卓越的绝缘性能和耐久性而备受关注。然而,要生产高品质的橡塑保温材料,不仅需要优质的原材料,还需要先进的生产设备。那么,橡塑保温材料生产设备有哪些呢?本文将为您详细介绍。

1. 高速搅拌机

橡塑保温材料的生产过程中,需要将原材料进行搅拌混合,以确保不同组分充分融合。高速搅拌机是一种常用的设备,它能够高效地实现原材料的混合,并保证混合均匀。

2. 挤出机

挤出机是橡塑保温材料生产中不可或缺的设备之一。通过挤出机,可以将混合好的原料挤出成型,形成所需的保温材料的形状。挤出机操作简单方便,且生产效率高。

3. 加热设备

在橡塑保温材料的生产过程中,加热是一个重要的环节。加热设备可以为原材料提供所需的温度,使其能够充分熔化和混合。一般而言,加热设备采用电加热的方式,通过控制加热温度和时间来实现最佳的生产效果。

4. 切割机

切割机是用来将挤出的橡塑保温材料进行切割成所需尺寸的设备。由于橡塑保温材料的尺寸和形状各异,因此需要根据实际需求来选择合适的切割机型号。

5. 压力机

压力机是将挤出的橡塑保温材料进行压制的设备。通过压力机的作用,可以增加橡塑保温材料的密度和耐久性,使其更加适合于建筑保温材料的使用。

6. 温控系统

在橡塑保温材料的生产过程中,温度是一个重要的参数。温控系统可以实时监测和调节生产过程中的温度,保证原材料在最佳温度下进行加工,从而提高产品的质量。

7. 造粒机

造粒机可以将混合好的原料进行造粒处理,使其形成颗粒状的橡塑保温材料。通过造粒机,可以调节颗粒的大小和形状,以满足不同需求。

8. 包装机

包装机是橡塑保温材料生产线中的最后一道工序。它可以将生产好的橡塑保温材料进行包装,保护其免受外界污染和损坏。包装机的应用可以使橡塑保温材料更方便运输和储存。

结论

橡塑保温材料生产设备是保证橡塑保温材料质量的重要因素。上述介绍的设备是橡塑保温材料生产过程中常见且必要的设备。当选择橡塑保温材料的供应商时,可以通过了解其生产设备和工艺,来判断其产品的质量和可靠性。

同时,在使用橡塑保温材料时,我们也应该注意其质量,并遵循相关施工规范,以确保其最佳的保温效果和安全性。

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