材料工藝及設(shè)備第二部分

材料工藝及設(shè)備第二部分

材料的固體狀態(tài)是材料的常見形態(tài)，材料的使用效能也主要是在固態(tài)下體現(xiàn)的。材料的工藝就是通過一系列的過程，完成材料由一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的變化。材料加工實(shí)際上是材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)或外部形狀在外界條件的作用下發(fā)生的變化過程。一種成熟的加工技術(shù)，可以轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化為新的工藝和技術(shù)。例如，來源于高分子材料加工的注塑技術(shù)，已應(yīng)用于粉末冶金和特種陶瓷的成形過程。第三章金屬材料鍛造成形加工工藝及設(shè)備

金屬材料固態(tài)成形是利用金屬的塑性使其產(chǎn)生變形，達(dá)到工件成形的目的。金屬材料固態(tài)成形應(yīng)用最廣泛的工藝是鍛造工藝，鍛造工藝在汽車、拖拉機(jī)、動力機(jī)械、礦山機(jī)械、機(jī)床和航空航天等部門中占有重要的地位。世界上鍛造技術(shù)起源于何時(shí)，無從考證。但中國是世界上應(yīng)用最早的國家之一。從1972年河北藁城縣商代遺址出土的兵器考證，距今已有3300余年，經(jīng)采用現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)驗(yàn)確定，其刃口是采用合金嵌鍛而成，這是我國至今發(fā)現(xiàn)最早生產(chǎn)的鍛件。導(dǎo)入案例：1.5萬噸水壓機(jī)

由中國第一重形機(jī)械集團(tuán)公司自行設(shè)計(jì)、制造的世界上噸位最大、技術(shù)最先進(jìn)的1.5萬噸重形自由鍛造水壓機(jī)于2006年12月30日一次熱負(fù)荷試車成功。

這臺大形戰(zhàn)略裝備的研制成功是我國制造實(shí)力的體現(xiàn)和綜合國力的象征，它標(biāo)志著我國重形鍛造設(shè)備的設(shè)計(jì)制造水平已跨入當(dāng)今國際領(lǐng)先行列，同時(shí)也標(biāo)志著我國已具備自主生產(chǎn)高端大形鍛造機(jī)械的能力，以往生產(chǎn)關(guān)鍵大形鍛件受制于國外的時(shí)代有望終結(jié)。一重集團(tuán)新建的1.5萬噸水壓機(jī)不僅在能力上超過國內(nèi)現(xiàn)有的水壓機(jī)，成為世界上噸位最大的水壓機(jī)之一，而且在主機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)水平上也有多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，是目前世界上最先進(jìn)的重形自由鍛造水壓機(jī)。其建成后，一重將成為亞洲最大的鑄鍛件生產(chǎn)基地。1、繪制鍛件圖鍛件圖是編制鍛造工藝、指導(dǎo)生產(chǎn)和鍛件驗(yàn)收的主要依據(jù)。根據(jù)零件圖繪制鍛件圖時(shí)要考慮以下三種因素：（1）加工余量：為機(jī)加工預(yù)留量。（2）鍛件公差：鍛造工藝允許誤差。（3）鍛造余塊：為簡化外形輪廓，附加的金屬。第一節(jié)自由鍛造加工工藝圖3.1

鍛件余量、余塊及鍛件圖（1-余塊；2-加工余量）2、計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸（1）計(jì)算坯料質(zhì)量

G坯=（G鍛+G芯+G切）（1+δ）（2）確定坯料尺寸（3）鍛造比的選擇鍛件在鍛造成型時(shí)變形程度的表示方法。①若用型材鍛造，一般不需考慮鍛造比。②用鋼錠（包括選用有色金屬鑄錠）鍛造大型鍛件，必需考慮鍛造比。③用一般結(jié)構(gòu)鋼，鍛造比選為2-2.5。3、確定鍛造溫度范圍（1）鍛造溫度范圍金屬材料的鍛造是在一定的溫度范圍內(nèi)。包括始鍛溫度和終鍛溫度。（2）鍛件的熱處理規(guī)范①用低碳鋼制作中、小型鍛件對坯料可以快速加熱到始鍛溫度。②用合金鋼制作大型鍛件，對坯料采取緩慢升溫，分段加熱，減少應(yīng)力。4、制定自由鍛加工工藝規(guī)程舉例圖3.2

齒輪零件圖①繪制鍛件圖圖3.3齒輪鍛件圖②確定齒輪變形工序及中間坯料尺寸

變形工序包括：鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔、修整。圖3.4齒輪鍛造工藝過程(1)-下料；(2)-鐓粗；(3)-墊環(huán)局部鐓粗；(4)-沖孔；(5)-沖子擴(kuò)孔（三次）；（6）-修整③計(jì)算原坯料尺寸④選擇設(shè)備噸位⑤確定鍛造溫度范圍⑥制定鍛造工藝卡片例2軸類零件自由鍛造工藝

壓肩拔長一端并切去料頭調(diào)頭壓肩拔長、倒棱、滾圓端部拔長并切去料頭全部滾圓并校直。

利用模型鍛造成形能減少金屬的消耗和機(jī)械加工量，縮短零件的制造周期。模型鍛造工藝效率高，其生產(chǎn)率是自由鍛加工工藝的10倍左右。1、模鍛件分類（1）長軸類鍛件第二節(jié)模型鍛造成形工藝圖3.5長軸類鍛件（2）短軸類鍛件（方圓類鍛件）圖3.6短軸類鍛件（（a）齒輪；（b）法蘭盤；（c）十字軸；（d）萬向節(jié)叉）（3）彎曲類鍛件圖3.7彎曲類鍛件（4）叉類鍛件圖3.8叉類鍛件（5）枝芽類鍛件圖3.9枝芽類鍛件2、模型鍛造工藝規(guī)程（1）鍛件圖的制定①分模面的選擇分模面是指上、下（或左、右）鍛模在鍛件上的分界面。圖3.10鍛件分模面位置a、保證金屬容易充滿模膛；b、簡化模具制造，盡量選擇平面；圖3.11金屬充灌模膛位置圖3.12簡化模具制造c、容易檢查上下模膛的相對錯(cuò)移；d、有利于平衡模鍛錯(cuò)移力；圖3.3容易檢查錯(cuò)模圖3.14平衡模鍛錯(cuò)移力e、有利于干凈的切除飛邊。

圖3.15干凈的切除飛邊②確定加工余量和公差

圖3.16齒輪軸模鍛圖③確定模鍛斜度模鍛件上與分模面相垂直的表面附加的斜度稱為模鍛斜度。作用是使鍛件很容易從模膛中取出，同時(shí)使金屬更好的充滿模膛。模鍛斜度與模膛深度和寬度有關(guān)。h為鍛件在確定模鍛斜度處的高度，b為鍛件在確定模鍛斜度處的寬度，L為鍛件在確定模鍛斜度處的長度。圖3.17模鍛斜度的確定(a)-軸鍛件；(b)-長方形鍛件；(c)-圓形鍛件④確定圓角半徑

圖3.18鍛件圓角半徑的確定圖3.19圓角半徑過小對模具影響⑤沖孔連皮的選擇圖3.20折疊與圓角半徑的關(guān)系圖3.21圓角半徑與金屬纖維的關(guān)系圖3.22鍛模時(shí)沖孔連皮的四種形式a-平底；b-凸底；c-凹底；d-凸底（大而淺孔采用）

模型鍛造時(shí)，不能直接鍛出透孔，僅能沖出一個(gè)初孔形，而孔內(nèi)還留有一層具有一定厚度的金屬稱為沖孔連皮。沖孔連皮可以在切邊壓力機(jī)上沖掉或在機(jī)械加工時(shí)切除。模鍛沖出初孔形，為的是使鍛件更接近零件形狀，減少金屬的浪費(fèi)，縮短機(jī)械加工時(shí)間，同時(shí)可以使空壁的金屬組織更致密。沖孔連皮可以減輕鍛模的剛性接觸，起到緩沖作用，以免損壞鍛模。（2）坯料的質(zhì)量和尺寸計(jì)算模鍛件坯料的計(jì)算，只能初略的估算。模鍛件坯料質(zhì)量=模鍛件質(zhì)量+飛邊質(zhì)量+氧化燒損①盤形鍛件

1.25﹤(坯料高度/坯料直徑)﹤2.5②長軸類鍛件坯料截面積=（1.05～1.3）（坯料體積/鍛件長度）③復(fù)雜鍛件坯料面積=（0.7～0.85）鍛件最大部分的截面積。（3）模鍛模膛設(shè)計(jì)①終鍛模膛

A、終鍛模膛易受磨損處；在熱鍛件圖上的尺寸A比鍛件圖上相應(yīng)尺寸減小0.5～0.8mmB、下模模膛局部較深處易積氧化皮，致使鍛件在該處缺肉；其熱鍛件圖在曲柄端頭加深約2mm。圖3.23齒輪鍛件圖3.24曲軸鍛件局部加厚C、設(shè)備噸位與鍛件高度適當(dāng)；D、設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)募庸び嗔?；E、形狀特別的鍛件，增設(shè)定位余塊。圖3.25切邊或沖孔易變形鍛件圖3.26需增設(shè)定位余塊的鍛件②毛邊槽及鉗口的選擇

A、毛邊槽的選擇圖3.27毛邊槽型式B、鉗口的選擇終鍛型槽和預(yù)鍛型槽前端的特制凹腔稱為鉗口。鉗口的作用是用來容納夾持坯料的夾鉗和便于鍛件從型槽中取出。制造鍛模時(shí)，鉗口還用作澆鉛或金屬鹽的澆口，以復(fù)制型槽的形狀，作檢驗(yàn)用。圖3.28鉗口的結(jié)構(gòu)

