粉末冶金工艺及基本流程

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末作为原料，经过成型与烧结，制取各类金属制品的一种工艺技术。粉末冶金材料和制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器，从五金工艺到大型机械，从电子工业到电机制造，从采矿到化工，从民用工业到军用工业，从一般技术到尖端高科技，都有粉末冶金的用武之地。

1.粉末冶金具有的特点

（1）能生产普通熔炼法无法生产的具有特殊性能的材料。如多孔材料、多孔含油轴承、难熔化合物与金属组成的硬质合金。

（2）某些材料上的制备性能优越。如难熔金属使用熔炼法时晶粒粗、纯度低。

（3）粉末冶金制造机械零件是一种少切削、无切削的新工艺，可提高劳动生产率和原材料的利用率。

通过粉末压制与烧结制取钛基粉末合金的工程实训，使学生熟悉粉末冶金制取材料的工艺流程与特点，掌握原始粉末的分析、模压及冷等静压成型的设备具体操作与特点、工艺特点（产品烧结过程中温度、时间对产品性能的影响）、产品质量控制（多孔材料视比重与孔隙率的测定以及排水法测定产品密度的方法）。

2.粉末冶金工艺的基本工序

（1）制粉——原料金属粉末的制得，包括粉末的制取、粉料的球磨混合等步骤，为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。(www.xing528.com)

（2）成型——将金属粉末制成一定形状和尺寸的压坯，粉末一般在数百兆帕压力下，压成所需形状，并使之具有一定的密度和强度。

（3）烧结——即将坯料在主要组元熔点以下温度烧结，使制品具有最终的物理、化学和力学性能。烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。烧结一般在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。

（4）后处理。一般烧结好的制件可直接使用，但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油及熔渗等。

粉末冶金工艺的基本工艺与设备如图5.1 所示。

图5.1　粉末冶金工艺流程

随着技术的发展，以粉末冶金为基础的3D 打印快速发展。3D 打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D 打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，目前市面上已经有使用这种技术打印而成的零部件。