认识粉末冶金工艺及粉末冶金零件的形成过程

粉末金属是软的，通过适当的烧结可以形成各种形状。粉末金属是磁性零件的常用材料，其磁性可以通过烧结过程得到增强。许多行业都使用由以下材料制成的实心金属零件粉末金属。粉末冶金对于建筑和结构、草坪和花园、计算机、电子、硬件、珠宝制造和汽车制造等行业的应用非常重要。

生产的产品

粉末金属零件包括磁性组件、过滤系统、结构零件、锋利的宝石研磨刀片和汽车金属部件，如粉末金属齿轮、轴承和衬套。粉末金属也很受欢迎，作为需要承受恶劣气候和大量工业使用的产品的面漆。除了增加耐腐蚀性之外，粉末涂料还能产生所需的表面美感或纹理。

历史

制造粉末金属零件的过程，粉末冶金，直到工业革命后才变得普遍。然而，至少从公元前3000年开始，它就以这样或那样的形式被使用了。埃及人给我们提供了一些更早的粉末金属零件的例子，他们用粉末铁烧结物品。公元前300年左右，生活在今天的哥伦比亚和厄瓜多尔的印加人开始用粉末贵金属(包括金、银和铂)烧结珠宝和各种实用物品(如鱼钩)。

经过一段时间的使用下降，人们在19世纪开始再次使用粉末冶金。首先，工程师们用粉末铂制造实验室仪器。接下来，在托马斯·爱迪生的服务下，威廉·柯立芝设计了一种需要烧结钨粉的灯丝。他后来用钨粉为更亮的电灯制造纤维。

粉末金属在20世纪真正开始进入自己的时代，首先是灯泡的大规模生产，然后是焊接的发明。粉末金属零件在航空和汽车制造的新行业中也是不可或缺的。到20世纪30年代，工程师们正在制造粉末金属轴承、粉末金属电触点和硬质合金。到了20世纪40年代，他们开始生产金属粉末耐火材料和粉末钢。在第二次世界大战期间，粉末冶金恢复到只用于主要产品，汽车自润滑齿轮。1944年，为了使该行业合理化和合法化，几家制造公司联合起来成立了金属粉末协会，后来成为金属粉末工业联合会，即MPIF。随着该集团的成立，新的制造集团能够了解粉末冶金并扩大其用途。

今天，粉末金属零件仍然很受欢迎，并被用于比它们开始时更多的行业。制造商甚至可以将粉末冶金零件纳入生物医学植入物。

材料加工

青铜、钢、铁、黄铜、铜和铝只是许多可以转化成粉末并经历冶金过程的金属中的几个。这些粉末材料的尺寸是根据粉末的筛孔尺寸来分类的。

铝金属经常使用，因为它高度易燃，高导电性，重量轻。铝是结构应用和烟火中常用的材料。

铜在电学和热学上都具有高导电性，并且在电气承包商或散热器应用中很受欢迎。

铁含有石墨添加剂，经常用于制造轴承、过滤器和结构部件。

钢铁用于工具钢或不锈钢粉末，强度非常高。它被频繁使用的应用之一是汽车减重。

青铜是一种密度较高的金属，比黄铜具有更高的机械性能。青铜金属零件通常用于制造自润滑轴承。

流程详细信息

粉末金属零件的制造(粉末冶金)包括三个主要步骤:粉末配方、压制和烧结。有时，产品还需要二次加工，如机加工、去毛刺、定尺寸或热处理。

1、粉末配方

在这一过程中，制造商通过雾化、机械合金化、电解技术、化学还原和粉碎的方式将金属原料制成粉末。然后，他们将粉末与润滑剂混合，这有助于减少粉末材料和压模之间的摩擦。

2、压制

下一步涉及成型，在粉末冶金压制成型过程中，材料被模制、锻造或压制。

3、烧结

在高温烧结过程中，制造商将压实的原材料(也称为绿色零件)放入熔炉中熔化。当生零件熔化时，颗粒结合在一起，同时仍然保持零件的形状。完成的部分可能看起来是实心的，但它们实际上是由相互连接的微小毛细管组成的。因此，零件的孔隙率为25%。

设计

在粉末冶金件的设计过程中，制造商会考虑应用规格，如所需的形状、尺寸、形状的复杂性、应用环境(温度、磨损、腐蚀物质暴露等)、使用频率、所需材料特性和产品体积。

利用这些考虑，他们制定了一个关于冶金工艺、材料成分和模具设计的计划。为了您的方便，冶金学家可以提供一些定制。首先，它们可以在粉末阶段改变材料成分，使其表现出更多您需要的品质(例如抗拉强度、耐腐蚀性、耐溶剂性等)。他们可以创建定制的模具，并将只制造能够满足任何和所有标准要求的零件。

使用的机器

粉末冶金过程中使用的一些机械是压模、连续带式炉和标准塑料注射成型机。

压模用于压缩和成型粉末金属部件。压模通常由钢或碳化物制成。

连续带式炉是烧结的常见成分。他们的工作是将粉末金属混合物熔化并融合成固体。此外，他们确保新压缩的金属粉末经过均匀热处理。

标准塑料注射成型机在金属注射成型过程中使用。一般都配有CNC编程。数控成型机械精度更高、均匀性更好、效率更高、二次成本更低。

利益

粉末冶金工艺和粉末金属零件具有许多优点。一，效率高。这一点尤其正确，因为它是自动化的。二是成本低。此外，该过程几乎不会造成浪费。粉末冶金的另一个巨大好处是，它可以制造出如此均匀和混合良好的金属零件。

粉末金属零件具有可控的孔隙率，使它们能够自润滑并过滤气体和液体。粉末金属零件非常复杂，但公差很小。因此，在制造需要复杂弯曲、凹陷和凸起的零件时，粉末冶金是非常推荐的工艺。

冶金学家可以在烧结过程中使用各种各样的复合材料、合金和其他材料来制造各种设计和形状的产品。