空氣錘和蒸汽-空氣錘的噸位按落下部分重力（Kg）計(jì)算?？諝忮N的噸位有40Kg、75Kg、150Kg、1t等規(guī)格；蒸汽-空氣錘最小的為630Kg，最大的有5t，大于5t的被水壓機(jī)代替。1、空氣錘空氣錘是應(yīng)用很廣泛的一種自由鍛錘，它可以用于各種自由鍛造工序，也可以用作胎模鍛造。第三節(jié)自由鍛造設(shè)備產(chǎn)品用途:該系列空氣錘體積小、噪聲低、結(jié)構(gòu)合理、操作方便。該機(jī)種適用于各種自由鍛造如延伸、鐓粗、沖孔、剪切、鍛焊、扭轉(zhuǎn)、彎曲等。使用墊模即可進(jìn)行各種開式模鍛?？諝忮N產(chǎn)品用途:廣泛應(yīng)用于普通鍛造行業(yè)，如：延伸、鐓粗、沖孔、熱剪、鍛造、鍛焊、轉(zhuǎn)和胎模鍛造，可以在開式墊模進(jìn)行鍛造。空氣錘1-壓縮缸；2-工作缸；3-壓縮活塞；4-工作活塞；5-連桿；6-電動機(jī)；7-減速器；8-上旋閥；9-下旋閥；10-踏桿；11-上砧；12-下砧；13-砧墊；1-壓縮缸；2-工作缸；3-壓縮活塞；4-工作活塞；5-連桿；6-電動機(jī)；7-減速器；8-上旋閥；9-下旋閥；10-踏桿；11-上砧；12-下砧；13-砧墊；14-砧坐空氣錘2、蒸汽-空氣錘（1）單柱式蒸汽-空氣錘圖3.30單柱式蒸汽-空氣錘外形及結(jié)構(gòu)示意圖1-進(jìn)氣管；2-節(jié)氣閥；3-滑閥；4-上氣道；5-下氣道；6-汽缸；7-活塞；8-錘桿；9-錘頭；10-上砧；11-坯料；12-下砧；13-砧墊；14-砧座；15-排氣管（2）雙柱式蒸汽-空氣錘雙柱式蒸汽-空氣錘的噸位都在1噸以上，有拱式和橋式。落下重力為1-5噸，鍛件的質(zhì)量一般為3-5噸。用鍛錘鍛造，以打擊力迫使金屬發(fā)生塑性變形。操作時(shí)震動大，噪聲大。為了防止下砧的跳動，需要極重的砧座。為鍛錘落下重力的15-20倍。圖3.31雙柱拱式蒸汽-空氣錘示意圖3、水壓機(jī)水壓機(jī)屬于用無沖擊的靜壓力使金屬變形的設(shè)備。上砧所施加的壓力能深入到鍛件的內(nèi)部而把金屬鍛透。剩余部分壓力便由機(jī)柱承受，地面不受震動。圖3.32水壓機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（a）萬噸水壓機(jī)工作原理示意圖1-水箱；2-高壓水泵；3-高壓容器；4-空氣壓縮機(jī)；5-主缸；6-升降缸；7-開停閥；8-三通接頭；9-動橫梁；10-低壓容器（b）1.5萬噸水壓機(jī)示意圖鍛造操作機(jī)

鍛造裝取料機(jī)

1、錘上模鍛設(shè)備模鍛錘砧座緊固模座，同時(shí)兩個(gè)錘身都固緊在砧座上，這就能保證上模對下模重合的最大精確度。（1）錘頭上下擺動（2）單次重?fù)艉洼p擊（3）連續(xù)鍛擊第四節(jié)模型鍛造設(shè)備圖3.33蒸汽-空氣模鍛錘外觀圖程控全液壓模鍛錘

鍛壓設(shè)備

1-腳踏板；2-手柄；3、4、17-拉桿；5、7-杠桿；6-排氣管；8-節(jié)氣閥；9-滑閥拉桿；10-進(jìn)氣管；11-安全裝置；12-汽缸；13-活塞；14-錘桿；15-錘頭；16-馬刀桿（月牙板）；18-滑閥（錯(cuò)氣閥）；19-下氣道；20-上氣道2、機(jī)械壓力機(jī)機(jī)械鍛壓機(jī)是高效率的機(jī)器，適于自動化生產(chǎn)。它采用曲柄或偏心式的傳動，通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動。3、螺旋壓力機(jī)采用摩擦、齒輪、電或液壓傳動加速飛輪和螺桿部件，飛輪和螺桿部件把旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K和錘頭的線形能量。摩擦傳動螺旋壓力機(jī)直接電傳動螺旋壓力機(jī)帶滑動離合器的齒輪傳動螺旋壓力機(jī)4、摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)適用在中小批量生產(chǎn)的車間，用來模鍛各種形狀的小型鍛件，生產(chǎn)率比自由鍛造和胎模鍛造高的多，鍛件質(zhì)量也好。其優(yōu)點(diǎn)有：設(shè)備構(gòu)造簡單、震動小，沒有砧座、土建基礎(chǔ)簡單、投資費(fèi)用少、操作安全、易維護(hù)、勞動條件好；它的工藝性能較廣，可作熱模鍛，也可作冷熱校正、精壓、冷沖壓、彎曲及切邊等工作；摩擦壓力機(jī)的行程速度慢，給塑性低的金屬創(chuàng)造了有利的變形條件，很適合耐熱合金及銅、鋁等有色金屬的模鍛。(腳動)雙盤摩擦壓力機(jī)(手動)雙盤摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)的外形5、曲軸鍛壓機(jī)在曲軸鍛壓機(jī)上進(jìn)行模鍛，有如下優(yōu)點(diǎn)：由于曲軸鍛壓機(jī)的剛度大，滑塊行程不變，打擊力保持一定，滑塊運(yùn)行時(shí)，有較精確的導(dǎo)軌裝置，加之模具有導(dǎo)柱，大大減少了上下模之間錯(cuò)移，因此，能鍛出尺寸穩(wěn)定而精度很高的模鍛件；因?yàn)殄懠雀?、余量和公差小，加上有頂桿裝置，可以縮小模鍛斜度，于是大大節(jié)約了金屬材料。曲軸鍛壓機(jī)工作時(shí)震動很小，工人勞動條件好。1-電動機(jī)；2-飛輪；3-傳動軸；4-小齒輪；5-大齒輪；6-離合器；7-曲軸；8-連桿；9-滑塊；10-導(dǎo)軌；11-制動器；12-工作平臺6、平鍛機(jī)平鍛機(jī)又稱為臥式鍛造機(jī)，根據(jù)夾緊凹模分開方向不同，可以分為垂直分模和水平分模兩種平鍛機(jī)。平鍛機(jī)是借曲軸連桿機(jī)構(gòu)傳動的壓力機(jī)，主要由機(jī)身、曲軸連桿機(jī)構(gòu)（曲軸、連桿和主滑塊）、夾緊機(jī)構(gòu)（凸輪、帶有滾輪的側(cè)滑塊、杠桿系統(tǒng)和夾緊滑塊）、傳動機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等組成。平鍛機(jī)的工作過程分為送料、夾緊、鐓鍛和退料四個(gè)階段。EPD型平鍛壓力機(jī)

平鍛壓力機(jī)平鍛機(jī)的

工作過程①送料②夾緊③鐓鍛④退料第四章

粉末冶金加工工藝及設(shè)備

粉末冶金是一門研究制取各種粉末，并以粉末為原料，通過壓制成形、燒結(jié)和必要的后續(xù)處理制成材料和制品的科學(xué)技術(shù)。由于粉末冶金可以制造出用傳統(tǒng)的熔鑄和加工方法所不能制成的、具有獨(dú)特性能的材料和制品，并能同時(shí)完成材料及其制品的制造過程，故它還是一種“節(jié)能、省材和高效生產(chǎn)”的新技術(shù)。早期的粉末冶金主要對象是金屬，現(xiàn)代粉末冶金已擴(kuò)展為合金、非金屬、金屬與非金屬的化合物以及其他各種化合物材料。由于粉末冶金的工藝與陶瓷生產(chǎn)工藝在形式上有些相似，所以這種工藝方法又稱為“金屬陶瓷法”。導(dǎo)入案例：近凈成形技術(shù)

近凈成形技術(shù)是指零件成形后，僅需少量加工或不再加工，就可用作機(jī)械構(gòu)件的成形技術(shù)。它是建立在新材料、新能源、機(jī)電一體化、精密模具技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、數(shù)值分析和模擬技術(shù)等多學(xué)科高新技術(shù)成果基礎(chǔ)上，改造了傳統(tǒng)的毛坯成形技術(shù)，使之由粗糙成形變?yōu)閮?yōu)質(zhì)、高效、高精度、輕量化、低成本的成形技術(shù)。近凈成形技術(shù)

