粉末冶金與模具設(shè)計(jì)論文

1、 .DOC資料. .DOC資料. 粉末冶金及模具設(shè)計(jì)論文作者：日期：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目: 粉末冶金及模具設(shè)計(jì) 專業(yè): 數(shù)控應(yīng)用技術(shù) 班級(jí): 04421 學(xué)號(hào): 23 姓名: 麥惠豐 指導(dǎo)老師: 李華志 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校二七年六月 摘 要本文主要圍繞粉末冶金及模具設(shè)計(jì)開(kāi)展了以下幾方面的研究1、在 HYPERLINK ./tech/185717.html 粉末冶金技術(shù)的特點(diǎn)及其在新材料中的作用進(jìn)行研究，重點(diǎn)介紹了粉末冶金在工業(yè)中的重要性及其壓制步驟。2、在粉末冶金工藝中，根據(jù)產(chǎn)品的要求選擇金屬粉末或非金屬粉末為原材料來(lái)壓制。3、在粉末冶金模具設(shè)計(jì)原理方面，本文重點(diǎn)圍繞精整模具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究

2、，歸納、總結(jié)并提出了精整模具三個(gè)關(guān)鍵零部件(芯棒、模沖、陰模)。關(guān)鍵詞： 粉末冶金粉末冶金模具精整AbstractThis text was main circumambience powder metallurgy and molding tool design to open an exhibition the following several aspect of research1, carry on research in the new function within material in the characteristics of technique of the powde

3、r metallurgy and it, point introduction the powder metallurgy is in the industry of importance and it inhibit a step。2, in the powder metallurgy the craft, according to the metals powder of the request choice or nonmetal powder of product for original material to inhibit。3, at the molding tool desig

4、n of the powder metallurgy principle, this text point around Jings whole molding tool design carry on research and induce, summary and put forward Jing the whole key with three molding tool zero partses(Xin stick, mold blunt, Yin mold) new of classification method。Key Words: Craft and material of th

5、e powder metallurgy Powder metallurgy molding tool The Jing is whole目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc106775905 摘 要 PAGEREF _Toc106775905 h 2 HYPERLINK l _Toc106775906 關(guān)鍵詞： 粉末冶金粉末冶金模具精整 PAGEREF _Toc106775906 h 2 HYPERLINK l _Toc106775907 Abstract PAGEREF _Toc106775907 h 3 HYPERLINK l _Toc106775908

6、目錄 PAGEREF _Toc106775908 h 4 HYPERLINK l _Toc106775909 第章 緒 論 PAGEREF _Toc106775909 h 6 HYPERLINK l _Toc106775910 1.1 粉末冶金工藝及制品簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc106775910 h 6 HYPERLINK l _Toc106775911 12粉末冶金技術(shù)的作用和發(fā)展 PAGEREF _Toc106775911 h 6 HYPERLINK l _Toc106775912 1.2.1 新材料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn) PAGEREF _Toc106775912 h 7 HYPER

7、LINK l _Toc106775913 1.2.2 新材料技術(shù)前沿研究領(lǐng)域 PAGEREF _Toc106775913 h 8 HYPERLINK l _Toc106775914 1.2.3 粉末冶金技術(shù)的特點(diǎn)及其在新材料研究中的作用 PAGEREF _Toc106775914 h 9 HYPERLINK l _Toc106775915 1.2.4 粉末冶金學(xué)科優(yōu)先發(fā)展方向 PAGEREF _Toc106775915 h 9 HYPERLINK l _Toc106775916 1.3 粉末冶金模具技術(shù)概況 PAGEREF _Toc106775916 h 10 HYPERLINK l _Toc

8、106775917 1.3.1主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc106775917 h 11 HYPERLINK l _Toc106775918 第二章 粉末冶金基礎(chǔ)知識(shí) PAGEREF _Toc106775918 h 12 HYPERLINK l _Toc106775919 2.1 粉末的化學(xué)成分及性能 PAGEREF _Toc106775919 h 12 HYPERLINK l _Toc106775920 2.1.1粉末的化學(xué)成分 PAGEREF _Toc106775920 h 12 HYPERLINK l _Toc106775921 2.1.2粉末的物理性能 PAGEREF _Toc10

9、6775921 h 12 HYPERLINK l _Toc106775922 2.1.3粉末的工藝性能 PAGEREF _Toc106775922 h 12 HYPERLINK l _Toc106775923 2.2 粉末冶金的機(jī)理 PAGEREF _Toc106775923 h 13 HYPERLINK l _Toc106775924 2.2.1壓制的機(jī)理 PAGEREF _Toc106775924 h 13 HYPERLINK l _Toc106775925 2.2.2等靜壓制 PAGEREF _Toc106775925 h 13 HYPERLINK l _Toc106775926 2.2

10、.3粉末軋制 PAGEREF _Toc106775926 h 14 HYPERLINK l _Toc106775927 2.2.4粉漿澆注 PAGEREF _Toc106775927 h 14 HYPERLINK l _Toc106775928 2.2.5擠壓成形 PAGEREF _Toc106775928 h 14 HYPERLINK l _Toc106775929 2.2.6松裝燒結(jié)成形 PAGEREF _Toc106775929 h 14 HYPERLINK l _Toc106775930 2.2.7燒結(jié)的機(jī)理 PAGEREF _Toc106775930 h 15 HYPERLINK l

11、 _Toc106775931 2.3粉末冶金工藝 PAGEREF _Toc106775931 h 15 HYPERLINK l _Toc106775932 2.3.1粉末制備 PAGEREF _Toc106775932 h 15 HYPERLINK l _Toc106775933 2.3.2粉末的預(yù)處理 PAGEREF _Toc106775933 h 15 HYPERLINK l _Toc106775934 2.3.4成形 PAGEREF _Toc106775934 h 16 HYPERLINK l _Toc106775935 2.4燒結(jié) PAGEREF _Toc106775935 h 17

12、HYPERLINK l _Toc106775936 2.4.1燒結(jié)的方法 PAGEREF _Toc106775936 h 17 HYPERLINK l _Toc106775937 2.4.2影響粉末制品燒結(jié)質(zhì)量的因素 PAGEREF _Toc106775937 h 17 HYPERLINK l _Toc106775938 2.5后處理 PAGEREF _Toc106775938 h 18 HYPERLINK l _Toc106775939 2.5.1復(fù)壓 PAGEREF _Toc106775939 h 18 HYPERLINK l _Toc106775940 2.5.2浸漬 PAGEREF _

