粉末冶金是製取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經過成形和燒結,製造金屬材料、複合材料以及各種類型製品的工藝技術。粉末冶金法與生產陶瓷有相似的地方,均屬於粉末燒結技術,因此,一系列粉末冶金新技術也可用於陶瓷材料的製備。由於粉末冶金技術的優點,它已成為解決新材料問題的鑰匙,在新材料的發展中起著舉足輕重的作用。下面我們介紹下粉末冶金對製品的優勢在哪裡?
粉末冶金包括制粉和製品。其中制粉主要是冶金過程,和字面吻合。而粉末冶金製品則常遠遠超出材料和冶金的範疇,往往是跨多學科(材料和冶金,機械和力學等)的技術。尤其現代金屬粉末3D列印[1-2] ,集機械工程、CAD、逆向工程技術、分層製造技術、數控技術、材料科學、雷射技術於一身,使得粉末冶金製品技術成為跨更多學科的現代綜合技術。
粉末冶金的特點:
粉末冶金具有獨特的化學組成和機械、物理性能,而這些性能是用傳統的熔鑄方法無法獲得的。運用粉末冶金技術可以直接製成多孔、半緻密或全緻密材料和製品,如含油軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等,是一種少無切削工藝。
(1)粉末冶金技術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。在製備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發光材料、稀土催化劑、高溫超導材料、新型金屬材料(如Al-Li合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不鏽鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結構材料等)具有重要的作用。
(2)可以製備非晶、微晶、准晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料,這些材料具有優異的電學、磁學、光學和力學性能。
(3)可以容易地實現多種類型的複合,充分發揮各組元材料各自的特性,是一種低成本生產高性能金屬基和陶瓷複合材料的工藝技術。
(4)可以生產普通熔煉法無法生產的具有特殊結構和性能的材料和製品,如新型多孔生物材料,多孔分離膜材料、高性能結構陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。
(5)可以實現近凈形成和自動化批量生產,從而,可以有效地降低生產的資源和能源消耗。
(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,是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術。
我們常見的機加工刀具,五金磨具,很多就是粉末冶金技術製造的。
粉末冶金工藝的優點:
1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來製造。
2、由於粉末冶金方法能壓製成最終尺寸的壓坯,而不需要或很少需要隨後的機械加工,故能大大節約金屬,降低產品成本。用粉末冶金方法製造產品時,金屬的損耗只有1-5%,而用一般熔鑄方法生產時,金屬的損耗可能會達到80%。
3、由於粉末冶金工藝在材料生產過程中並不熔化材料,也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質,而燒結一般在真空和還原氣氛中進行,不怕氧化,也不會給材料任何污染,故有可能製取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金適宜於生產同一形狀而數量多的產品,特別是齒輪等加工費用高的產品,用粉末冶金法製造能大大降低生產成本。
本文引用自:日東粉末冶金