粉末冶金是研究金屬、合金、非金屬、金屬間化合物和化合物的粉末及其材料的制備和性質(zhì)的技術(shù)科學(xué)。以粉末途徑制取新材料已成為材料制備中最具發(fā)展活力的領(lǐng)域。國外將它視為爭取高性能材料、特種功能材料和極限條件下工作材料的有效途徑。粉末冶金已發(fā)展成為當(dāng)代國際材料科學(xué)的前沿陣地。第一節(jié)概述1、粉末冶金的基本工序：（1）粉末原料的制取和準(zhǔn)備；（2）將粉末加工成所需形狀的坯塊；（3）將坯塊在主要組元熔點(diǎn)以下溫度燒結(jié)；2、粉末冶金最突出的優(yōu)點(diǎn)：（1）能夠制造目前使用其他工藝無法制造或難于制造的材料和制品；（2）能夠直接制造出合乎或者接近成品形狀和尺寸要求的制品。3、粉末冶金工藝的不足：成本高、形狀受限制，韌性較差。第二節(jié)粉末及粉末制取圖4.2聚集顆粒示意圖a-單顆粒；b-二次顆粒；c-晶粒；a2-一次顆粒粉末體簡稱粉末，是由大量顆粒及顆粒之間的空隙所構(gòu)成的集合體。

1、粉末的性能（1）化學(xué)成分：純度（2）物理性能：①粉末的顆粒形狀

顆粒形狀與粉末生產(chǎn)方法的關(guān)系②粉末的粒度和粒度組成

③粉末的比表面粉末比表面定義為單位質(zhì)量的粉末所具有的總表面積（指外表的面積和與外表面連通的孔所提供的內(nèi)表面面積之和）Sw（單位為m2/g），有時(shí)也用單位體積的粉末所具有的總表面積Sv（單位為m2/cm3）表示。粉末的比表面是粉末的平均粒度、顆粒形狀和顆粒密度的函數(shù)。比表面同平均粒度一樣，給人以直觀、明確的概念。測定粉末比表面通常采用氣體吸附法和氣體透過法。（3）粉末的工藝性能①松裝密度：是粉末試樣自然的充滿規(guī)定的容器時(shí)，單位容積的粉末質(zhì)量。②振實(shí)密度：是將粉末裝入振動容器中，在規(guī)定的條件下經(jīng)過振實(shí)后測得的粉末密度。圖4.4松裝密度測量裝置圖

③流動性：是描述粉末流過一個(gè)限定孔的定性術(shù)語，其大小可用50ｇ粉末從標(biāo)準(zhǔn)的流速漏斗流出所需要的時(shí)間來表示，單位為ｓ／５０ｇ。前圖也可用于粉末流動性的測量。④壓縮性：粉末在規(guī)定的壓制條件下被壓縮的程度。用壓坯密度來表示。⑤成形性：粉末壓制后，壓坯保持其形狀的能力。用粉末得以成型的最小單位壓力表示，或用壓坯強(qiáng)度來衡量。2、粉末制取方法（1）還原法

①固體碳還原法：用固體碳可還原許多金屬氧化物，包括Fe、Mn及Cu、Ni、W等。②氣體還原法用H2、CO等氣體還原可制取Fe、Ni、Co、Cu、W、Mo及合金粉末，純度高。③金屬熱還原法

MeX+Me’=Me’X+Me+Q

常用金屬熱還原劑有Ca、Mg、Na等。④還原-化合法（2）霧化法霧化法是指利用高壓流體或其他特殊的方法將熔融金屬粉碎成細(xì)小的液滴從而得到粉末的過程。從理論上講，任何能形成液體的材料都可以進(jìn)行霧化。圖4.8垂直氣體霧化裝置示意圖①二流霧化：借助高壓水流或高速氣流的沖擊來破碎金屬液流。包括水霧化和氣霧化。霧化粉末有三個(gè)重要的性能：粒度，它包括平均粒度、粒度分布及可用粉末的收得率等；顆粒形狀及與其有關(guān)的性能，如松裝密度、流動性、壓坯密度及比表面等；三是粉末顆粒的純度和結(jié)構(gòu)。二流霧化圖4.9氣霧化時(shí)金屬粉末的形成圖4.10水霧化裝置示意圖氬氣霧化鈦合金粉末形態(tài)水霧化La-Ni合金粉末形態(tài)②離心霧化利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)的離心力將金屬液流擊碎成細(xì)的液滴，然后冷卻凝結(jié)成粉末的技術(shù)。

a、旋轉(zhuǎn)圓盤霧化；圖4.13離心霧化的幾種形式b、旋轉(zhuǎn)坩堝霧化；利用固定電極和旋轉(zhuǎn)水冷坩堝，電極和坩堝內(nèi)的金屬之間產(chǎn)生電弧而使金屬熔化。1-電極；2-霧化半徑；3-霧化緣；4-旋轉(zhuǎn)坩堝；5-電極圖4.14旋轉(zhuǎn)坩堝霧化裝置示意圖1-電極；2-霧化半徑；3-霧化緣；4-旋轉(zhuǎn)坩堝；5-電極c、旋轉(zhuǎn)電極霧化把要霧化的金屬或合金作為旋轉(zhuǎn)自耗電極，通過固定的鎢電極產(chǎn)生電弧，使之熔化。當(dāng)自耗電極旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心力使熔融金屬粉碎成細(xì)小液滴飛出。在碰到器壁前凝固。旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉的優(yōu)點(diǎn)是粉末干凈，能制得球形粉末，粒度較均勻，沒有被坩堝污染的危險(xiǎn)；缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，設(shè)備和加工成本較高，粉末粒度粗。另外，用鎢作陰極，粉末可能被鎢污染。圖4.15旋轉(zhuǎn)電極霧化裝置圖1-電動機(jī)；2-送料器；3-粉末收集器；4-固定鎢電極；5-旋轉(zhuǎn)自耗電極；6-惰性氣體入口圖4.16旋轉(zhuǎn)電極霧化粉末形成過程d、霧化制粉有如下優(yōu)點(diǎn)：①容易制得所需成分的、純度高和組織均勻的、且工藝性能好的優(yōu)質(zhì)金屬粉末；②粉末顆粒形狀、大小和粒度分布等均可在一定范圍內(nèi)調(diào)整；③可以使用廉價(jià)原料（廢金屬等），且工藝流程短，設(shè)備簡單，因而總體成本也低。④可用方法比較多，除上述方法外，還有真空霧化、輥筒霧化、超聲霧化、電磁離心霧化、振動電極霧化等。

（3）電解法在特定條件下,粉末可以在電解槽的陰極上沉積出來。陽極氧化，陰極還原。電解是借助電流作用而實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的過程。電能變?yōu)榛瘜W(xué)能。圖4.18電解過程示意圖Fe2++2e-→FeCu2++2e-→CuFe→Fe2++2e-Cu→Cu2++2e-

①水溶液電解可生產(chǎn)Cu、Fe、Ni、Ag、Sn、Pb、Cr、Mn等粉末。析出的形態(tài)與c和i有關(guān)。Ⅰ-粉末區(qū)；Ⅲ-致密沉積物區(qū)；Ⅱ-兩者的過渡區(qū)。在大的電流密度i和低陽離子濃度C的水溶液電解條件下，容易獲得粉末狀的陰極沉積物。

圖4.20電解銅粉生產(chǎn)的流程圖圖4.19i-C關(guān)系圖

②熔鹽電解可制取Ti、Zr、Ta、Nb、Th、U、Be等純金屬粉末，也可制取如鉭-鈮等合金粉末，以及制取各種難熔金屬化合物粉末。熔鹽電解與水溶液電解在本質(zhì)上沒有什么區(qū)別。難熔金屬由于與氧的親和力大，在大多數(shù)情況下不能從水溶液中析出，必須用熔鹽作電解質(zhì)，在低于金屬的熔點(diǎn)下電解。所以，熔鹽電解比水溶液電解困難的多。通常采用氯化物（氟化物）熔鹽電解質(zhì)。（4）羰基物熱離解法某些金屬（特別是過渡族金屬）能與一氧化碳生成金屬羰基化合物Me（CO）n。這些羰基物是易揮發(fā)的液體或易升華的固體。羰基物法也叫熱離解法，就是把金屬（如鐵和鎳）與一氧化碳生成的羰基物進(jìn)行加熱，使其分解而得到粉末的方法。（5）機(jī)械粉碎法是靠壓碎、擊碎和磨削等作用，將塊狀金屬、合金或化合物粉碎。①機(jī)械研磨法

圖4.5球磨機(jī)中球體運(yùn)動示意圖②機(jī)械合金化（MA）是一種制備合金粉末的非平衡高新技術(shù)，可制造具有可控細(xì)顯微組織的復(fù)合金屬粉末。是在高速攪拌球磨的條件下，粉末經(jīng)磨球的碰撞、擠壓，重復(fù)地發(fā)生變形、斷裂、焊合，原子間相互擴(kuò)散形成合金粉末。圖4.6機(jī)械合金化裝置示意圖（6）納米粉末及其制取納米材料是指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米尺度的材料。包含三個(gè)層次，納米微粒、納米固體、納米組裝體系。①納米粉末的特性納米微粒是指線度處于1-100nm之間的粒子的聚合體。②納米粉末制取方法簡介對納米微粒制備的基本要求是：表面潔凈，微粒形狀、粒徑以及粒度分布可控。微粒團(tuán)聚傾向小，易于收集，有較好的熱穩(wěn)定性，產(chǎn)率高。

a、物理法

b、化學(xué)法

c、物理化學(xué)法

d、其他方法

成形是將松散的粉末體加工成具有一定尺寸、形狀、密度和強(qiáng)度的壓坯的過程。1、成形前原料準(zhǔn)備包括粉末退火、混合、篩分、加潤滑劑、制粒等。（1）退火粉末的預(yù)先退火可使氧化物還原，降低碳和其他雜質(zhì)的含量，提高粉末的純度。粉末退火溫度：T退=（）T熔第三節(jié)成形工藝（2）混合混合是將兩種或兩種以上的不同成分的粉末混合均勻的過程。有時(shí)，為了需要將同一名義成分的粉末混合，這稱為合批。在粉末混合中涉及許多參數(shù)，如混合的時(shí)間及溫度、混料器的容積與粉末體積之比、混料機(jī)的類型及轉(zhuǎn)速以及混料器的結(jié)構(gòu)材料與表面光潔度等?；旌腺|(zhì)量的優(yōu)劣，不僅影響成型過程和壓坯質(zhì)量，而且會嚴(yán)重影響燒結(jié)過程的進(jìn)行和最終制品的質(zhì)量。