13、Toc106775940 h 18 HYPERLINK l _Toc106775941 2.5.3熱處理 PAGEREF _Toc106775941 h 18 HYPERLINK l _Toc106775942 2.5.4表面處理 PAGEREF _Toc106775942 h 19 HYPERLINK l _Toc106775943 2.6粉末冶金零件結(jié)構(gòu)的工藝性 PAGEREF _Toc106775943 h 19 HYPERLINK l _Toc106775944 2.7粉末冶金材料 PAGEREF _Toc106775944 h 19 HYPERLINK l _Toc106775945

14、 2.7.1硬質(zhì)合金 PAGEREF _Toc106775945 h 20 HYPERLINK l _Toc106775946 2.7.2粉末高速鋼 PAGEREF _Toc106775946 h 21 HYPERLINK l _Toc106775947 2.7.3鐵和鐵合金的粉末冶金 PAGEREF _Toc106775947 h 21 HYPERLINK l _Toc106775948 2.7.4摩擦材料和減摩材料 PAGEREF _Toc106775948 h 22 HYPERLINK l _Toc106775949 第三章 粉末冶金模具設(shè)計(jì)原理 PAGEREF _Toc10677594

15、9 h 24 HYPERLINK l _Toc106775950 3.1粉末冶金概述 PAGEREF _Toc106775950 h 24 HYPERLINK l _Toc106775951 3.1.1粉末冶金及其制品 PAGEREF _Toc106775951 h 24 HYPERLINK l _Toc106775952 3.1.2粉末冶金的生產(chǎn)流程 PAGEREF _Toc106775952 h 25 HYPERLINK l _Toc106775953 3.2粉末冶金模具設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc106775953 h 25 HYPERLINK l _Toc106775954 3.2.

16、1形狀和精整方式分類 PAGEREF _Toc106775954 h 25 HYPERLINK l _Toc106775955 3.2.2精整余量設(shè)計(jì)與精整壓力計(jì)算 PAGEREF _Toc106775955 h 27 HYPERLINK l _Toc106775956 3.2.3精整模具零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc106775956 h 31 HYPERLINK l _Toc106775957 3.2.4精整模具主要零件設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc106775957 h 32 HYPERLINK l _Toc106775958 3.2.5精整模架 PAGEREF _To

17、c106775958 h 38 HYPERLINK l _Toc106775959 第四章 總結(jié) PAGEREF _Toc106775959 h 40 HYPERLINK l _Toc106775960 致謝 PAGEREF _Toc106775960 h 41 HYPERLINK l _Toc106775961 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc106775961 h 42第章 緒 論1.1 粉末冶金工藝及制品簡(jiǎn)介粉末冶金是制取金屬粉末并通過(guò)成形和燒結(jié)等工藝將金屬粉末或與非金屬粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔煉方法難以制取的特殊材料，又可制造各種精密的機(jī)械零件，省工省料。但其

18、模具和金屬粉末成本較高，批量小或制品尺寸過(guò)大時(shí)不宜采用。粉末冶金材料和工藝與傳統(tǒng)材料工藝相比，具有以下特點(diǎn)：1粉末冶金工藝是在低于基體金屬的熔點(diǎn)下進(jìn)行的，因此可以獲得熔點(diǎn)、密度相差懸殊的多種金屬、金屬與陶瓷、金屬與塑料等多相不均質(zhì)的特殊功能復(fù)合材料和制品。2提高材料性能。用特殊方法制取的細(xì)小金屬或合金粉末，凝固速度極快、晶粒細(xì)小均勻，保證了材料的組織均勻，性能穩(wěn)定，以及良好的冷、熱加工性能，且粉末顆粒不受合金元素和含量的限制，可提高強(qiáng)化相含量，從而發(fā)展新的材料體系。 3利用各種成形工藝，可以將粉末原料直接成形為少余量、無(wú)余量的毛坯或凈形零件，大量減少機(jī)加工量。提高材料利用率，降低成本。粉末冶金

19、的品種繁多，主要有：鎢等難熔金屬及合金制品；用Co、Ni等作粘結(jié)劑的碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）、碳化鉭（TaC）等硬質(zhì)合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的鉆頭、車(chē)刀、銑刀，還可制造模具等；Cu合金、不銹鋼及Ni等多孔材料，用于制造燒結(jié)含油軸承、燒結(jié)金屬過(guò)濾器及紡織環(huán)等。隨著粉末冶金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，粉末冶金及其制品將在更加廣泛的應(yīng)用。12粉末冶金技術(shù)的作用和發(fā)展材料是人類用以制成用于生活和生產(chǎn)的物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器及其它產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。所謂新材料，指的是那些新出現(xiàn)或正在發(fā)展中的具有傳統(tǒng)材料所具備的優(yōu)異性能的材料。從人類科技發(fā)展史中可以看到，近代世界已經(jīng)歷了兩次

20、工業(yè)革命都是以新材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用為先導(dǎo)的。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，為18世紀(jì)以蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用為代表的第一次世界革命奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。本世紀(jì)中葉以來(lái)，以電子技術(shù)，特別是微電子技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用為代表的第二次世界革命，硅單晶材料則起著先導(dǎo)和核心作用，加之隨后的激光材料和光導(dǎo) HYPERLINK ./tech/List_601.html 纖維的問(wèn)世，使人類社會(huì)進(jìn)入了“信息時(shí)代”，因此，可以預(yù)料，誰(shuí)掌握了新材料，誰(shuí)就掌握了21世紀(jì)高新技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)！ 1.2.1 新材料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn) 縱觀國(guó)際新材料研究發(fā)展的現(xiàn)狀，西方主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家正集中人力、物力，尋求突破，美國(guó)、歐共體、日本和韓國(guó)等在他們的最新國(guó)

21、家科技計(jì)劃中，都把新材料及其制備技術(shù)列為國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)之一加以重點(diǎn)支持，非常強(qiáng)調(diào)新材料對(duì)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、保衛(wèi)國(guó)家安全、增進(jìn)人民健康和提高人民生活質(zhì)量等方面的突出作用。 我國(guó)對(duì)新材料及其制備技術(shù)歷來(lái)非常重視，一直作為一個(gè)重要的領(lǐng)域被列入我國(guó)自1956年以來(lái)的歷次國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃之中。在我國(guó)863高技術(shù)中，新技術(shù)材料又是七大重點(diǎn)領(lǐng)域之一。經(jīng)過(guò)40余年的努力，已在許多方面取得顯著進(jìn)展，一大批新材料已成功地應(yīng)用于國(guó)防和民用工業(yè)領(lǐng)域，有些新材料的研究居國(guó)際領(lǐng)先水平，為我國(guó)新材料及其制備技術(shù)在21世紀(jì)初的持續(xù)發(fā)展奠定了較好的基礎(chǔ)。 新材料及其制備技術(shù)的研究將對(duì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響，其發(fā)展趨主要體現(xiàn)在： （

