粉末冶金零件
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
粉末冶金零件的實例教程
粉末冶金制造技術借助節能節材、綠色環保和效率高、精度高等優勢，被業界公認為是一種綠色、可持續的制造工藝技術。近年來，隨著信息技術與制造業的進一步深度融合，各種前沿的3D打印技術也正在煥發活力，并獲得蓬勃發展。
1、粉末冶金工藝的關鍵特點
粉末冶金技術集制粉、成形、燒結等多重工藝于一身，具有低成本、高效率、少（無）污染等顯著特點。同時其作為增材制造（3D打印）的重要成型工藝，是中國制造2025的重要一環。
根據配方不同，粉末冶金零件的抗拉強度在170~1200MPa之間，相比傳統零件制造工藝，具有如下特點：
·某些特殊性能材料的唯一制造方法（目前有很多復合材料產品性能優異, 只能通過粉末冶金才能加工出來）；
·加工工藝流程短而簡單，易于控制（機械加工十幾道工序才能完成的產品在粉末金屬工藝中，有時候幾道工序就能實現）；
·零件接近最終尺寸，表面光潔的，減少后續加工成本；
·節約能源，原料利用率高, 加工效率高（相對傳統機加工切削工藝，粉末冶金節能60%，材料利用率高達95%）；
·制品強度較低；流動性較差，形狀受限制；
·壓制成形的壓強較高，制品尺寸較小；
·壓模成本較高。
為推進粉末冶金技術更廣泛的應用和發展，目前粉末注射成形（Powder Injection Molding，PIM）、3D打印技術等快速成形技術斬嶄露頭角，使得粉末冶金不斷朝著高致密化成、高性能化、集成化和低成本的方向持續升級。
2、粉末注射成形再創新
PIM是一種制造高質量精密零件的近凈成形技術，具有常規粉末冶金和機加工方法無法比擬的優勢。從客戶角度上看，產品的加工能力與成本效益會成為選擇PIM的主要原因。
展開 粉末冶金工藝的基本工序是：
1、原料粉末的制備。現有的制粉方法大體可分為兩類：機械法和物理化學法。而機械法可分為：機械粉碎及霧化法;物理化學法又分為：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。其中應用最為廣泛的是還原法、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。加壓成型中應用最多的是模壓成型。
3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。對于單元系和多元系的固相燒結，燒結溫度比所用的金屬及合金的熔點低;對于多元系的液相燒結，燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低，而高于易熔成分的熔點。除普通燒結外，還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。
4、產品的后序處理。燒結后的處理，可以根據產品要求的不同，采取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外，近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用于粉末冶金材料燒結后的加工，取得較理想的效果。
展開 燒結爐是粉末冶金生產中重要的設備之一，是根據燒結工藝的要求而進行設計和制造的。粉末冶金燒結爐以電爐最為普通。粉末冶金制品的燒結，從本質上講也是一種熱處理過程，與傳統的致密金屬熱處理操作有類似之處，但由于粉末原料的特殊性，粉末冶金燒結具有下列特點：
1、粉末壓坯具有較大的自由表面，燒結過程一般需要保護氣氛，并且對各種燒結氣氛的反應很敏感;
2、金屬粉末表面一般存在著氧化膜，影響金屬之間接觸，阻礙燒結進行，需在燒結過程中使金屬氧化物得到還原;
3、壓坯在成形過程產生的應力應予以消除;
4、壓坯中含有一定數量的揮發性添加劑，需在燒結前的升溫加熱階段予以燒除;
5、壓坯在燒結過程中可能出現液相;
6、壓坯強度低，在燒結過程不能碰撞，燒結中物料傳送要平穩;
7、燒結溫度比一般熱處理溫度高，溫度控制要更精確。
以上就是關于粉末冶金工藝對燒結爐構造的要求就介紹到這，粉末冶金燒結爐是一種利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結制成金屬或合金零部件的熱處理設備。主要用于壓制成形的鐵基、銅基及其它相關粉末冶金制品。
展開 粉末冶金技術論文
摘要：