①機(jī)械法混合是廣泛應(yīng)用的混合方法?？煞譃楦苫旌蜐窕?。鐵基用干混；硬質(zhì)合金用濕混。常用的液體介質(zhì)為乙醇、汽油、丙酮等。②化學(xué)法混合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均勻混合；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。采用化學(xué)法還可制得成分非常均勻的包覆粉末。圖4.22螺旋混合器示意圖（3）篩分生產(chǎn)廠提供合格產(chǎn)品分級；使用粉末廠家去除雜質(zhì)。ZXS系列超聲波篩分機(jī)震動篩（4）制粒將小顆粒的粉末制成大顆?；驁F(tuán)粒的工序，其目的是改善粉末的流動性。制粒的設(shè)備有滾筒制粒機(jī)、圓盤制粒機(jī)和擦篩機(jī)等。有時(shí)也用震動篩制粒。目前，比較先進(jìn)的工藝是噴霧干燥制粒，將液態(tài)物料霧化成細(xì)小的液滴，與加熱介質(zhì)直接接觸后液體快速蒸發(fā)干燥而得到球形粉末顆粒。二流體噴霧干燥造粒塔

適用于處理水份蒸發(fā)量每小時(shí)5~6公斤小批量料漿的噴霧造粒，粒度分布80~200目,呈球狀顆粒。D系列壓力噴霧干燥造粒機(jī)

利用熱風(fēng)連續(xù)干燥，將漿料瞬間干燥成粉末?？墒∪饪s，過濾，粉碎，分級，對粉末冶金，精密陶瓷可得到高密度、一致性好的產(chǎn)品。（5）加潤滑劑，成形劑添加潤滑劑的目的是為了降低成型時(shí)粉末顆粒之間以及粉末與模壁和模沖間的摩擦，改善壓坯密度分布，減少模具磨損，消除模具內(nèi)表面的劃傷，并有利于降低脫模壓力。添加成形劑的目的是為了提高壓坯強(qiáng)度、防止粉末混合料離析以及消除壓坯內(nèi)的物理缺陷。常用的添加物質(zhì)有石蠟、合成橡膠、樟腦、塑料、硬脂酸及硬脂酸鹽等。2、粉末壓制過程的規(guī)律（1）模壓過程圖4.25金屬粉末成形各階段示意圖（2）壓制過程中的力①凈壓力和壓力損失凈壓力是用來是粉末產(chǎn)生位移、變形和克服粉末的內(nèi)摩擦的力；壓力損失是指用來克服粉末顆粒與模壁之間外摩擦的力。②側(cè)壓力③外摩擦力

圖4.27單向壓制時(shí)各種力示意圖剎車片

剎車片最重要的性能指標(biāo)就是摩擦系數(shù)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的剎車摩擦系數(shù)在之間。合格的剎車片摩擦系數(shù)適中、穩(wěn)定，如果摩擦系數(shù)低于0.35，剎車時(shí)就會超過安全制動距離甚至剎車失靈，如果摩擦系數(shù)高于0.40，剎車容易突然抱死，出現(xiàn)翻車事故。

④脫模壓力在小壓力和中等壓力下壓制時(shí)（P≤300～400MPa），脫模壓力一般不超過0.3P。⑤彈性后效壓制過程中當(dāng)卸掉壓制壓力并把壓坯從壓模中壓出后，由于彈性內(nèi)應(yīng)力的作用，壓坯會發(fā)生彈性膨脹，這種現(xiàn)象稱為彈性后效。通常壓坯在壓制方向的尺寸變化可達(dá)5%～6%；而垂直于壓制方向上變化為1%～3%。由于壓坯內(nèi)部彈性后效不均勻，所以脫模時(shí)會在薄弱部分或應(yīng)力集中部位出現(xiàn)裂紋。（3）壓坯密度的不均勻分布及改善措施①密度和硬度分布：由于摩擦力的存在，壓坯各部分受力不均勻，導(dǎo)致壓坯密度在高度方向和橫截面上的分布不均勻。圖4.28還原鐵粉壓坯中密度和硬度分布情況壓模直徑Φ72mm；壓制壓力550-680MPa；粉末質(zhì)量3kg；圖左為密度（g/cm3），圖右為硬度HB（kg/mm2）②改善措施：a、降低壓坯的高徑比；b、采用模壁光潔度很高的壓模；c、采用雙向壓制；d、利用摩擦力；e、壓制前對粉末進(jìn)行還原退火；f、潤滑劑成形劑。圖4.29鎳粉壓坯密度的分布壓力p=700MPa；陰模直徑D=20mm；高徑比H/D=0.87c、采用雙向壓制圖4.30單向壓制過程及壓坯密度沿高度的分布圖4.31雙向壓制過程及壓坯密度沿高度的分布d、利用摩擦力的壓制：帶浮動陰模的壓制圖4.32帶浮動陰模的雙向壓制過程示意圖d、利用摩擦力的壓制：帶摩擦芯桿的壓制壓制時(shí)，上模沖強(qiáng)制芯桿一起向下移動，并且芯桿下移的速度大于粉末下移速度，因而靠芯桿與粉末之間的摩擦力帶動粉末向下移動。使得壓坯受力趨于均勻。(a)壓模示意圖(b)壓坯受力示意圖圖4.33帶摩擦芯桿的壓制1-底座；2-墊板；3-下壓環(huán)；4-陰模；5-壓坯；6-芯桿；7-上壓環(huán)；8-限制器

右圖的復(fù)雜形狀成型用凸形浮動內(nèi)上模沖，壓制時(shí)將模腔內(nèi)的粉末按需要形狀作側(cè)向移動。

e、壓制前對粉末進(jìn)行還原退火等預(yù)處理，消除粉末的加工硬化，減少雜質(zhì)含量，提高粉末體的壓制性能。

f、在粉末中加入適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┖统尚蝿?。圖4.35具有上、下曲面的復(fù)雜形狀壓坯的成形方法（4）壓坯強(qiáng)度壓坯的強(qiáng)度是在外力作用下，壓坯保持其幾何形狀、尺寸的能力。壓坯強(qiáng)度的高低，取決于粉末顆粒之間的聯(lián)結(jié)力。①粉末顆粒之間的機(jī)械嚙合力②粉末顆粒表面原子間的引力③粉末顆粒在成型前所加成型劑的粘結(jié)力壓坯強(qiáng)度是隨著壓坯密度的提高而提高的，而壓坯密度又是隨壓制壓力的提高而提高的，所以，壓坯強(qiáng)度也是隨壓制壓力的提高而提高的。3、模具模具設(shè)計(jì)的基本原則：①充分發(fā)揮粉末冶金少、無切削工藝特點(diǎn)，保證坯件達(dá)到所需的幾何形狀、精度和表面光潔度、密度分布；②合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)和選擇模具材料，使模具零件具有足夠高的強(qiáng)度、剛度和硬度，具有高耐磨性和使用壽命，同時(shí)還要便于操作、調(diào)節(jié)，保證安全可靠；③注意模具結(jié)構(gòu)的可加工性和模具制造成本問題。（1）陰模陰模是成形壓坯輪廓形狀的模具，陰模的結(jié)構(gòu)按零件外形及其成形特點(diǎn)，可歸納為三種：整體模、拼模和可拆模。（2）模沖模沖是成形壓坯端面的模具。所選用的模沖材料的屈服強(qiáng)度必須大于應(yīng)力。（3）芯桿芯桿是成形壓坯內(nèi)孔的模具，大多細(xì)而長。因此，除耐磨性好外，還需韌性好。在要求耐磨性高的成形部位，可以釬焊硬質(zhì)合金或用TiC與TiN進(jìn)行表面硬化處理。以上僅是鋼模壓制的模具。要實(shí)際進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)時(shí)，須查閱粉末冶金模具設(shè)計(jì)手冊。4、影響壓制過程和壓坯質(zhì)量的因素（1）粉末性能對壓制過程的影響①粉末物理性能的影響