22、1）功能材料向多功能化、集成化、小型化和智能化方向發(fā)展； （2）結(jié)構(gòu)材料向高性能化、復(fù)合化、功能化和低成本化方向發(fā)展； （3）薄膜和低維材料研帛發(fā)展迅速，生物醫(yī)用材料異軍突起；（4）新材料制品的精加工技術(shù)和近凈形成形技術(shù)受到高度重視； （5）材料及其制品與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性倍受重視，以滿足社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求； （6）材料的制備及評(píng)價(jià)表征技術(shù)日受重視，材料制備與評(píng)價(jià)表征新技術(shù)、新裝備不斷涌現(xiàn)； （7）材料在不同層次（微觀、介觀和宏觀）上的設(shè)計(jì)發(fā)展迅速，已成為發(fā)展新材料的重要基礎(chǔ)。 綜上所述，當(dāng)今新材料及其制備技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）新材料技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)和高技術(shù)發(fā)展中的共性關(guān)鍵技術(shù)，

23、材料科學(xué)技術(shù)已成為當(dāng)代和下世紀(jì)初最重要的、發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一。信息、能源、農(nóng)業(yè)和先進(jìn)制造等技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展都離不開(kāi)新材料及其制備技術(shù)的發(fā)展； （2）綜合利用現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)成就，多學(xué)科交叉，知識(shí)密集，導(dǎo)臻新材料及其制備技術(shù)的投資強(qiáng)度大、更新?lián)Q代快，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大； （3）新材料的制備和質(zhì)量的提高更加依賴于新技術(shù)、新工藝的發(fā)展和精確的檢測(cè)控制技術(shù)的應(yīng)用。對(duì)制備技術(shù)的重視與投入直線上升，極大地加速了基礎(chǔ)材料的發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造。 （4）對(duì)材料基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的認(rèn)識(shí)已形成共識(shí)。材料的研帛和發(fā)展既要與器件的研帛密切配合，又要注意到自身的系統(tǒng)性和超前性，這樣才有利于材料實(shí)現(xiàn)跨躍發(fā)展。 1.2.

24、2 新材料技術(shù)前沿研究領(lǐng)域 進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展異常迅速。材料科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等共同構(gòu)成了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的前沿。展望21世紀(jì)，基于物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等自然科學(xué)與電子、 HYPERLINK . 化工、冶金等工程技術(shù)最新成就的材料科學(xué)技術(shù)前沿主要如下：微電子材料 主要是大真徑（400mm）硅單晶及片材技術(shù)，大直徑（200mm）硅片外延技術(shù)，150mmGaAs和100mmInP晶片及其以它們?yōu)榛腎IIV族半導(dǎo)體超晶格、量子阱異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料制備技術(shù)，GeSi合金和寬禁帶半導(dǎo)體材料等。 新型光子材料 主要是大直徑、高光學(xué)質(zhì)量人工晶體制備技術(shù)和有機(jī)、 HYP

25、ERLINK ./tech/List_560.html 無(wú)機(jī)新型非線性光學(xué)晶體探索，大功離半導(dǎo)體激光光纖模塊及全固態(tài)（可調(diào)諧）激光技術(shù)，有機(jī)、 HYPERLINK ./tech/List_560.html 無(wú)機(jī)超高亮度紅、綠、蘭之基色材料及應(yīng)用技術(shù)，新型紅外、蘭、紫半導(dǎo)體激光材料以及新型光探測(cè)和光存儲(chǔ)材料等。 稀土功能材料 主要是高純稀土材料的制備技術(shù)，超高磁能稀土永磁材料大規(guī)模生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)，高性能稀土儲(chǔ)氫材料及相關(guān)技術(shù)。 生物醫(yī)用材料 高可靠性植入人體內(nèi)的生物活性材料合成關(guān)鍵技術(shù)，生物相容材料，如組織器字替代材料，人造血液，人造皮和透析膜技術(shù)，以及生物新材料制品性能、質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)技術(shù)

26、。 先進(jìn)復(fù)合材料 主要是復(fù)合材料低成本制備技術(shù)，復(fù)合材料的界面控制與優(yōu)化技術(shù)，不同尺度不同結(jié)構(gòu)異質(zhì)材料復(fù)合新技術(shù)。 新型金屬材料 主要是交通運(yùn)輸用輕質(zhì)高強(qiáng)材料，能源動(dòng)力用高溫耐蝕材料，新型有序金屬間化合物的脆性控制與韌化技術(shù)以及高可靠性生產(chǎn)制造技術(shù)。 先進(jìn)陶瓷材料 主要是信息功能陶瓷的多功能化及系統(tǒng)集成技術(shù)，高性能陶瓷薄膜、異質(zhì)薄膜的制備、集成與微加工技術(shù)，結(jié)構(gòu)陶瓷及其復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)、韌化技術(shù)，先進(jìn)陶瓷的低成本、高可靠性、批量化制備技術(shù)。 高溫超導(dǎo)材料 主要是高溫超導(dǎo)體材料（準(zhǔn)單晶和織構(gòu)材料）批量生產(chǎn)技術(shù)，可實(shí)用化高溫超導(dǎo)薄膜及異質(zhì)結(jié)構(gòu)薄膜制備、集成和微加工技術(shù)研究開(kāi)發(fā)等。 環(huán)境材料 主要是材

27、料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)技術(shù)，材料的延壽、再生與綜合利用新技術(shù)，降低材料生產(chǎn)資源和能源消耗新技術(shù)。 HYPERLINK ./tech/167675.html 納米材料及技術(shù) 主要是 HYPERLINK ./tech/167675.html 納米材料制備與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，固態(tài)量了器件的制備及納米加工技術(shù)。 智能材料 主要是智能材料與智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制備及應(yīng)用技術(shù)。 材料的制備與評(píng)價(jià)技術(shù) 主要是材料精密制備、近凈形成形技術(shù)與智能加工技術(shù)，材料表面改性技術(shù)的低成本化途徑與批量生產(chǎn)技術(shù)，材料微觀結(jié)構(gòu)的模型化技術(shù)、智能化控制及動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析技術(shù)，不同層次的設(shè)計(jì)、性能預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)表征新技術(shù)。 1.2.3 HYPER

28、LINK ./tech/185717.html 粉末冶金技術(shù)的特點(diǎn)及其在新材料研究中的作用 HYPERLINK ./tech/185717.html 粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。 HYPERLINK ./tech/185717.html 粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，因此，一系列 HYPERLINK ./tech/185717.html 粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。由于 HYPERLINK ./tech/185717.html 粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它已成為解決新材料問(wèn)題的鑰

29、匙，在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。 （1） HYPERLINK ./tech/185717.html 粉末冶金技術(shù)可以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，這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。 （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

