粉末冶金材料的分類及應(yīng)用

1、粉末冶金材料的分類及應(yīng)用粉末冶金材料的分類及應(yīng)用粉末冶金材料是指用幾種金屬粉末或金屬與非金屬粉末作原料，通過(guò)配料、壓制成形、燒結(jié)等工藝過(guò)程而制成的材料。這種工藝過(guò)程稱為粉末冶金法，是一種不同于熔煉和鑄造的方法。其生產(chǎn)過(guò)程與陶瓷制品相類似，所以又稱金屬陶瓷法。粉末冶金法不僅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一種無(wú)切屑或少切屑的加工方法。它具有生產(chǎn)率高、材料利用率高、節(jié)省機(jī)床和生產(chǎn)占地面積等優(yōu)點(diǎn)。但金屬粉末和模具費(fèi)用高，制品大小和形狀受

2、到一定限制，制品的韌性較差。粉末冶金法常用于制作硬質(zhì)合金、減摩材料、結(jié)構(gòu)材料、摩擦材料、難熔金屬材料、過(guò)濾材料、金屬陶瓷、無(wú)偏析高速工具鋼、磁性材料、耐熱材料等。粉末冶金的生產(chǎn)過(guò)程粉末冶金的生產(chǎn)過(guò)程(1)生產(chǎn)粉末。粉末的生產(chǎn)過(guò)程包括粉末的制取、粉料的混合等步驟。為改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡膠或石蠟等增塑劑。(2)壓制成型。粉末在500~600MPa壓力下，壓成所需形狀。(3)燒結(jié)。在保護(hù)氣氛的高溫爐或真空爐中進(jìn)行。燒結(jié)不同

3、于金屬熔化，燒結(jié)時(shí)至少有一種元素仍處于固態(tài)。燒結(jié)過(guò)程中粉末顆粒間通過(guò)擴(kuò)散、再結(jié)晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學(xué)過(guò)程，成為具有一定孔隙度的冶金產(chǎn)品。(4)后處理。一般情況下，燒結(jié)好的制件可直接使用。但對(duì)于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件還要進(jìn)行燒結(jié)后處理。后處理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲等。粉末冶金材料的主要類型粉末冶金材料的主要類型1硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是以一種或幾種難熔碳化物的粉末為主要成分，加

4、入起粘結(jié)作用的鈷粉末，用粉末冶金法制得的材料。常用硬質(zhì)合金按成分和性能特點(diǎn)分為：鎢鈷類、鎢鈷鈦類、鎢鈦鉭(鈮)類。常用硬質(zhì)合金的牌號(hào)、成分和性能見(jiàn)表1。表1常用硬質(zhì)合金的牌號(hào)、成分和性能化學(xué)成分w%物理、力學(xué)性能類別牌號(hào)WCTiCTaCCo密度ρ(g.cm3)硬度HRA(≮)σbMPa(≮)YG3X96.50.5315.0~15.391.51079YG694.0614.6~15.089.51422YG6X93.50.5614.6~15.

5、091.01373YG892.0814.5~14.989.01471YG8N91.01814.5~14.989.51471YG11C89.01114.0~14.486.52060YG1585.01513.0~14.287.02060鎢鈷類YG4C96.0414.9~15.289.514223)硬質(zhì)合金的應(yīng)用硬質(zhì)合金主要用于切削刀具，如車刀、銑刀等。硬質(zhì)合金中碳化物含量越多，鈷含量越少，則合金硬度、熱硬性、耐磨性越高，但強(qiáng)度、韌性越低。Y

6、G類合金適宜加工脆性材料，YT類合金適宜加工塑性材料。同類合金中含鈷量高的適于粗加工，含鈷量低的適于精加工。硬質(zhì)合金也用于制造冷作模具，如冷拉模、冷沖模、冷擠壓模和冷鐓模等。其中YG類適用于拉深模，YG6、YG8適用于小拉深模，YG15適用于大拉深模和沖壓模具。硬質(zhì)合金還用于制造量具和耐磨零件，如千分尺的測(cè)量頭，車床頂件尖、精軋輥和無(wú)心磨床的導(dǎo)板等。近年來(lái)，鋼結(jié)硬質(zhì)合金作為一種新型工模具材料，得到了廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)退火后，可進(jìn)

7、行切削加工，經(jīng)淬火、回火后，有相當(dāng)于硬質(zhì)合金的高硬度和耐模性、一定的耐熱、耐蝕和抗氧化性，也可焊接和鍛造，適用于制造形狀復(fù)雜的刀具(如麻花鉆、銑刀等)、模具和耐磨件。2粉末冶金減摩材料根據(jù)基體主加元素不同，粉末冶金減摩材料分為鐵基材料和銅基材料。鐵基減摩材料常用的有鐵石墨粉末合金和鐵硫石墨粉末合金。前者的組織為珠光體基體鐵素體滲碳體石墨孔隙，硬度30～110HBS；后者的組織除與前者的組織相同外，還有硫化物，可進(jìn)一步改善減摩性，硬度為3

8、5～70HBS。銅基減摩材料常用的是青銅粉末石墨粉末制成的合金，硬度為20～40HBS，具有較好的導(dǎo)熱性、耐蝕性和抗咬合性，但承壓能力較鐵基減摩材料小。粉末冶金減摩材料一般用于制造中速、輕載荷的軸承，尤其適宜制造不能經(jīng)常加油的軸承，如紡織機(jī)械、電影機(jī)械、食品機(jī)械、家用電器等的軸承，在汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床電機(jī)中也有應(yīng)用。3粉末冶金結(jié)構(gòu)材料粉末冶金結(jié)構(gòu)材料根據(jù)基體金屬不同，分為鐵基和銅基材料。鐵基材料根據(jù)化合碳量的不同分為燒結(jié)鐵、燒結(jié)低碳鋼、

9、燒結(jié)中碳鋼和燒結(jié)高碳鋼，如果鐵基材料中含有合金組元銅和鉬稱為燒結(jié)銅鋼和燒結(jié)銅鉬鋼。鐵基結(jié)構(gòu)材料制成的結(jié)構(gòu)零件精度高，表面粗糙度值小，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，可以減摩、減振、消聲。粉末冶金結(jié)構(gòu)材料廣泛應(yīng)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，汽車中的油泵齒輪、差速器齒輪、止推環(huán)，拖拉機(jī)上的傳動(dòng)齒輪、活塞環(huán)以及接頭、隔套、螺母、油泵轉(zhuǎn)子、擋套、滾子等。銅基結(jié)構(gòu)材料與鐵

10、基結(jié)構(gòu)材料相比抗拉強(qiáng)度低，塑性、韌性較高，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐腐蝕性能，可進(jìn)行各種鍍涂處理，常用于制造體積較小、形狀復(fù)雜、尺寸精度高、受力較小的儀表儀器零件及電器、機(jī)械產(chǎn)品零件，如小模數(shù)齒輪、凸輪、緊固件、閥、銷、套等結(jié)構(gòu)件。4粉末冶金摩擦材料粉末冶金摩擦材料根據(jù)基體金屬不同分為鐵基和銅基材料，根據(jù)工作條件不同分為干式和濕式材料，濕式材料適宜在油中工作。粉末冶金摩擦材料由基本組元和輔助組元組成。摩擦材料的承載能力、熱穩(wěn)定性耐磨性和耐