a、硬度及摩擦性能的影響：粉末硬度大難壓且對模具磨損嚴(yán)重。

b、粒度和粒度組成的影響：細(xì)粉末的壓縮性差，而成形性好。要合理級配。

c、粉末顆粒形狀的影響：粉末顆粒形狀對壓制過程和壓坯質(zhì)量的影響具體反映在其充填性能、壓制性等方面。需要時(shí)，進(jìn)行制粒處理。②粉末化學(xué)成分（純度）的影響粉末純度愈高，壓制愈易進(jìn)行。氧化物及粉末含氧量嚴(yán)重影響壓制。粉末還原不完全，或還原后放置時(shí)間過長，含氧量都會增加。例如當(dāng)鐵粉中的氧含量超過1%時(shí)，壓坯就會出現(xiàn)裂紋等缺陷，壓坯的空隙度也增大。③粉末松裝密度的影響粉末松裝密度是設(shè)計(jì)模具尺寸時(shí)所必須要考慮的重要因素。密度小，粉末接觸面積增大，于壓坯強(qiáng)度有利，而模具尺寸必須增大；模具尺寸大，密度分布難均勻。（2）壓制方式對壓制過程和壓坯質(zhì)量的影響①加壓方式的影響為使壓坯密度均勻，可采用雙向壓制、浮動陰模壓制、換向壓制等。薄的圓筒壓坯采用帶摩擦芯桿的壓制；形狀復(fù)雜的零件采用組合模沖；高徑比和尺寸較大的制品采用等靜壓成形；管材、棒材通常采用粉末擠壓成形；板材、帶材采用粉末軋制；形狀復(fù)雜的小型零件（﹤150g）采用粉末注射成形；需提高密度時(shí)，可熱等靜壓。②加壓速度的影響加壓速度不僅影響粉末顆粒間的摩擦狀態(tài)和加工硬化程度，且影響空氣從粉末顆?？紫吨械囊莩?，通常以靜壓形式壓制。加壓速度很快的壓制，如沖擊成形。屬于動壓范疇，密度分布更加均勻。③保壓時(shí)間的影響在特定壓力下保持一定時(shí)間，可使：

a、壓力傳遞充分；

b、空氣逸出有足夠時(shí)間；

c、給粉末之間的機(jī)械嚙合和變形以時(shí)間，有利于應(yīng)變弛豫的進(jìn)行。④振動壓制的影響從外界對壓坯施以一定的振動，對壓坯致密化有良好的作用。振動源可以是機(jī)械的、電磁的、氣動的或超聲振動等。頻率為1000～14000次/min。要獲得某種密度的壓坯，振動壓制壓力僅為靜壓時(shí)的1/200。⑤磁場的影響是在普通模壓的基礎(chǔ)上加一個(gè)外磁場，利用粉末的磁各向異性，使任何能夠自由旋轉(zhuǎn)的顆粒的易磁化方向，旋轉(zhuǎn)到與外加磁場一致。在材料中產(chǎn)生了一種與單晶體磁狀態(tài)幾乎相同的組織。用于磁性材料。圖4.38磁場壓制壓模結(jié)構(gòu)圖干壓或濕壓磁場成型液壓機(jī)（3）潤滑劑和成形劑對壓制過程的影響成形劑是為了改善粉末成形性能而添加的物質(zhì)，可以增加壓坯強(qiáng)度。潤滑劑是降低粉末顆粒與模壁及模沖間摩擦、改善密度分布，減少壓模磨損和有利于脫模而添加的物質(zhì)。①潤滑劑和成形劑的種類和選擇原則

a、有適當(dāng)?shù)恼承院土己玫臐櫥郧乙子诨旌希?/p>

b、不與粉末物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)且易于排除；

c、對混合后的粉末松裝密度和流動性影響不大；

d、燒結(jié)后對產(chǎn)品性能和外觀等沒有不良影響；

e、成本低、來源廣。②潤滑劑和成形劑的用量及效果潤滑劑和成形劑的加入量與粉末種類及粒度大小、壓制壓力和摩擦表面值有關(guān)，也與它們本身的材質(zhì)有關(guān)。③使用潤滑劑和成形劑的不足之處

a、降低了粉末本身的流動性；

b、潤滑劑需占體積使壓坯密度減??；

c、壓制中粉末接觸程度因潤滑劑的阻隔而降低，影響壓坯的強(qiáng)度；

d、潤滑劑或成形劑必須在燒結(jié)時(shí)除去，可能影響燒結(jié)體外觀。5、等靜壓成形（1）等靜壓制基本原理：是借助高壓泵的作用把流體介質(zhì)（氣體或液體）壓入耐高壓的剛體密封容器內(nèi)，高壓流體的靜壓力直接作用在彈性模套內(nèi)的粉末上，粉末體在同一時(shí)間各方向受力均衡。（2）冷等靜壓制（CIP）①冷等靜壓制的分類

a、濕袋模具壓制；優(yōu)點(diǎn)：能夠在同一個(gè)壓力容器內(nèi)同時(shí)壓制各種形狀的壓件；模具壽命長、成本低。b、干袋式模具壓制優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)自動化，模具壽命較長。1-螺塞；2-高壓容器；3、4-橡膠模；5-芯桿；6-粉末；7-壓力介質(zhì)

②冷等靜壓制工藝?yán)涞褥o壓壓制主要工藝過程有：模具材料的選擇及模具的制作；粉末料的準(zhǔn)備以及將粉料裝入模袋；密封、壓制和脫模。對模具材料的要求：

a、強(qiáng)度和彈性，能保持幾何形狀；

b、抗磨耗性能，易于加工；

c、不與壓力介質(zhì)發(fā)生物理化學(xué)作用；

d、材料不粘附壓坯，壽命長，便宜；模具加工常用橡膠，近年來漸為塑料所取代。對模具軟硬程度的要求可通過調(diào)節(jié)增塑劑的成分及其含量來確定。（3）軟模成形利用軟模，在普通壓機(jī)上實(shí)現(xiàn)“等靜壓”。軟模澆注澆前準(zhǔn)備軟模壓制成形卸壓狀態(tài)6、連續(xù)成形（1）金屬粉末軋制-坯料

圖4.47粉末軋制方式示意圖粉末軋制的特點(diǎn)：與熔鑄軋制法相比：

a、能生產(chǎn)常規(guī)軋制法難于或無法生產(chǎn)的板帶材；

b、能軋制出成分均勻的帶材；

c、所軋出的板帶材具有各向同性特點(diǎn)；

d、粉末軋制工藝過程短，節(jié)約能源；

e、粉末軋制法成材率高。與模壓法相比：制品的長度原則上不受限制，軋制制品密度比較均勻。①粉末軋制的基本原理軋制時(shí)粉末的運(yùn)動過程可以分為三個(gè)區(qū)域：Ⅰ區(qū)-自由粉體在重力作用下流動；Ⅱ區(qū)-喂料區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的粉末受軋輥的摩擦被咬入輥縫內(nèi)；Ⅲ區(qū)-壓軋區(qū)，粉末在軋輥的壓力作用下，由松散狀態(tài)轉(zhuǎn)變成具有一定密度和強(qiáng)度的帶坯。圖4.48粉末軋制過程示意圖Ⅰ區(qū)-粉末自由區(qū)；Ⅱ區(qū)-喂料區(qū)；Ⅲ區(qū)-壓軋區(qū)②影響軋制過程的因素

a、粉末性能；粉末的軋制性能包括粉末的可塑性、成形性和流動性。

粉末的軋制性能應(yīng)包括粉末的可塑性、成形性和流動性。粉末流動性直接影響帶坯的密度及其均勻性，粉末的流動性不好時(shí)，由于供料器供給粉末不均勻，制取在長度和截面方向密度均勻分布的帶材比較困難。但流動性增大時(shí)，所制得的帶材厚度就會減少。而具有最大流動性的球形粉末，一般是不能軋制的。

b、軋制氣氛；氣氛對軋制帶材的厚度和密度也有重要影響，粉末在真空中軋制能得到密度高而且較厚的帶材。這是由于消除了吸附氣體，從而提高了摩擦系數(shù)，排除了阻礙粉末進(jìn)入變形區(qū)的阻力。

c、輥間縫隙；輥間縫隙大小對軋制帶材密度的影響：增大輥間縫隙便減少了軋輥對軋制板材的壓力，當(dāng)輥間縫隙很大時(shí)，粉末便不受軋制。

（2）金屬粉末擠壓成形粉末體或粉末壓坯在壓力作用下，通過規(guī)定的壓模嘴擠出成為坯塊或制品的一種成形方法。①粉末擠壓的基本原理1-軸向壓力；2-徑向壓力；3-模壁摩擦力；4-拉力圖4.45擠壓時(shí)混合料的受力狀態(tài)1-軸向壓力；2-徑向壓力；3-模壁摩擦力；4-拉力

由于壓力和摩擦力的作用，中心部位的擠壓物料的流動速度比外層擠壓物料的流動速度快。圖4.46擠壓混合料的流動狀態(tài)

②擠壓工藝及其主要影響因素

a、增塑成形劑的選擇：不反應(yīng)，殘留少；

b、增塑成形劑的用量：粒度細(xì)，形狀復(fù)雜，壁薄，用量多；

c、預(yù)壓壓力：除氣，初步致密化；

d、擠壓溫度：根據(jù)物料確定；

e、擠壓速度：速度過快，壓坯易斷；（3）金屬粉末噴射成形（Osprey方法）噴射成形技術(shù)是將噴射沉積與成形技術(shù)相結(jié)合來制造金屬或合金制品的新工藝。圖4.49噴射沉積成形工藝過程圖1-熔融金屬；2-熔堝（坩堝）；3-Osprey氣體噴嘴；4-沉積物；5-轉(zhuǎn)動軸；6-轉(zhuǎn)動軸套；7-多余的霧化微粒；8-旋流器；9-動力柜①噴射成形技術(shù)的基本原理：利用高速惰性氣體將熔融金屬霧化成彌散的小尺寸霧滴，并將其直接沉積在襯底上，聚集凝固成沉淀物，從而迅速冷凝形成具有一定形狀和較高致密度的預(yù)制毛坯。圖4.50噴射沉積成形原理示意圖1-霧化液微粒流；2-沉積物；3-襯底；4-金屬液流②噴射成形技術(shù)的工藝特點(diǎn)：