30、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）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)。 1.2.4 HYPERLINK ./tech/185717.html 粉末冶金學(xué)科優(yōu)先發(fā)展方向 （1）發(fā)展粉末制取新技術(shù)、新工藝及其過(guò)程理論。重點(diǎn)是超細(xì)粉末和納米粉的制備技術(shù)，快速冷凝制備非晶、準(zhǔn)晶和微晶粉末技術(shù)， HYPERL

31、INK ./tech/List_566.html 機(jī)械合金化技術(shù)，自蔓延高溫合成技術(shù)，粉末粒度、結(jié)構(gòu)、形貌、成分控制技術(shù)。總的趨勢(shì)是向超細(xì)、超純、粉末特性可控方向發(fā)展。 （2）建立以“凈近形成形”技術(shù)為中心的各種新型固結(jié)技術(shù)及其過(guò)程模過(guò)程理論，如粉末注射成形、擠壓成形、噴射成形、溫壓成形、粉末鍛造等。 （3）建立以“全致密化”為主要目標(biāo)的新型固結(jié)技術(shù)及其過(guò)程模擬技術(shù)。如熱等靜壓、擬熱等靜壓、燒結(jié)熱等靜壓、微波燒結(jié)、高能成形等。 （4） HYPERLINK ./tech/185717.html 粉末冶金材料設(shè)計(jì)、表征和評(píng)價(jià)新技術(shù)。 HYPERLINK ./tech/185717.html 粉末冶

32、金材料的孔隙特性、界面問(wèn)題及強(qiáng)韌化機(jī)理的研究。1.3 粉末冶金模具技術(shù)概況在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展史中，粉末冶金技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的作用。粉末冶金已經(jīng)被公認(rèn)是一門(mén)制造各種機(jī)械零件的重要而經(jīng)濟(jì)的成形技術(shù)，它具有獲得最終尺寸和形狀的零件，不需要或僅需要很少機(jī)械加工的特性。粉末冶金零件是粉末冶金工業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，是重要的機(jī)械基礎(chǔ)件。作為一種高效、優(yōu)質(zhì)、精密、低耗、節(jié)能制造機(jī)械零件的先進(jìn)技術(shù)，粉末冶金適合于大批量生產(chǎn)各種機(jī)械零件，特別是用一般方法難以加工的形狀復(fù)雜的零件，因而具有極大的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著經(jīng)濟(jì)全球化和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，粉末冶金(Powder Metallurgy，簡(jiǎn)稱P/M)技術(shù)也得到了前所未有

33、的發(fā)展，我國(guó)粉末冶金行業(yè)己發(fā)展成為一個(gè)具有相當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模的新興行業(yè)?！鞍宋濉币詠?lái)，我國(guó)粉末冶金制品的總產(chǎn)值己增長(zhǎng)了3倍多，產(chǎn)量增長(zhǎng)也超過(guò)2倍。1998年粉末冶金行業(yè)38家骨干企業(yè)共完成粉末冶金零件產(chǎn)量24463t，工業(yè)總產(chǎn)值80 987 .8萬(wàn)元，產(chǎn)品銷售收入66983 .9萬(wàn)元，利潤(rùn)總額1 607.2萬(wàn)元，基本上滿足了國(guó)家重點(diǎn)產(chǎn)品在汽車(chē)、摩托車(chē)、農(nóng)機(jī)、家電等行業(yè)的配套需求，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用有了較大的提高。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。無(wú)論是在汽車(chē)工業(yè)中新車(chē)型的開(kāi)發(fā)與批量生產(chǎn)，還是機(jī)電及家電和輕工業(yè)產(chǎn)品等都與模具制造技術(shù)業(yè)息息相

34、關(guān)。對(duì)于粉末冶金行業(yè)也毫不例外，模具是發(fā)展粉末冶金機(jī)械零件的關(guān)鍵之一，制品的尺寸精度與成形或精整模具尺寸精度密切相關(guān)，特別是異形復(fù)雜、幾何尺寸精度高的零件，其精度主要靠模具保證。成形或精整模具精度依賴于模具的加工精度和設(shè)計(jì)參數(shù)選用的準(zhǔn)確性，大批量生產(chǎn)時(shí)還與模具的耐磨性有關(guān)。就目前有限的資料來(lái)分析，在P/M模具工藝技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的P/M模具技術(shù)發(fā)展到今天，己可做出精度達(dá)IT6級(jí)，使用壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)件/套以上的高品質(zhì)模具。P/M模具今后的研究方向仍然是在模具材料、加工精度、模具壽命、模具CAD/CAM/CAE、快速響應(yīng)制造技術(shù)等方面，以期對(duì)粉末冶金產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)以及快速響應(yīng)市場(chǎng)需求

35、，并提高產(chǎn)品品質(zhì)和降低生產(chǎn)成本。1.3.1主要內(nèi)容研究粉末冶金工藝特點(diǎn):其主要包括采用怎樣的粉末冶金壓制和精整的分類方法；研討并精確選擇成型壓力和精整壓力的計(jì)算公式；壓坯密度分布研究和精整余量設(shè)計(jì)等。研究粉末冶金模具結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)：其主要包括壓模和精整模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；模架的形式與歸類并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)文件：模具主要零件的尺寸計(jì)算和材料的選擇并建立相應(yīng)基于特征造型和參數(shù)化造型的數(shù)據(jù)庫(kù)文件。第二章 粉末冶金基礎(chǔ)知識(shí)2.1 粉末的化學(xué)成分及性能尺寸小于1mm的離散顆粒的集合體通常稱為粉末，其計(jì)量單位一般是以微米（m）或納米（nm）。2.1.1粉末的化學(xué)成分常用的金屬粉末有鐵、銅、鋁等及其合金的粉末，要求

36、其雜質(zhì)和氣體含量不超過(guò)1%2%，否則會(huì)影響制品的質(zhì)量。2.1.2粉末的物理性能粒度及粒度分布粉料中能分開(kāi)并獨(dú)立存在的最小實(shí)體為單顆粒。實(shí)際的粉末往往是團(tuán)聚了的顆粒，即二次顆粒。圖7.1.1描繪了由若干一次顆粒聚集成二次顆粒的情形。實(shí)際的粉末顆粒體中不同尺寸所占的百分比即為粒度分布。顆粒形狀即粉末顆粒的外觀幾何形狀。常見(jiàn)的有球狀、柱狀、針狀、板狀和片狀等，可以通過(guò)顯微鏡的觀察確定。比表面積即單位質(zhì)量粉末的總表面積，可通過(guò)實(shí)際測(cè)定。比表面積大小影響著粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。2.1.3粉末的工藝性能粉末的工藝性能包括流動(dòng)性、填充特性、壓縮性及成形性等。填充特性指在沒(méi)有外界條件下，粉末

