粉末冶金是機(jī)械工程師必需知道的重要課程之一。這種材料制成的產(chǎn)品在我們周圍為常見，尤其是汽車零部件。粉末冶金包括一系列生產(chǎn)技術(shù)，用于制造各種類型的組件。此外，縮寫為PM的粉末冶金是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，涵蓋了由金屬粉末制成材料或組件的多種方式。您將了解粉末冶金在現(xiàn)代生活中的定義，重要性，類型，過(guò)程，應(yīng)用以及優(yōu)缺點(diǎn)。

什么是粉末冶金？

粉末冶金是用于生產(chǎn)成品或半成品的制造過(guò)程。這是通過(guò)將金屬粉末壓制成合適的模具來(lái)完成的。這種冶金工藝是提供高質(zhì)量和強(qiáng)度的便宜的工藝之一。它也可用于獲得高精度的復(fù)雜形狀。因此，該方法適合于批量生產(chǎn)。粉末冶金主要涉及四個(gè)基本步驟，這些步驟包括粉末制備，混合與共混，壓實(shí)和燒結(jié)。所有這些將在本文中進(jìn)一步解釋。

粉末冶金是一個(gè)已經(jīng)存在了100多年的過(guò)程，在過(guò)去的25個(gè)世紀(jì)中一直如此。它是生產(chǎn)用于不同重要應(yīng)用的高質(zhì)量零件的一種出色方法。該工藝之所以成功，是因?yàn)榕c其他金屬成型工藝（例如鍛造和金屬鑄造等）相比，它具有更大的優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)還包括材料利用率，形狀復(fù)雜性，接近形狀的尺寸控制等。因此，粉末冶金被認(rèn)為是綠色技術(shù)。

此外，粉末冶金用于制造無(wú)法通過(guò)熔化或成形獲得的組件。非常相似的重要產(chǎn)品是碳化鎢（WC）。它用于切割和形成其他金屬，由結(jié)合鈷的WC顆粒制成。此過(guò)程主要用于工業(yè)中的各種類型的通行費(fèi)，PM每年約有50,000噸（t / y）。

一、粉末冶金的應(yīng)用

以下是粉末冶金零件在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

1、汽車應(yīng)用

大約80％的粉末冶金零件用于汽車應(yīng)用。這些部件中約有75％用于自動(dòng)和手動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)零件的變速箱。這些變速箱應(yīng)用包括同步器系統(tǒng)零件，離合器輪轂，變速部件，行星齒輪架，渦輪輪轂，離合器和凹板。用粉末冶金制成的發(fā)動(dòng)機(jī)零件包括皮帶輪，鏈輪和輪轂，尤其是與發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)皮帶系統(tǒng)相關(guān)的零件，氣門導(dǎo)管，氣門座圈，用于組裝凸輪軸的PM凸角，平衡器齒輪，凸輪軸軸承蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)管理傳感器環(huán)。

2、其他一些汽車系統(tǒng)在其某些部分使用粉末冶金，其中包括：

油泵，特別是齒輪。減震器，例如活塞桿導(dǎo)向器，活塞閥，端閥。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS），其傳感器響起。法蘭，排氣系統(tǒng)的氧氣傳感器凸臺(tái)。可變氣門正時(shí)系統(tǒng)。渦輪增壓器、廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)、底盤組件、無(wú)級(jí)變速箱。

3、粉末冶金的其他應(yīng)用包括：航空航天應(yīng)用、石油和天然氣工業(yè)等

4、在快速抓握中，粉末冶金的應(yīng)用包括：硬質(zhì)合金刀具，陶瓷刀具等切削刀具是粉末冶金產(chǎn)品。通過(guò)將Cu和Ag與石墨混合制成的電套管是P / M產(chǎn)品。火箭和導(dǎo)彈噴嘴。汽車和家電應(yīng)用中的小零件能夠產(chǎn)生幾乎的形狀，而所需的機(jī)械加工較少，因此具有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。軸承，襯套等。Fe，F(xiàn)e-3Si等磁性軟金屬很容易通過(guò)P / M形成形狀。

二、粉末冶金工藝

如前所述，功率冶金具有四個(gè)基本過(guò)程，其中包括：

粉末準(zhǔn)備：

在生產(chǎn)物體之前，必需先將材料轉(zhuǎn)換成動(dòng)力。生產(chǎn)這種粉末的各種過(guò)程包括霧化，研磨，化學(xué)反應(yīng)，電解過(guò)程等。

混合和混合：

該粉末冶金過(guò)程涉及混合兩種或多種材料粉末以產(chǎn)生高強(qiáng)度的合金材料。好吧，取決于產(chǎn)品要求。該步驟確保了粉末與添加劑，粘合劑等的均勻分布，以改善粉末的流動(dòng)特性，有時(shí)在混合過(guò)程中添加潤(rùn)滑劑。

壓縮：

該過(guò)程是將準(zhǔn)備好的粉末混合物壓制成預(yù)定的模具。壓實(shí)確保減少空隙并增加產(chǎn)品的密度。使用壓力將粉末壓制成型，以形成稱為生坯的產(chǎn)品。這意味著產(chǎn)品是通過(guò)壓實(shí)形成的。使用的壓力范圍為80至1600 MPa。盡管壓力取決于金屬粉末和粘合劑的性能。例如，對(duì)于軟粉壓實(shí)，壓力約為100 – 350 MPa，對(duì)于鋼，鐵等，壓力介于400 – 700 MPa之間。

燒結(jié)：

由于通過(guò)壓縮產(chǎn)生的生坯不是那么堅(jiān)固并且不能用作產(chǎn)品，因此進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)是指在高溫下加熱生坯，以便獲得較久的牢固粘結(jié)。粉末冶金工藝為壓坯提供了強(qiáng)度，并將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。通常，燒結(jié)溫度為金屬粉末熔化溫度的約70％至90％。

二級(jí)操作：

由于與致密的材料相比，燒結(jié)物體的孔性更大。產(chǎn)品的密度取決于壓制能力，燒結(jié)溫度，壓縮壓力等。有時(shí)，產(chǎn)品不需要高密度，因此可以將燒結(jié)后的產(chǎn)品直接用作產(chǎn)品。雖然有時(shí)需要高密度的產(chǎn)品（例如軸承的生產(chǎn)）。為了使產(chǎn)品具有高密度和高尺寸精度，需要進(jìn)行二次加工。通常執(zhí)行的輔助操作包括上漿，精壓，滲透，熱鍛，浸漬等。