粉末冶金產(chǎn)品的制備方法

粉末冶金產(chǎn)品的制備方法

（1）首先生產(chǎn)粉末。粉末的生產(chǎn)過程包括粉末的制取、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機(jī)油、橡膠或石蠟等增塑劑。

（2）其次壓制成型。粉末在15-600MPa壓力下，壓成所需形狀。

（3）然后燒結(jié)。在保護(hù)氣氛的高溫爐或真空爐中進(jìn)行。燒結(jié)不同于金屬熔化，燒結(jié)時(shí)至少有一種元素仍處于固態(tài)。

國(guó)內(nèi)外SPS的發(fā)展與應(yīng)用狀況

國(guó)內(nèi)外SPS的發(fā)展與應(yīng)用狀況

SPS技術(shù)是在粉末顆粒間直接通入脈沖電流進(jìn)行加熱燒結(jié)，因此在有的文獻(xiàn)上也被稱為等離子活化燒結(jié)或等離子輔助燒結(jié)（plasmaactivatedsintering-PAS或plasma-assistedsintering-PAS）[1,2]。早在1930年，美國(guó)科學(xué)家就提出了脈沖電流燒結(jié)原理，但是直到1965年，脈沖電流燒結(jié)技術(shù)才在美、日等國(guó)得到應(yīng)用。日本獲得了SPS技術(shù)的專利，但當(dāng)時(shí)未能解決該技術(shù)存在的生產(chǎn)效率低等問題，因此SPS技術(shù)沒有得到推廣應(yīng)用。文獻(xiàn)[11]報(bào)道，生產(chǎn)一塊直徑100mm、厚17mm的ZrO2(3Y)/不銹鋼梯度材料（FGM）用的總時(shí)間是58min，其中升溫時(shí)間28min、保溫時(shí)間5min和冷卻時(shí)間25min。

銅基粉末冶金

SPS制備半導(dǎo)體熱電材料的優(yōu)點(diǎn)是，可直接加工成圓片，不需要單向生長(zhǎng)法那樣的切割加工，節(jié)約了材料，提高了生產(chǎn)效率。

熱壓和冷壓-燒結(jié)的半導(dǎo)體性能低于晶體生長(zhǎng)法制備的性能。現(xiàn)用于熱電致冷的半導(dǎo)體材料的主要成分是Bi,Sb,Te和Se，目前的Z值為3.0×10/K，而用SPS制備的熱電半導(dǎo)體的Z值已達(dá)到2.9～3.0×10/K，幾乎等于單晶半導(dǎo)體的性能[30]。表2是SPS和其他方法生產(chǎn)BiTe材料的比較。目前，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、bing器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中具發(fā)展活力的分支之一。

?粉末冶金技術(shù)工藝過程

粉末冶金技術(shù)工藝過程

一、粉料制備與壓制成型

常用機(jī)械粉碎、霧化、物理化學(xué)法制取粉末。制取的粉末經(jīng)過篩分與混合，混料均勻并加入適當(dāng)?shù)脑鏊軇?，再進(jìn)行壓制成型，粉粒間的原子通過固相擴(kuò)散和機(jī)械咬合作用，使制件結(jié)合為具有一定強(qiáng)度的整體。壓力越大則制件密度越大，強(qiáng)度相應(yīng)增加。用普通燒結(jié)和熱壓WC粉末時(shí)必須加入添加劑，而SPS使燒結(jié)純WC成為可能。有時(shí)為減小壓力和增加制件密度，也可采用熱等靜壓成型的方法。

二、燒結(jié)

將壓制成型的制件放置在采用還原性氣氛的閉式爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度約為基體金屬熔點(diǎn)的2/3～3/4倍。由于高溫下不同種類原子的擴(kuò)散，粉末表面氧化物的被還原以及變形粉末的再結(jié)晶，使粉末顆粒相互結(jié)合，提高了粉末冶金制品的強(qiáng)度，并獲得與一般合金相似的組織。經(jīng)燒結(jié)后的制件中，仍然存在一些微小的孔隙，屬于多孔性材料。對(duì)于單元系和多元系的固相燒結(jié)，燒結(jié)溫度比所用的金屬及合金的熔點(diǎn)低。

三、后處理

一般情況下，燒結(jié)好的制件能夠達(dá)到所需性能，可直接使用。但有時(shí)還需進(jìn)行必要的后處理。如精壓處理，可提高制件的密度和尺寸形狀精度；對(duì)鐵基粉末冶金制件進(jìn)行淬火、表面淬火等處理可改善其機(jī)械性能；機(jī)械法是將原材料機(jī)械的粉碎，而化學(xué)成分基本上不發(fā)生變化的工藝過程。為達(dá)到潤(rùn)滑或耐蝕目的而進(jìn)行浸油或浸漬其它液態(tài)潤(rùn)滑劑；將低熔點(diǎn)金屬滲入制件孔隙中去的熔滲處理，可提高制件的強(qiáng)度、硬度、可塑性或沖擊韌性等。