粉末冶金是一门制造金属粉末、并以金属粉末或金属与非金属混合物为原料,经过混合、成形和烧结制造材料或制品的工艺技术。它包括两部分内容,制造金属粉末和用金属粉末作原料制造材料或制品。
粉末冶金的用途
粉末冶金能够制造目前使用其他工艺无法制造或难以制造的材料和制品,如多孔、发汗、减震、隔音材料和制品,钨、钼、钛等难熔金属材料和制品,金属-塑料、双金属等复合材料及制品等。还可直接制造合乎或接近成品尺寸要求的制品,从而减少或取消机械加工过程,其材料利用率高达95%以上,可在一些制品中以铁代铜,真正做到省材和节能。
金属粉末制备方法
金属粉末通常为粒度小于1mm的金属颗粒的集合体。尺寸在1000~50µm的称为常规粉末,50~10µm的称为细粉末,10~0.5µm的称为极细粉末,小于0.5µm的称为超细粉末,0.1~100nm称为纳米级粉末。
每个粉末颗粒可能是—个晶体,也可能是由许多晶体组合而成,这取决于颗粒的大小和制备方法。目前,金属粉末的制备方法已经有了长足的发展,根据生产原理主要分为物理化学法和机械法,前者包括还原法、电解法和羰基法等,后者包括研磨法和雾化法。
什么是“机械法”
机械法是借助于机械外力将金属破碎成所需粒径粉
末的一种加工方法,该方法制备过程中,材料的化学成分基本不变。目前普遍使用的方法是雾化法和机械粉碎法,其工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以制得的高熔点金属以及合金的超细粉末。
研磨法
研磨法既是一种独立的制粉方法,也可用作其他制粉方法的补充工序。主要是通过压碎、击碎和磨削等方式将固态金属粉碎。用研磨法制得的产品纯度高、活性大、分散性好,粒度细且分布较窄,颗粒表面光滑。但研磨法设备制造成本高,耗气量较大,只适合脆性金属及合金的破碎制粉。
雾化法
雾化法一般是利用高压气体、高压液体或高速旋转的叶片将经过高温高压熔融的金属或合金破碎成细小的液滴,再于收集器内冷凝得到超细金属粉末,过程中不发生化学变化。雾化粉末球形度高、粒度可控、氧含量低、生产成本低,适用于多种金属粉末的生产,已成为高性能及特种合金粉末制备技术的主要发展方向,但雾化法生产效率低,超细粉末的收集率不高,能耗相对较大。
金属粉末作为主要的工业原材料,被广泛地应用于机械、冶金、化工、航空航天等领域,它是粉末冶金工业的基础原材料,其产量、品质都决定着粉末冶金工业的发展。
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