37、自由堆積時(shí)的松緊程度。常以松裝密度或堆積密度表示。粉末的填充特性與顆粒的大小、形狀及表面性質(zhì)有關(guān)。流動(dòng)性指粉末的流動(dòng)能力，常用50克粉末從標(biāo)準(zhǔn)漏斗流出所需的時(shí)間表示。流動(dòng)性受顆粒粘附作用的影響。壓縮性表示粉末在壓制過(guò)程中被壓緊的能力，用規(guī)定的單位壓力下所達(dá)到的壓坯密度表示，在標(biāo)準(zhǔn)模具中,規(guī)定的潤(rùn)滑條件下測(cè)定。影響粉末壓縮性的因素有顆粒的塑性或顯微硬度，塑性金屬粉末比硬、脆材料的壓縮性好；顆粒的形狀和結(jié)構(gòu)也影響粉末的壓縮性。成形性指粉末壓制后，壓坯保持既定形狀的能力，用粉末能夠成形的最小單位壓制壓力表示，或用壓坯的強(qiáng)度來(lái)衡量。成形性受顆粒形狀和結(jié)構(gòu)的影響。2.2 粉末冶金的機(jī)理2.2.1壓制的機(jī)

38、理壓制就是在外力作用下，將模具或其它容器中的粉末緊密壓實(shí)成預(yù)定形狀和尺寸壓坯的工藝過(guò)程。粉末裝入陰模,通過(guò)上下模沖對(duì)其施壓。在壓縮過(guò)程中，隨著粉末的移動(dòng)和變形，較大的空隙被填充，顆粒表面的氧化膜破碎，顆粒間接觸面積增大，使原子間產(chǎn)生吸引力且顆粒間的機(jī)械楔合作用增強(qiáng)，從而形成具有一定密度和強(qiáng)度的壓坯。2.2.2等靜壓制壓力直接作用在粉末體或彈性模套上，使粉末體在同一時(shí)間內(nèi)各個(gè)方向上均衡受壓而獲得密度分布均勻和強(qiáng)度較高的壓坯的過(guò)程。按其特性分為冷等靜壓制和熱等靜壓制兩大類。冷等靜壓制即在室溫下等靜壓制，液體為壓力傳遞媒介。將粉末體裝入彈性模具內(nèi)，置于鋼體密封容器內(nèi)，用高壓泵將液體壓入容器，利用液體

39、均勻傳遞壓力的特性，使彈性模具內(nèi)的粉末體均勻受壓。因此，冷等靜壓制壓坯密度高，較均勻，力學(xué)性能較好，尺寸大且形狀復(fù)雜，已用于棒材、管材和大型制品的生產(chǎn)。熱等靜壓制把粉末壓坯或裝入特制容器內(nèi)的粉末體置入熱等靜壓機(jī)高壓容器中，施以高溫和高壓，使這些粉末體被壓制和燒結(jié)成致密的零件或材料的過(guò)程。在高溫下的等靜壓制，可以激活擴(kuò)散和蠕變現(xiàn)象的發(fā)生，促進(jìn)粉末的原子擴(kuò)散和再結(jié)晶及以極緩慢的速率進(jìn)行塑性變形，氣體為壓力傳遞媒介。粉末體在等靜壓高壓容器內(nèi)同一時(shí)間經(jīng)受高溫和高壓的聯(lián)合作用，強(qiáng)化了壓制與燒結(jié)過(guò)程，制品的壓制壓力和燒結(jié)溫度均低于冷等靜壓制，制品的致密度和強(qiáng)度高，且均勻一致，晶粒細(xì)小，力學(xué)性能高，消除了材

40、料內(nèi)部顆粒間的缺陷和孔隙，形狀和尺寸不受限制。但熱等靜壓機(jī)價(jià)格高，投資大。熱等靜壓制已用于粉末高速鋼、難熔金屬、高溫合金和金屬陶瓷等制品的生產(chǎn)。2.2.3粉末軋制將粉末通過(guò)漏斗喂入一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥之間使其壓實(shí)成連續(xù)帶坯的方法。將金屬粉末通過(guò)一個(gè)特制的漏斗喂入轉(zhuǎn)動(dòng)的軋輥縫中，可軋出具有一定厚度、長(zhǎng)度連續(xù)、強(qiáng)度適宜的板帶坯料。這些坯體經(jīng)預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)，再軋制加工及熱處理等工序，就可制成具有一定孔隙度的、致密的粉末冶金板帶材。粉末軋制制品的密度比較高，制品的長(zhǎng)度原則上不受限制，軋制制品的厚度和寬度會(huì)受到軋輥的限制；成材率高為80%90%，熔鑄軋制的僅為60%或更低。粉末軋制適用于生產(chǎn)多孔材料、摩擦材料、復(fù)

41、合材料和硬質(zhì)合金等的板材及帶材。2.2.4粉漿澆注是金屬粉末在不施加外力的情況下成形的，即將粉末加水或其它液體及懸浮劑調(diào)制成粉漿，再注入石膏模內(nèi)，利用石膏模吸取水分使之干燥后成形。常用的懸浮劑有聚乙烯醇、甘油、藻骯酸鈉等，作用是防止成形顆粒聚集，改善潤(rùn)濕條件。為保證形成穩(wěn)定的膠態(tài)懸浮液，顆粒尺寸不大于5m10m，粉末在懸浮液中的質(zhì)量含量為40%70%。粉漿成形工藝參見(jiàn)本書(shū)6.2.2。2.2.5擠壓成形將置于擠壓筒內(nèi)的粉末、壓坯或燒結(jié)體通過(guò)規(guī)定的模孔壓出。按照擠壓條件不同，分為冷擠壓和熱擠壓。冷擠壓是把金屬粉末與一定量的有機(jī)粘結(jié)劑混合在較低溫度下（40200）擠壓成坯塊；粉末熱擠壓是指金屬粉末壓

42、坯或粉末裝入包套內(nèi)加熱到較高溫度下壓擠，熱擠壓法能夠制取形狀復(fù)雜、性能優(yōu)良的制品和材料。擠壓成形設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，可獲得長(zhǎng)度方向密度均勻的制品。擠壓成形能擠壓出壁很薄直經(jīng)很小的微形小管，如厚度僅0.01mm，直徑1mm的粉末冶金制品；可擠壓形狀復(fù)雜、物理力學(xué)性能優(yōu)良的致密粉末材料，如燒結(jié)鋁合金及高溫合金。擠壓制品的橫向密度均勻，生產(chǎn)連續(xù)性高，因此，多用于截面較簡(jiǎn)單的條、棒和螺旋形條、棒（如麻花鉆等）。2.2.6松裝燒結(jié)成形粉末未經(jīng)壓制而直接進(jìn)行燒結(jié)，如將粉末裝入模具中振實(shí)，再連同模具一起入爐燒結(jié)成形，用于多孔材料的生產(chǎn)；或?qū)⒎勰┚鶆蛩裳b于芯板上，再連同芯板一起入爐燒結(jié)成形，再經(jīng)復(fù)壓或軋制達(dá)到

