粉末冶金研究先進(jìn)設(shè)備-放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)(SPS)。SPS的工藝優(yōu)勢十分明顯:加熱均勻,升溫速度快,燒結(jié)溫度低,燒結(jié)時(shí)間短,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品組織細(xì)小均勻,能保持原材料的自然狀態(tài),可以得到高致密度的材料,可以燒結(jié)梯度材料以及復(fù)雜工件。與HP和HIP相比,SPS裝置操作簡單,不需要專門的熟練技術(shù)。文獻(xiàn)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。與HP相比,SPS技術(shù)的燒結(jié)溫度可降低100~200℃。粉末冶金可以制造出各種金屬泡沫材料。四川粉末冶金工藝
粉末冶金工藝的基本工序是:1、原料粉末的制備?,F(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類:機(jī)械法和物理化學(xué)法。而機(jī)械法可分為:機(jī)械粉碎及霧化法;物理化學(xué)法又分為:電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應(yīng)用很普遍的是還原法、霧化法和電解法。2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯,并使其具有一定的密度和強(qiáng)度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應(yīng)用很多的是模壓成型。此外還可使用3D打印技術(shù)進(jìn)行胚塊的制作。不銹鋼粉末冶金工廠粉末冶金可以制造出各種金屬蜂窩結(jié)構(gòu)材料。
粉末冶金制備方法:(1)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)壓制成型。粉末在15-600MPa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)過程中粉末顆粒間通過擴(kuò)散、再結(jié)晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學(xué)過程,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。
幾何性能很基本的是粉末的粒度和形狀。粒度。它影響粉末的加工成形、燒結(jié)時(shí)收縮和產(chǎn)品的后期性能。某些粉末冶金制品的性能幾乎和粒度直接相關(guān),例如,過濾材料的過濾精度在經(jīng)驗(yàn)上可由原始粉末顆粒的平均粒度除以10求得;硬質(zhì)合金產(chǎn)品的性能與wc相的晶粒有很大關(guān)系,要得到較細(xì)晶粒度的硬質(zhì)合金,惟有采用較細(xì)粒度的wc原料才有可能。生產(chǎn)實(shí)踐中使用的粉末,其粒度范圍從幾百個(gè)納米到幾百個(gè)微米。粒度越小,活性越大,表面就越容易氧化和吸水。粉末冶金可以制造出各種金屬粉末冶金超導(dǎo)材料。
粉末冶金具有獨(dú)特的化學(xué)組成和機(jī)械、物理性能,而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。從過程的實(shí)質(zhì)來看,現(xiàn)有制粉方法大體上可歸納為兩大類,即機(jī)械法和物理化學(xué)法。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;物理化學(xué)法是借助化學(xué)的或物理的作用,改變原料的化學(xué)成分或聚集狀態(tài)而獲得粉末的工藝過程,粉末的生產(chǎn)方法很多從工業(yè)規(guī)模而言,應(yīng)用很普遍的漢斯還原法、霧化法和電解法有些方法如氣相沉積法和液相沉積法在特殊應(yīng)用時(shí)亦很重要。粉末冶金可以制造出高溫合金、超硬材料、稀土材料等高新材料。專業(yè)粉末冶金
粉末冶金可以制造出各種金屬粉末冶金導(dǎo)電材料。四川粉末冶金工藝
粉末冶金研究先進(jìn)設(shè)備-放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)(SPS)。致密納米材料的制備越來越受到重視。利用傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等方法來制備納米材料時(shí),很難保證能同時(shí)達(dá)到納米尺寸的晶粒和完全致密的要求。利用SPS技術(shù),由于加熱速度快,燒結(jié)時(shí)間短,可明顯抑制晶粒粗化。例如:用平均粒度為5μm的TiN粉經(jīng)SPS燒結(jié)(1963K,196~382MPa,燒結(jié)5min),可得到平均晶粒65nm的TiN密實(shí)體。文獻(xiàn)中引用有關(guān)實(shí)例說明了SPS燒結(jié)中晶粒長大受到很大限度的抑制,所制得燒結(jié)體無疏松和明顯的晶粒長大。四川粉末冶金工藝
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