a、能制作板、帶、管、筒等制品，能使沉積層的冷卻速度達(dá)到104K/s以上。

b、可制作準(zhǔn)晶或非晶物質(zhì)；

c、制作多層元素金屬或合金的復(fù)合材料；

d、制備一般方法難于制造的合金鋼和高溫合金鋼鍛件。

e、噴射成形技術(shù)關(guān)鍵是霧化和沉積，一般存在3%-5%的孔隙度。7、無壓成形（粉漿澆注）是金屬粉末在不施加外力的情況下實(shí)現(xiàn)成形的工藝。圖4.53粉漿澆注工藝原理（a）組合石膏模；（b）粉漿澆注模；（c）吸收粉漿水分；（d）成形注件（1）粉漿澆注工藝過程①粉漿的制取：粉漿是由金屬粉末與母液構(gòu)成的。②石膏模具的制造③澆注④干燥圖4.54粉漿澆注工藝流程圖（2）影響粉漿澆注成形的因素粉漿澆注過程的粉末沉降速度、石膏模吸水速度、粉漿的粘度及穩(wěn)定性都是直接影響澆注件質(zhì)量的重要因素。①粉末粒度：細(xì)粉有利于澆注②液固比：液固比增加，粘度會降低。③粉漿PH值的影響：④氣體的影響8、注射成形（PIM）（CIM）（MIM）圖4.55形狀復(fù)雜的注射成形零件（1）粉末注射成形工藝圖4.56粉末注射成形工藝流程圖圖4.57粉末注射成形機(jī)1-電器開關(guān)；2-可移動模板；3-液壓系統(tǒng)；4-控制器；5-馬達(dá)；6-裝料斗；7-輸料管；8-模具圖4.58注射成形機(jī)的模具和喂料機(jī)構(gòu)1-裝料斗；2-注射混合料；3-轉(zhuǎn)軸；4-圓筒；5-螺旋器；6-加熱器；7-壓塊；8-冷卻套；9-模具；10-移動模板；11-液壓中心頂桿；12-弓形卡；13-注射油缸（2）粉末注射成形（PIM）技術(shù)的發(fā)展

a、開發(fā)高效、低成本的適合PIM工藝的金屬粉末生產(chǎn)技術(shù)；

b、建立粘結(jié)劑設(shè)計(jì)基本原理和數(shù)據(jù)庫，研究開發(fā)環(huán)境適應(yīng)性好、工藝性更好的新型粘結(jié)劑體系；

c、研究較粗粉末強(qiáng)化燒結(jié)技術(shù)，以提高粉末利用律，降低PIM產(chǎn)品的原材料成本，增強(qiáng)與其他成形技術(shù)的市場競爭力；

d、開展PIM技術(shù)的宣傳、培訓(xùn)工作，溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)、應(yīng)用和生產(chǎn)部門的關(guān)系，促進(jìn)PIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。9、高能成形

圖4.59爆炸成形裝置（a-直接式；b-間接式）10、溫壓成形溫壓成形是將混合粉末和模具加熱到一定溫度（通常是200℃以下）進(jìn)行壓制，所得壓坯仍進(jìn)行常規(guī)燒結(jié)。采用溫壓成形不僅使生坯密度提高，而且其燒結(jié)體的密度也提高；溫壓成形所用的壓制壓力和脫模壓力均比常規(guī)的粉末冶金成形低，從而提高了模具壽命，降低了成本；溫壓成形可降低壓坯的彈性后效，從而可減少壓坯的分層、裂紋等缺陷，提高了壓坯的質(zhì)量和成品率。第四節(jié)燒結(jié)工藝圖4.60典型粉末燒結(jié)過程分類示意圖1、概述燒結(jié)：在低于主要成分熔點(diǎn)的某一溫度下，為了提高或壓坯強(qiáng)度的熱處理。

a-粉末顆粒燒結(jié)前有兩個(gè)相鄰的表面；

b-燒結(jié)之后顆粒表面成為晶界。使得總表面積減小，從而降低了系統(tǒng)的自由能。

燒結(jié)過程中，顆粒粘結(jié)面上發(fā)生的量與質(zhì)的變化以及燒結(jié)體內(nèi)孔隙的球化與縮小等過程，都是以物質(zhì)遷移為前提的。2、粉末的固相燒結(jié)（1）單元系固相燒結(jié)某種純金屬、有固定化學(xué)成分的化合物或均勻固溶體的粉末在固態(tài)下的燒結(jié)。

圖4.61燒結(jié)階段示意圖

a、開始階段；

b、中間階段；

c、最終階段。

①燒結(jié)溫度與燒結(jié)時(shí)間單元系燒結(jié)時(shí)，物質(zhì)遷移的主要機(jī)理是擴(kuò)散和流動，當(dāng)溫度升高后過程均加快進(jìn)行。用塔曼溫度指數(shù)ɑ（燒結(jié)k與熔點(diǎn)k之比），最低ɑ為燒結(jié)起始溫度。k↗，ɑ↘。

a、低溫預(yù)燒階段（ɑ≤0.25）

b、中溫升溫?zé)Y(jié)階段（ɑ≤0.4～0.55）

c、高溫保溫完成燒結(jié)階段（ɑ=0.5～0.85）燒結(jié)溫度是指最高燒結(jié)溫度，即保溫時(shí)的溫度，燒結(jié)時(shí)間指保溫時(shí)間。

②燒結(jié)零件密度與尺寸的變化控制尺寸比提高密度更困難。燒結(jié)中密度↗尺寸收縮是正常的，但有時(shí)會相反，原因有：

a、壓制內(nèi)應(yīng)力的消除，可能脹大。

b、氣體與潤滑劑的揮發(fā)阻礙收縮，因此升溫過快使產(chǎn)品鼓泡脹大。

c、與氣氛反應(yīng)生成氣體妨礙產(chǎn)品收縮。

d、燒結(jié)時(shí)間過長或溫度偏高，造成聚晶長大會使密度降低。

e、同素異晶轉(zhuǎn)變可能引起比容改變。

③燒結(jié)體顯微組織的變化

a、孔隙的變化；

b、再結(jié)晶及晶粒長大。圖4.62在燒結(jié)過程中晶核的形成、再結(jié)晶和晶粒長大示意圖A、B、C-受過變形的顆粒；x、y、z-晶核或再結(jié)晶的顆粒；m、n-孔隙；（a）再結(jié)晶形核；（b）（c）（d）再結(jié)晶晶粒長大過程（2）多元系固相燒結(jié)不但考慮致密化，還要考慮均勻化問題。①無限互溶系固相燒結(jié)Cu-Ni，Co-Ni，Cu-AuAg-Au，W-Mo，F(xiàn)e-Ni等都屬于無限互溶系。擴(kuò)散的速率決定均勻化的速率。通常粉末顆粒越細(xì)，燒結(jié)溫度越高，燒結(jié)時(shí)間越長，均勻化程度越好。圖4.63無限互溶系二元混合粉末的均勻化

②有限互溶系固相燒結(jié)有限互溶系的燒結(jié)合金有Fe-C，F(xiàn)e-Cu等燒結(jié)鋼，W-Ni，Ag-Ni等系列合金。在有限互溶混合粉末燒結(jié)中，影響燒結(jié)體性能的因素有：

a、在有限固溶體區(qū)域中，均勻化的完善程度；

b、燒結(jié)體的孔隙度；

c、異相間的接觸與同相間接觸的完善程度；

d、未溶組元的形狀和數(shù)量等。

③互不溶系固相燒結(jié)互不溶系燒結(jié)能夠制取熔鑄法所不能得到的“假合金”?；ゲ蝗芟禑Y(jié)材料的特點(diǎn)：

a、范圍大；

b、燒結(jié)溫度由粘結(jié)相定；

c、材料性能存在“加和”規(guī)律；

d、復(fù)合材料及假合金要再加工；

e、可采用復(fù)合粉或化學(xué)混料；

f、結(jié)合界面對材料的燒結(jié)性影響大。3、液相燒結(jié)和熔浸粉末壓坯僅通過固相燒結(jié)難以獲得高密度。如果在燒結(jié)溫度下，低熔組元熔化或形成低熔共晶物而產(chǎn)生了液相，為液相燒結(jié)。它可得到具有多相組織的合金或復(fù)合材料。液相體積一般為13%～35%。分為：

a、互不溶系液相合金；

b、有限互溶系液相合金；

c、瞬時(shí)液相燒結(jié)合金；（1）液相燒結(jié)的條件①潤濕性液相對固相的潤濕是液相燒結(jié)的必要條件。潤濕角（或接觸角）θ的大小就是潤濕性的標(biāo)志。

γS=γSL+γLCOSθ

圖4.64液相潤濕固相平衡圖

界面張力γSS取決于液相對固相的潤濕，平衡時(shí)

γSS=2γSLCOS（ψ/2）由圖可見，二面角ψ愈小，液相滲進(jìn)固相界面愈深。延長燒結(jié)時(shí)間和提高燒結(jié)溫度，潤濕角會減小。添加表面活性物質(zhì)，也可改善潤濕性。②溶解度③液相數(shù)量圖4.65與液相接觸的二面角形成（2）液相燒結(jié)的基本過程①液相流動與顆粒重排階段②固相溶解和再析出階段③固相燒結(jié)階段在這三個(gè)基本過程中，燒結(jié)體的致密化系數(shù)ɑ與燒結(jié)時(shí)間的關(guān)系見后圖。致密化系數(shù)ɑ為：