43、所需密度，用于制動(dòng)摩擦片及雙金屬材料的生產(chǎn)。將置于擠壓筒內(nèi)的粉末、壓坯或燒結(jié)體通過(guò)規(guī)定的?？讐撼?。按照擠壓條件不同，分為冷擠壓和熱擠壓。冷擠壓是把金屬粉末與一定量的有機(jī)粘結(jié)劑混合在較低溫度下（40200）擠壓成坯塊；粉末熱擠壓是指金屬粉末壓坯或粉末裝入包套內(nèi)加熱到較高溫度下壓擠，熱擠壓法能夠制取形狀復(fù)雜、性能優(yōu)良的制品和材料。擠壓成形設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，可獲得長(zhǎng)度方向密度均勻的制品。2.2.7燒結(jié)的機(jī)理燒結(jié)是粉末或壓坯在低于其主要組分熔點(diǎn)溫度以下的熱處理過(guò)程，目的是通過(guò)顆粒間的冶金結(jié)合以提高其強(qiáng)度。隨著溫度升高，粉末或壓坯中產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)變化：水和有機(jī)物的蒸發(fā)或揮發(fā)、吸附氣體的排除、應(yīng)

44、力消除以及粉末顆粒表面氧化物的還原等，接著粉末表層原子間的相互擴(kuò)散和塑性流動(dòng)。隨著顆粒間接觸面的增大，會(huì)產(chǎn)生再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大，有時(shí)出現(xiàn)固相的熔化和重結(jié)晶。以上各過(guò)程常常會(huì)相互重疊，相互影響，使燒結(jié)過(guò)程變得十分復(fù)雜。2.3粉末冶金工藝2.3.1粉末制備金屬粉末的制備方法分為兩大類：機(jī)械法和物理化學(xué)法。還有新研制的機(jī)械合金化法，汞齊法、蒸發(fā)法、超聲粉碎法等超微粉末制造技術(shù)。制備方法決定著粉末的顆粒大小、形狀、松裝密度、化學(xué)成分、壓制性、燒結(jié)性等。2.3.2粉末的預(yù)處理粉末的預(yù)處理包括粉末退火、分級(jí)、混合、制粒、加潤(rùn)滑劑等。1.退火粉末的預(yù)先退火可以使氧化物還原，降低碳和其它雜質(zhì)的含量，提高粉末的純

45、度；同時(shí)，還能消除粉末的加工硬化、穩(wěn)定粉末的晶體結(jié)構(gòu)。退火溫度根據(jù)金屬粉末的種類而不同，通常為金屬熔點(diǎn)的0.50.6K。通常，電解銅粉的退火溫度約為300，電解鐵粉或電解鎳粉的約為700，不能超過(guò)900。退火一般用還原性氣氛，有時(shí)也用真空或惰性氣氛。2.分級(jí)將粉末按粒度大小分成若干級(jí)的過(guò)程。分級(jí)使配料時(shí)易于控制粉末的粒度和粒度分布，以適應(yīng)成形工藝要求，常用標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)篩分進(jìn)行分級(jí)。3.混合指將兩種或兩種以上不同成分的粉末均勻化的過(guò)程?；旌匣旧嫌袃煞N方法：機(jī)械法和化學(xué)法，廣泛應(yīng)用的是機(jī)械法，將粉末或混合料機(jī)械的摻和均勻而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。機(jī)械法混料又可分為干混和濕混，鐵基等制品生產(chǎn)中廣泛采用干混；制

46、備硬質(zhì)合金混合料則常使用濕混。濕混時(shí)常用的液體介質(zhì)為酒精、汽油、丙酮、水等?；瘜W(xué)法混料是將金屬或化合物粉末與添加金屬的鹽溶液均勻混合；或者是各組元全部以某種鹽的溶液形式混合，然后經(jīng)沉淀、干燥和還原等處理而得到均勻分布的混合物。常需加入的添加劑，用于提高壓坯強(qiáng)度或防止粉末成分偏析的增塑劑（汽油、橡膠溶液、石蠟等），用于減少顆粒間及壓坯與模壁間摩擦的潤(rùn)滑劑（硬質(zhì)酸鋅、二硫化鉬等）。4.制粒將小顆粒的粉末制成大顆?；驁F(tuán)粒的工序，常用來(lái)改善粉末的流動(dòng)性。常用的制粒設(shè)備有振動(dòng)篩、滾筒制粒機(jī)、圓盤(pán)制粒機(jī)等。2.3.4成形成形是將粉末轉(zhuǎn)變成具有所需形狀的凝聚體的過(guò)程。常用的成形方法有模壓、軋制、擠壓、等靜壓

47、、松裝燒結(jié)成形、粉漿澆注和爆炸成形等。1.模壓即粉末料在壓模內(nèi)壓制。室溫壓制時(shí)一般需要約1噸/厘米2以上的壓力，壓制壓力過(guò)大時(shí)，影響加壓工具；并且有時(shí)坯體發(fā)生層狀裂紋、傷痕和缺陷等。壓制壓力的最大限度為1215噸厘米2。超過(guò)極限強(qiáng)度后，粉末顆粒發(fā)生粉碎性破壞。常用的模壓方法有單向壓制、雙向壓制、浮動(dòng)模壓制等。單向壓制即固定陰模中的粉末在一個(gè)運(yùn)動(dòng)模沖和一個(gè)固定模沖之間進(jìn)行壓制的方法。單向壓制模具簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高，但壓制時(shí)受摩擦力的影響，制品密度不均勻，適宜壓制高度或厚度較小的制品。雙向壓制陰模中粉末在相向運(yùn)動(dòng)的模沖之間進(jìn)行壓制的方法。雙向壓制比較適宜高度或厚度較大的制品。雙向壓制壓坯的

48、密度較單向壓制均勻，但雙向同時(shí)加壓時(shí)，壓坯厚度的中間部分密度較低。浮動(dòng)壓制浮動(dòng)陰模中的粉末在一個(gè)運(yùn)動(dòng)模沖和一個(gè)固定模沖之間進(jìn)行壓制，陰模由彈簧支承，處于浮動(dòng)狀態(tài)，開(kāi)始加壓時(shí)，由于粉末與陰模壁間摩擦力小于彈簧支承力，只有上模沖向下移動(dòng)；隨著壓力增大，當(dāng)二者的摩擦力大于彈簧支承力時(shí)，陰模與上模沖一起下行，與下模沖間產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，使單向壓制轉(zhuǎn)變?yōu)閴号鞯碾p向受壓，而且壓坯雙向不同時(shí)受壓，這樣壓坯的密度更均勻。2.4燒結(jié)2.4.1燒結(jié)的方法不同的產(chǎn)品、不同的性能燒結(jié)方法不一樣。按原料組成不同分類?？梢詫Y(jié)分為單元系燒結(jié)、多元系固相燒結(jié)及多元系液相燒結(jié)。單元系燒結(jié)是純金屬（如難熔金屬和純鐵軟磁材料）或化

