粉末冶金材料是用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料,通过配料(包括金属粉末的制取、掺加成型剂、增稠剂等粉料的混合,以及制粉、烘干、过筛等预处理)、压制成型(使粉料成为具有一定形状、尺寸和密度的型坯)、烧结(使颗粒间发生扩散、熔焊、化合、溶解和再结晶等物理化学过程)和后处理(有压力加工、浸渗、热处理、机械加工等)等工艺过程而制成的材料。生产粉末冶金材料的工艺过程称为粉末冶金法。其生产方法与金属熔炼及铸造根本不同,它可使压制品达到或接近零件要求的形状、尺寸精度与表面粗糙度,使生产率及材料利用率大为提高,因而它是制取具有特殊性能金属材料并能降低成本的加工方法。但其也有缺点,由于压制模具制造及压制设备吨位的限制,这种方法只能生产尺寸有限与形状不很复杂的工件。
由于粉末冶金材料是普通熔炼法无法生产的具有特殊性能的材料,所以它在机械、化工、交通部门、轻工、电子、遥控、航天等领域的地位举足轻重。
常用的粉末冶金材料有以下6种。
1.粉末冶金减摩材料(含油轴承材料)
这类材料主要用于制造滑动轴承,是一种多孔轴承材料。这种材料压制成型后再浸入润滑油中,由于材料的多孔性,可吸附大量润滑油(一般含油率达12%~30%),工作时,由于轴承发热,使金属粉末膨胀,空隙容积缩小,再加上轴旋转时降低了轴承间隙空气压强,迫使润滑油被抽到工作表面。当轴停转时,润滑油又自动渗入孔隙中。因此,含油轴承材料具有自润滑作用,一般用于中速、轻载荷的轴承,尤其适宜制造不能经常加油的轴承,如食品机械、电影机械、纺织机械、家用电器(如电风扇、电唱机)轴承等。
2.粉末冶金摩擦材料
对这类材料的要求是具有较高的摩擦系数,能很快吸收动能,制动、传动速度快;高的耐磨性,磨损小;耐高温、导热性好;抗咬合性好,耐腐蚀,受油脂、潮湿影响小。
根据基体金属的不同,这类材料可分为铁基摩擦材料和铜基摩擦材料;根据工作条件的不同,又可分为干式和湿式材料,其中湿式材料宜在油中工作。铁基摩擦材料能承受较大压力,在高温、高载荷下摩擦性能优良,多用于各种高速重载机器的制动器。铜基摩擦材料工艺性较好,摩擦系数稳定,抗黏、抗卡性好,湿式工作条件下耐磨性优良,常用于汽车、拖拉机、锻压机床的离合器与制动器中。(www.xing528.com)
3.粉末冶金结构材料
粉末冶金结构材料能承受拉伸、压缩、扭转等载荷,并能在摩擦、磨损条件下工作。由于材料内部有残余孔隙存在,使其塑性和韧性比化学成分相同的铸锻件低,故其应用范围受到限制。这类材料根据基体金属的不同,也可分为铁基结构材料和铜基结构材料两大类。由铁基结构材料制成的结构零件精度较高,表面粗糙度低,能实现无屑和少屑加工,生产率高,而且制品多孔,可浸润滑油,减摩、减振、消声,广泛用于制造机床上的调整垫圈、端盖、滑块、底座、偏心轮,汽车中的油泵齿轮、止推环,拖拉机上的传动齿轮、活塞环及接头、隔套、螺母等。铜基结构材料比铁基结构材料抗拉强度低,但其塑性、韧性较高,具有良好的导电、导热和耐腐蚀性能,可进行各种镀涂处理,常用于制造体积较小、形状复杂、尺寸精度高、受力较小的仪器仪表零件及电器、机械产品零件,如小模数齿轮、凸轮、紧固件、阀、销、套等结构件。
4.粉末冶金多孔材料
粉末冶金多孔材料由球状或不规则形状的金属或合金粉末烧结制成。材料内部孔道纵横交错、互相贯通,一般有30%~60%的孔隙率,孔径为1~100μm。透过性能和导热、导电性能好,耐高温、低温,抗热振,抗介质腐蚀,适用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。
5.粉末冶金工模具材料
粉末冶金工模具材料包括硬质合金、粉末冶金高速钢等。后者组织均匀,晶粒细小,没有偏析,比熔铸高速钢韧性和耐磨性好,热处理变形小,使用寿命长,用于制造切削刃具、模具和零件的坯件。
6.粉末冶金高温材料
粉末冶金高温材料包括粉末冶金高温合金、难熔金属和合金、金属陶瓷、弥散强化和纤维强化材料等,适用于制造高温下使用的涡轮盘、喷嘴、叶片及其他耐高温零件。
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