ɑ=（ρ燒-ρ壓）/（ρ理-ρ壓）×100%圖4.67液相燒結(jié)致密化過程（3）液相燒結(jié)材料的組織特征顆粒發(fā)生重結(jié)晶長大，冷卻后的顆粒多呈卵形，緊密地排列在粘結(jié)相內(nèi)。圖示的重合金組織具有明顯的特征。燒結(jié)前燒結(jié)后（4）熔浸將粉末壓坯與液體金屬接觸或浸在液體金屬內(nèi)，讓壓坯的孔隙被金屬液充填，冷卻后得到致密材料或零件。熔浸必須具備的基本條件為：

a、熔點(diǎn)相差較大，勿使零件變形；

b、潤濕角θ

＜90°；

c、骨架與熔浸金屬之間不發(fā)生互熔；

d、熔浸金屬的量應(yīng)以填滿壓坯中的空隙為限度。部分熔浸法全部熔浸法接觸法4、活化燒結(jié)采用化學(xué)或物理的措施，使燒結(jié)溫度降低、燒結(jié)過程加快，或使燒結(jié)體的密度和其它性能得到提高的方法。燒結(jié)反應(yīng)速度常數(shù)K與活化能Q有如下關(guān)系：

K=Aexp（-Q/RT）欲加快燒結(jié)反應(yīng)的速度有三種途徑：

a、降低燒結(jié)活化能Q；

b、提高燒結(jié)溫度T；

c、在Q與T均不變的情況下增大A值。

電火花燒結(jié)是通過一對電極板和上下模沖向模腔內(nèi)的粉末直接通入高頻或中頻交流和直流疊加電流。圖4.69電火花原理示意圖1，6-電極板；2，5-模沖；3-壓模；4-粉末5、燒結(jié)體的性能考察燒結(jié)體的性能可從5方面入手：

a、顯微結(jié)構(gòu)，包括晶粒大小、相的分布狀況；

b、孔隙結(jié)構(gòu)包括孔隙率、孔隙形狀、孔隙的連通性等；

c、機(jī)械力學(xué)性能，包括強(qiáng)度、延展性、韌性、疲勞強(qiáng)度等；

d、表面特性，包括接觸反應(yīng)性、滲透性及腐蝕性；

e、物理性能，包括熱、電、磁性等（1）孔隙特征粉末冶金材料是金屬與孔隙的復(fù)合體，其孔隙度范圍很廣。（2）機(jī)械性能：基本與密度成正比。①斷裂韌性（KIC）②靜態(tài)強(qiáng)度（σs、σ

b、σ-1

、σ-1P）③塑性（δ、ψ）④動態(tài)性能（ɑk、σ-1

、σ-1P、τ-1）⑤硬度（HB、HR、HV）（3）表面性能①耐腐蝕性：粉末冶金材料的耐腐蝕性，比同樣材質(zhì)的致密材料要差；②透過性能：可制成各種過濾器和流體分布元件；③毛細(xì)管作用：可制取浸透材料和多孔含油軸承的基礎(chǔ)；④表面特征：制作多孔電極、催化劑、發(fā)汗材料等；（4）燒結(jié)體的后處理6、致密化工藝致密化的基本問題在于消除殘留孔隙。（1）熔浸法：（2）熱壓：是粉末加壓成形和燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行的工藝。（3）熱等靜壓：（HIP）把裝入特制容器內(nèi)的粉末、粉末壓坯或普通燒結(jié)體置于熱等靜壓機(jī)高壓容器中，升溫到燒結(jié)溫度的同時(shí)，對粉末或被壓材料施以各向均等的壓力，使其熱致密化的過程。熱等靜壓技術(shù)特點(diǎn)：

a、密度可達(dá)99.9%；

b、溫度比常規(guī)法低；

c、可避免成分偏析；

d、可直接得到形狀復(fù)雜部件，降低成本；

e、有毒粉末或放射性材料，可減少危害；

f、可用于修復(fù)；

g、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)率低，設(shè)備投資大。圖4.71熱等靜壓制原理圖在熱等靜壓機(jī)中處理的人工關(guān)節(jié),用于消除在鑄造過程中形成的內(nèi)部微空和缺陷在熱等靜壓機(jī)中生產(chǎn)從金屬粉末直接成型的接近凈形狀零件（4）熱擠在提高溫度的情況下進(jìn)行金屬粉末的擠壓，使燒制品達(dá)到全致密的方法。是固結(jié)機(jī)械合金化粉末最常用的方法。圖4.73粉末熱擠壓示意圖圖4.74填充坯料擠壓工藝流程圖（a）坯塊；（b）擠壓；（c）型材（5）熱鍛粉末鍛造在高溫下具有高的應(yīng)變速率。可顯著提高制品的強(qiáng)度和韌性。圖4.75粉末鍛造過程（6）熱軋粉末在加熱達(dá)到一定溫度后，直接喂入轉(zhuǎn)動的軋輥縫間進(jìn)行軋制。圖4.77粉末軋制薄帶坯的生產(chǎn)流程示意圖（7）噴射鍛造將粉末霧化與鍛造相結(jié)合的工藝。利用霧化粉末的余熱直接鍛造。此法生產(chǎn)的合金鋼的成本，比普通鑄鍛件降低50%。圖4.76噴霧鍛造示意圖7、燒結(jié)氣氛燒結(jié)氣氛的主要作用：

a、防止空氣進(jìn)入爐內(nèi)；

b、燒除潤滑劑或使壓坯脫蠟，排除吸附氣體；

c、還原顆粒表面氧化物；

d、控制改變材料成分等。燒結(jié)氣氛有：氧化氣氛；還原氣氛；惰性或中性氣氛；可控碳勢氣氛；氮化氣氛。（1）還原性氣氛；燒結(jié)時(shí)常采用含有氫、一氧化碳成分的還原性或保護(hù)性氣體，它們對大多數(shù)金屬在高溫下有還原性。燒結(jié)溫度愈低，要求氣氛的露點(diǎn)也愈低。純一氧化碳因有劇毒且制造成本高，不適于單獨(dú)用作為還原氣氛。甲烷等碳?xì)浠衔镉捎谟袕?qiáng)烈的滲碳性，也不宜直接用作燒結(jié)氣氛，但它們可以用空氣或水蒸氣加以高溫轉(zhuǎn)化，得到以氫、一氧化碳和氮為主要成分的混合氣，用于鐵、銅基粉末冶金零部件的燒結(jié)。（2）可控碳勢氣氛；燒結(jié)氣氛中的碳勢可能有三種情況：滲碳、脫碳和中性。吸熱型氣氛是碳?xì)淙剂蠚怏w與空氣用外來熱源加熱，通過催化劑作用而產(chǎn)生的用于燒結(jié)的還原性氣氛，它具有很低的二氧化碳和水蒸氣含量，含有相當(dāng)大比例的氫和一氧化碳，可燃成分最多可達(dá)60%。放熱型氣氛是碳?xì)淙剂蠚怏w與空氣部分或完全燃燒而產(chǎn)生的用于燒結(jié)的還原性氣氛，可燃成分最多大約為25%。（3）真空真空燒結(jié)是指低于大氣壓力的條件下進(jìn)行的燒結(jié)。優(yōu)點(diǎn)：

a、減少氣氛中的有害成分（水、氧、氮等）對成分的玷污；

b、真空是理想的惰性氣氛；

c、真空可改善液相燒結(jié)的潤濕性；

d、真空有利于硅、鋁、鎂、鈣等雜質(zhì)或其氧化物的排除，起到提純材料的作用；

e、真空有利于排除吸附氣體促進(jìn)收縮。1、研磨設(shè)備對于制造硬的金屬與氧化物粉末，最廣泛使用的制粉方法是機(jī)械粉碎。研磨作為其他制粉方法的補(bǔ)充工序。第五節(jié)粉末冶金設(shè)備簡介圖4.79普通粉碎設(shè)備的典型粉碎能力（1）高能球磨機(jī)（2）攪拌球磨機(jī)（3）錘磨機(jī)和棒磨機(jī)1-圓筒；2-冷卻套；3-冷卻劑入口；4-冷卻劑出口；5-軸；6、7、8-水平攪拌轉(zhuǎn)子；9-研磨體圖4.80攪動球磨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖高效節(jié)能球磨機(jī)SCP400×300錘式破碎機(jī)棒

磨

式

制

砂

機(jī)

SX系列攪拌球磨機(jī)

攪拌式研磨機(jī)通常又稱攪拌球磨機(jī)，其操作簡單，研磨效率高。QX系列循環(huán)式攪拌球磨機(jī)

QX系列循環(huán)式攪拌球磨機(jī)是一種將攪拌磨和大容量的預(yù)混合缸相結(jié)合的機(jī)型，利用高速循環(huán)達(dá)到快速的研磨效果及較窄的粒徑分布。FS系列高效粉碎機(jī)

本機(jī)屬高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械、被粉碎物經(jīng)高速刀片剪切獲得粉碎?？筛鶕?jù)不同物料選用各種塊狀刀片，粒度大小通過更換篩網(wǎng)或調(diào)正速度獲得。Cx系列攪拌球磨機(jī)

高速運(yùn)動的磨介對物料既施加了剪切力又施加了沖擊力，使的研磨后的物料尺寸能達(dá)到非常細(xì)的微米級粒度分布曲線很窄。BX系列滾筒式球磨機(jī)

圖為惰性氣體保護(hù)和外套水冷卻結(jié)構(gòu)。該機(jī)可選尼龍、不銹鋼、聚氨酯、氧化鋁瓷、氧化鋯瓷等內(nèi)襯。并可選配變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)。流化床式氣流粉碎機(jī)