49、合物(Al2O3、B4C、BeO、MoSi2等)熔點(diǎn)以下的溫度進(jìn)行固相燒結(jié)。多元系固相燒結(jié)是由兩種或兩種以上的組元構(gòu)成的燒結(jié)體系，在其中低熔成分的熔點(diǎn)溫度以下進(jìn)行的固相燒結(jié)。粉末燒結(jié)合金多屬于這一類。如Cu-Ni、Fe-Ni、Cu-Au、W-Mo、Ag-Au、Fe-Cu、W-Ni、Fe-C、Cu-C、Cu-W、Ag-W等。多元系液相燒結(jié)以超過(guò)系統(tǒng)中低熔成分熔點(diǎn)的溫度進(jìn)行的燒結(jié)。如W-Cu-Ni、W-Cu、WC-Co、TiC-Ni、Fe-Cu(Cu10%、Fe-Ni-Al、Cu-Pb、Cu-Sn、Fe-Cu(Cu1000），其它性能介于鎢鈷類與鎢鈦鈷類之間，它既能加工鋼材，又能加工非鐵金屬。硬質(zhì)

50、合金的性能及應(yīng)用1)性能硬質(zhì)合金的硬度高，室溫下達(dá)到8693HRA，耐磨性好，切削速度比高速工具鋼高47倍，刀具壽命高580倍，可切削50HRC左右的硬質(zhì)材料；抗彎強(qiáng)度高，達(dá)6000MPa，但抗彎強(qiáng)度較低，約為高速工具鋼的1/31/2，韌性差，約為淬火鋼的30%50%；耐蝕性和抗氧化性良好；線膨脹系數(shù)小，但導(dǎo)熱性差。2)應(yīng)用硬質(zhì)合金主要用于制造高速切削或加工高硬度材料的切削刀具，如車(chē)刀、銑刀等；也用作模具材料（如冷拉模、冷沖模、冷擠模等）及量具和耐磨材料。根據(jù)GB207587規(guī)定，切削加工用硬質(zhì)合金按切削排出形式和加工對(duì)象范圍不同，分為P、M、K三個(gè)類別，同時(shí)又依據(jù)加工材質(zhì)和加工條件不同，按用

51、途進(jìn)行分組，在類別后面加一組數(shù)字組成代號(hào)。如P01、P10、P20，每一類別中，數(shù)字越大，韌性越好，耐磨性越低。2.7.2粉末高速鋼高速鋼的合金元素含量高，采用熔鑄工藝時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偏析使力學(xué)性能降低。金屬的損耗也大，高達(dá)鋼錠重量的30%50%。粉末高速鋼可減少或消除偏析，獲得均勻分布的細(xì)小碳化物，具有較大的抗彎強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度；韌性提高50%，磨削性也大大提高；熱處理時(shí)畸變量約為熔煉高速鋼的十分之一，工具壽命提高12倍。采用粉末冶金方法還可進(jìn)一步提高合金元素的含量以生產(chǎn)某些特殊成分的鋼。如成份為9W-6Mo-7Cr-8V-8Co-2.6C的A32高速鋼，切削性能是熔煉高速鋼的14倍。常用高速鋼

52、牌號(hào)為W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2，含有0.7%0.9%C，及10%的鎢、鉻、鉬、釩等合金元素。其中碳保證高速鋼具有高硬度和高耐磨性，鎢和鉬提高鋼的熱硬性，鉻提高鋼的淬透性，而釩則提高鋼的耐磨性。2.7.3鐵和鐵合金的粉末冶金在粉末冶金生產(chǎn)中，鐵粉的用量比其金屬粉末大得多。鐵粉的60%70%用于制造粉末冶金零件。主要類型有鐵基材料、鐵鎳合金、鐵銅合金及鐵合金和鋼。粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)零件具有精度較高，表面粗糙值小，不需或只需少量切削加工，節(jié)省材料，生產(chǎn)率高，制品多孔，可浸潤(rùn)滑油，減摩、減振、消聲等特點(diǎn)。廣泛用于制造機(jī)械零件，如機(jī)床上的調(diào)整墊圈、調(diào)整環(huán)、端蓋、滑塊、底座、偏心輪，汽車(chē)中的油泵

53、齒輪、活塞環(huán)，拖拉機(jī)上的傳動(dòng)齒輪、活塞環(huán)，以及接頭、隔套、油泵轉(zhuǎn)子、擋套、滾子等。粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料的牌號(hào)用“粉”、“鐵”、“構(gòu)”三字的漢語(yǔ)拼音字首“FTG”，加化合碳含量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)、主加合金元素的符號(hào)及其含量的百分?jǐn)?shù)、輔加合金元素的符號(hào)及其含量的百分?jǐn)?shù)和抗拉強(qiáng)度組成。如FTG60-20，表示化合碳量0.4%0.7%,抗拉強(qiáng)度200MPa的粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料；FTG60Cu3Mo-40，表示化合碳量0.4%0.7%，合金元素含量Cu2%4%、Mo0.5%1.0%，抗拉強(qiáng)度400MPa的粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料；FTG60Cu3Mo-40（55R），表示該燒結(jié)銅鉬鋼熱處理后的抗拉強(qiáng)度為550MPa

54、。2.7.4摩擦材料和減摩材料粉末冶金摩擦材料是一種復(fù)合材料,它由高摩擦系數(shù)組元、高耐磨組元和高機(jī)械強(qiáng)度的組元所組成，用作離合器和制動(dòng)器材料；粉末冶金減摩材料能夠控制材料的孔隙，而這些孔隙中可以浸滲油，也能以固體潤(rùn)滑劑分布在金屬里的復(fù)合材料的形式來(lái)制造，其中自潤(rùn)滑軸承在粉末冶金制品中占有重要的地位。摩擦材料和減摩材料是粉末冶金的特殊制品。粉末冶金摩擦材料根據(jù)基體金屬不同分為鐵基材料和銅基材料，其輔助組元為潤(rùn)滑組元和摩擦組元。潤(rùn)滑組元有石墨和鉛，占摩擦材料的5%25%，改善材料的抗粘、抗卡性，提高耐磨性；摩擦組元有SiO2、SiC、Al2O3等，提高材料的摩擦系數(shù)，改善耐磨性，防止焊合。據(jù)工作條