物料進(jìn)入粉碎室，超音速噴射流在粉碎室下部形成向心逆噴射流場，使磨底物料流態(tài)化，物料在多噴嘴的交匯點(diǎn)匯合，產(chǎn)生劇烈的沖擊、碰撞、摩擦而粉碎。SG干法砂磨機(jī)

通常應(yīng)用于分散強(qiáng)化金屬（DSM）。這種加工亦稱是機(jī)械合金化或冷焊。在此工藝中介質(zhì)將金屬粉碎成細(xì)小顆粒又打成凝聚體，隨后再次打碎。從此反復(fù)，不同的金屬被均勻的混合及分散，形成一種新組成的合金。HA干法攪拌球磨機(jī)

該機(jī)型常用于連續(xù)式研磨，也可以用于纖維類和聚合物等物料的研磨。物料從頂部加入，利用離心力從底部卸料。通常加入的物料粒徑較?。ㄒ话銥?0目），研磨后的粒徑可達(dá)微米級。2、合批和混合設(shè)備要求：a、短時(shí)間內(nèi)充分混合；b、混合作用柔和；c、混合具有可重復(fù)性；d、可使整批粉末全部卸出；e、易于清理；f、能耗低；g、維修少；h、操作時(shí)無粉塵。BS系列壓濾機(jī)

固相回收率高，能將小于1微米的細(xì)小顆粒分離出來，排出的水清凈無色。能將一批料一次性放入，料漿損失極少。HL系列慢速攪拌機(jī)

適用于噴霧干燥、噴霧造粒等工藝前道、攪拌磨或砂磨機(jī)后道，料漿貯存、混合等用途。（1）V型混料機(jī)圖4.81V型混料機(jī)示意圖（2）雙圓錐式混料機(jī)圖4.82雙圓錐形混料機(jī)示意圖V型混料機(jī)

混料筒一般用不銹鋼制作，內(nèi)外壁拋光，設(shè)計(jì)保證無積料死角，清洗方便徹底。筒體上部有兩個(gè)進(jìn)料口，下部有一個(gè)出料口。桶體可用手任意轉(zhuǎn)動，以便于出料。BJ八角球磨機(jī)

研磨桶與水平線呈夾角傾斜，內(nèi)襯聚氨酯膠，耐磨性強(qiáng)，運(yùn)行平穩(wěn)，物料無污染，可使用聚氨酯復(fù)合球?yàn)槟ソ椤Ｊ箮追N不同粉料得到快速均勻的混合。V型混料加濕機(jī)

V型強(qiáng)制混料機(jī)

在V型混料機(jī)的基礎(chǔ)上在桶內(nèi)加裝加濕裝置，可改善造粒粉體的表面含水率。3、成形設(shè)備（1）機(jī)械式壓機(jī)①凸輪式壓機(jī)

圖4.83凸輪驅(qū)動式粉末成形壓機(jī)示意圖②偏心驅(qū)動式或曲軸驅(qū)動式壓機(jī)圖4.84曲軸驅(qū)動式壓機(jī)的動作與工作曲線YC30-25單柱液壓機(jī)（2）液壓式壓機(jī)四柱式液壓機(jī)

YC32系列四柱式液壓機(jī)

機(jī)器的工作壓力、壓制速度，空載快下行和減速的行程和范圍，均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，工藝又為定壓，定程兩種工藝動作供選擇，定壓成型工藝在壓制后具有頂出延時(shí)及自動回程。粉末液壓機(jī)

YC高效能粉末干壓機(jī)壓機(jī)的噸位系列從6噸至630噸或更高噸位。NTD高效能粉末干壓機(jī)不但技術(shù)性能高且實(shí)用性能特別好，能滿足粉末制品工藝的一切需要。全自動干粉液壓機(jī)（3）機(jī)械式與液壓式壓機(jī)比較壓制能力，沒有明顯差異。選擇時(shí)考慮：

a、生產(chǎn)速度：1.5～5倍；

b、壓坯高度尺寸精度：機(jī)械式優(yōu)；

c、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用：液壓式大；

d、設(shè)備價(jià)格：液壓式便宜；

e、機(jī)械過載保護(hù)：液壓式好；

f、壓機(jī)的動作：機(jī)械式在下死點(diǎn)附近工作距離很短，保壓時(shí)間短，不宜使用壓縮性與成形性差的粉末原料。（4）等靜壓設(shè)備①冷等靜壓機(jī)

圖4.86冷等靜壓機(jī)系統(tǒng)示意圖1-放氣閥；2-高壓容器；3-高壓液體；4-彈性模具；5-粉末；6-高壓油管；7-釋放閥；8-回油容器；9、12-單向閥；10-高壓表；11-容器；13-油箱；14-馬達(dá)；15-皮帶輪；16-機(jī)座冷等靜壓機(jī),壓力缸直徑

0.61米,高度2.03米,最高工作壓力414MPa冷等靜壓機(jī),

壓力缸直徑1.85米,高度5.45米,最高工作壓力138MPa圖4.87螺塞式高壓容器結(jié)構(gòu)示意圖圖4.88框架式高壓容器結(jié)構(gòu)示意圖②熱等靜壓設(shè)備a、承壓筒體；b、承力框架；c、加熱爐；d、隔熱屏；e、輔助設(shè)備。圖4.89承力框架的結(jié)構(gòu)示意圖熱等靜壓機(jī),爐體熱區(qū)直徑1.25米熱等靜壓機(jī),爐體熱區(qū)直徑1.25米熱等靜壓機(jī),爐體熱區(qū)直徑1.68米熱等靜壓機(jī),

爐體熱區(qū)直徑1.47米

圖4.90熱等靜壓加熱爐的類型1-電極；2-支座；3-工件；4-隔熱屏；5-爐襯；6-加熱元件；7-容器蓋；8-風(fēng)扇4、燒結(jié)設(shè)備（1）鐘罩型加壓燒結(jié)爐圖4.91鐘罩型加壓燒結(jié)爐結(jié)構(gòu)示意圖可加壓罩式燒結(jié)爐（2）高溫用鐘罩爐圖4.93高溫鐘罩爐結(jié)構(gòu)示意圖圖4.94高溫鐘罩爐實(shí)物圖（3）網(wǎng)帶傳送式爐圖4.95直通型網(wǎng)帶傳送式燒結(jié)爐縱剖面圖高溫粉末冶金網(wǎng)帶燒結(jié)爐

網(wǎng)帶爐（4）簡易推桿爐圖4.97臥式連續(xù)燒結(jié)鉬絲爐1-冷卻水進(jìn)口；2-氫氣進(jìn)口；3-冷卻水出孔；4-鉬絲；5-爐殼；6-輻射高溫計(jì)；7-熱電偶；8-鎳鉻電阻帶；9-氫氣出口；10-點(diǎn)火裝置；11-推舟裝置；12-馬達(dá)；13-減速器；14-爐架推桿爐（5）電阻加熱真空燒結(jié)爐直接電阻加熱爐：以壓坯為電阻體直接通電加熱的真空爐。間接電阻加熱爐：以電阻元件加熱的輻射熱為主，間接加熱壓坯的真空爐。（6）感應(yīng)加熱真空燒結(jié)爐直接加熱是通過交變磁通直接在金屬中感生電流，用這種渦流電流加熱的方式；間接加熱是將金屬坩堝或石墨坩堝等感應(yīng)加熱，間接地加熱裝于其中的制品的方式。硬質(zhì)合金負(fù)壓燒結(jié)爐

硬質(zhì)合金正壓燒結(jié)爐

（7）連續(xù)式真空燒結(jié)爐圖4.99連續(xù)式真空燒結(jié)爐縱剖面示意圖VTC系列多室連續(xù)真空爐

5、保護(hù)氣體發(fā)生裝置（1）放熱型煤氣發(fā)生裝置圖4.100放熱型煤氣發(fā)生器示意圖放熱式可控氣氛發(fā)生器系列

（放熱式煤氣、瓦斯氣）

放熱式可控氣氛發(fā)生器系列放熱式氣氛發(fā)生設(shè)備以空氣和天然氣或丙烷（石油液化氣）為原料，在一定溫度和催化劑作用下發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)生成H2+CO+CO2+N2的混合氣體，并放出熱量，維持反慶進(jìn)行，因而正常工作狀態(tài)無需加熱、節(jié)約能耗。通過控制空氣與原料氣反應(yīng)比例可控制生成氣的比例和混合氣體碳勢。氣體純化設(shè)備與放熱性氣氛發(fā)生設(shè)備配合使用，可脫除混合氣體中的水分，降低露點(diǎn)，作為保護(hù)氣氛廣泛應(yīng)用于粉末冶金、金屬熱處理行業(yè)。特點(diǎn)：

1、濃型放熱式氣氛主要用于鑄鍛件的退火正火，低中碳鋼光潔退火、淬火、鋼件的回火。

2、淡型放熱式氣氛常用作銅及銅合金的光亮熱處理。

3、氣氛生產(chǎn)成本低，只有氨分解氣體的的四分之一。

4、原料液化氣（丙烷）、天然氣（西氣東輸?shù)墓艿罋猓?、來源廣泛。（2）吸熱型煤氣發(fā)生裝置圖4.101吸熱型煤氣發(fā)生器示意圖吸熱式可控氣氛發(fā)生器系列

（吸熱式煤氣、瓦斯氣

吸熱式可控氣氛發(fā)生器吸熱式氣氛發(fā)生設(shè)備是以空氣和天然氣或丙烷（石油液化氣）為原料，在催化劑作用下加熱反應(yīng)生成H2+CO+N2的混合氣體。通過控制原料氣與空氣比例，可控制生成氣體成分比例和混合氣體碳勢。作為還