55、件不同，分為干式和濕式材料，濕式材料宜在油中工作。其牌號(hào)由“粉摩”兩字的漢語(yǔ)拼音字首“FM”，加基體金屬骨架組元序號(hào)（銅基為1，鐵基為2）、順序號(hào)和工作條件漢語(yǔ)拼音字首“S”或“G”組成。如FM101S，表示順序號(hào)為01的銅基、濕式粉末冶金摩擦材料；FG203G，表示順序號(hào)為03的鐵基、干式粉末冶金摩擦材料。粉末冶金減摩材料分為鐵基材料和銅基材料，具有多孔性，主要用來(lái)制造滑動(dòng)軸承。這種軸承材料壓制成軸承后，放在潤(rùn)滑油中因毛細(xì)現(xiàn)象可吸附潤(rùn)滑油（一般含油率12%30%），故稱含油軸承。軸承在工作時(shí)，由于發(fā)熱膨脹使孔隙變??；軸旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)軸承間隙中的空氣層，降低了摩擦表面的靜壓力，在粉末空隙內(nèi)外形成壓

56、力差，使?jié)櫥捅怀榈焦ぷ鞅砻?。停止工作時(shí)，潤(rùn)滑油又滲入孔隙中，故含油軸承可自動(dòng)潤(rùn)滑。粉末冶金減摩材料的牌號(hào)由粉末冶金滑動(dòng)軸承的“粉”、“軸”兩字漢語(yǔ)拼音字首“FZ”，加上基體主加組元序號(hào)（鐵基為1，銅基為2）、輔加組元序號(hào)和含油密度組成。如FZ1360，表示輔加組元為碳、銅，含油密度為5.76.2g/cm3的鐵基粉末滑動(dòng)軸承用減摩材料。5.粉末冶金非鐵金屬機(jī)械零件燒結(jié)金屬非鐵金屬材料應(yīng)用較多的是銅及其合金，另外還有鋁燒結(jié)制品、燒結(jié)鈦及鈦合金。燒結(jié)銅及銅合金燒結(jié)純銅應(yīng)用較少，只用于要求高導(dǎo)電性和無(wú)磁性零件。常用的燒結(jié)銅基合金有青銅（銅-錫）和黃銅（銅-鋅），還有銅-鎳-鋅、銅-鎳、銅-鋁等合金系

57、。銅基材料具有耐腐蝕的特點(diǎn)，有一定的強(qiáng)度和韌性，較容易進(jìn)行加工，采用一般的壓制燒結(jié)工藝即可生產(chǎn)。燒結(jié)銅基合金多用于制造含油軸承、摩擦材料、電器接點(diǎn)材料及發(fā)汗材料的滲透金屬，作為高密度機(jī)械零件常用于制作小型齒輪、凸輪、墊圈、螺母等，也可用粉末軋制的方法生產(chǎn)帶材。鋁燒結(jié)制品鋁基材料與鐵基、銅基材料的性能相近，但質(zhì)量輕，節(jié)約能源。鋁燒結(jié)制品與其壓鑄件相比尺寸精度高、組織均勻，粉末鍛造鋁基材料的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均高于普通鋁鍛件。鋁燒結(jié)材料可用做精密機(jī)械零件、多孔含油軸承材料和過(guò)濾材料，在交通運(yùn)輸、儀器儀表、家庭用具、宇宙飛行等方面均有應(yīng)用。燒結(jié)鋁制件幾乎可以用所有的粉末冶金工藝生產(chǎn)。成形工藝有模壓、

58、等靜壓、軋制、擠壓等。燒結(jié)在低露點(diǎn)（-40）的惰性或還原性氣氛中進(jìn)行，也可在真空中進(jìn)行燒結(jié)。通過(guò)復(fù)壓、冷鍛或熱鍛進(jìn)一步提高燒結(jié)件的密度和強(qiáng)度。為獲得美觀的表面可進(jìn)行機(jī)械拋光、化學(xué)處理和電化處理。鋁與銅合金性能的比較分別如表7.4.9。燒結(jié)鈦及鈦合金鈦的密度小、強(qiáng)度高、耐蝕性好、使用溫度范圍廣（540-253）。鈦基航空結(jié)構(gòu)材料多用熱鍛、熱等靜壓、熱壓、熱擠壓、粉末熱軋等熱成形工藝，以增加制品的密度，改善制品的性能。典型的鈦基合金為T(mén)i-6Al-4V，用于制做飛機(jī)機(jī)架配件。第三章 粉末冶金模具設(shè)計(jì)原理3.1粉末冶金概述3.1.1粉末冶金及其制品粉末冶金是一門(mén)制造金屬與合金粉末，和以金屬粉末(或金

59、屬粉末與非金屬粉末的混合物)為原料，用成型和燒結(jié)的方法制造金屬材料或制品的技術(shù)。因此，粉末冶金既是制取金屬材料的一種冶金方法，又是制造機(jī)械零件的一種加工方法。作為特殊的冶金工藝，可以制取用普通熔煉方法難以制取的特殊材料:作為少無(wú)切削工藝之一，可以制造各種精密的機(jī)械零件。粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造鐵的第一個(gè)方法實(shí)質(zhì)上采用的就是粉末冶金方法。而現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的發(fā)展中共有三個(gè)重要標(biāo)志:1、克服了難熔金屬熔鑄過(guò)程中產(chǎn)生的困難。1909年制造電燈鎢絲，推動(dòng)了粉末冶金的發(fā)展;1923年粉末冶金硬質(zhì)合金的出現(xiàn)被譽(yù)為機(jī)械加工中的革命。2、三十年代成功制取多孔含油軸承;繼而粉末冶金鐵基機(jī)械零件的發(fā)

60、展，充分發(fā)揮了粉末冶金少切削甚至無(wú)切削的優(yōu)點(diǎn)。3、向更高級(jí)的新材料、新工藝發(fā)展。四十年代，出現(xiàn)金屬陶瓷、彌散強(qiáng)化等材料，六十年代末至七十年代初，粉末高速鋼、粉末高溫合金相繼出現(xiàn):利用粉末冶金鍛造及熱等靜壓已能制造高強(qiáng)度的零件。粉末冶金最顯著的特點(diǎn)是少切削甚至無(wú)切削，生產(chǎn)效率高。因此，粉末冶金在國(guó)外尤其是德國(guó)、美國(guó)和日本倍受青睞，而且起步也早。這種工藝方法較切削加工工藝，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)材料利用率高。用一般切削加工方法制造機(jī)械零件時(shí)，材料利用率約為40%50%，甚至更低:而粉末冶金方法的材料利用率可達(dá)95%以上。(2)生產(chǎn)效率高。隨著粉末冶金壓制設(shè)備和燒結(jié)設(shè)備的自動(dòng)化程度提高