粉末冶金(P/M)技術是一門重要的材料制備與成形技術，被稱為是解決高科技、新材料問題的鑰匙。高性能、低成本、凈近成形一直以來是粉末冶金工作者重要研究課題之一。粉末冶金法能實現工件的少切削、無切削加工，是一種高效、優質、精密、低耗節能制造零件的先進技術。
粉末冶金技術簡介
粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。粉末冶金工藝的第一步是制取原料粉末，第二步是將原料粉末通過成形、燒結以及燒結后處理制得成品。粉末冶金的工藝發展已遠遠超過此范疇而日趨多樣化，已成為解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發展中起著舉足輕重的作用。
粉末冶金技術有如下特點：
(1)可以直接制備出具有最終形狀和尺寸的零件，是一種無切削、少切削的新工藝，從而可以有效地降低零部件生產的資源和能源消耗；
(2)可以容易地實現多種類型的復合，充分發揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產高性能金屬基和陶瓷基復合材料的工藝技術；
(3)可以生產普通熔煉法無法生產的具有特殊結構和性能的材料和制品，如多孔含油軸承、過濾材料、生物材料、分離膜材料、難熔金屬與合金、高性能陶瓷材料等；
(4)可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織，在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發光材料、稀土催化劑、高溫超導材料、新型金屬材料具有重要的作用；
(5)可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和過飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優異的電學、磁學、光學和力學性能；
(6)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術。
展開 粉末冶金成型是粉末冶金生產中的基本工序之一，目的是將松散的粉末制成具有預定幾何形狀、尺寸、密度和強度的半成品或成品。粉末冶金成型技術是利用金屬粉末以及化合物粉末的混合物為原料，經過成型燒結操作，制取金屬氧材料及其復合材料的加工方法。
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但是，該合金室溫脆性高，變形抗力大，基本不可冷成形，除了鑄造和粉末冶金直接成形零件外，等溫鍛造或超塑鍛造是非常合適的近凈成形工藝。金屬間化合物在等溫鍛造或超塑性鍛造前通常需要經過細晶化處理。
文章來源：熱加工論壇
根據配方不同，粉末冶金零件的抗拉強度在170~1200MPa之間，相比傳統零件制造工藝，具有如下特點：
·某些特殊性能材料的唯一制造方法（目前有很多復合材料產品性能優異, 只能通過粉末冶金才能加工出來）；
·加工工藝流程短而簡單，易于控制（機械加工十幾道工序才能完成的產品在粉末金屬工藝中，有時候幾道工序就能實現）；
·零件接近最終尺寸，表面光潔的，減少后續加工成本；
·節約能源，原料利用率高, 加工效率高
結合圖紙要求表面硬度最小為57HRC，而傳統的粉末冶金曲軸鏈輪硬度只能達到30 ～45HRC，無法采用粉末冶金工藝。綜合零件的結構和硬度要求，推斷德國原型機的曲軸鏈輪采用插齒工藝生產。
曲軸鏈輪成本分析
根據上述的曲軸鏈輪結構分析，原型機曲軸鏈輪采用插齒工藝生產，梳理德國原型機的曲軸鏈輪初始生產工藝如圖2 所示。
結合圖紙要求表面硬度最小為57HRC，而傳統的粉末冶金曲軸鏈輪硬度只能達到30～45HRC，無法采用粉末冶金工藝。綜合零件的結構和硬度要求，推斷德國原型機的曲軸鏈輪采用插齒工藝生產。
圖1 曲軸鏈輪
曲軸鏈輪成本分析
根據上述的曲軸鏈輪結構分析，原型機曲軸鏈輪采用插齒工藝生產，梳理德國原型機的曲軸鏈輪初始生產工藝如圖2 所示。
4140 低合金鋼
據Desktop Metal 的說法，公司材料科學團隊已驗證由Desktop Metal 燒結的 4140 低合金鋼符合金屬粉末工業聯合會制定的結構粉末冶金零件MPIF 35 標準。在Production System平臺上打印的4140零件能夠最大限度地減少了材料浪費，與傳統制造方法相比，生產時間和零件成本顯著降低。
（照片：美國商業資訊）
經過對材料的廣泛測試，Desktop Metal已成功將316L在公司Production System?機器上生產，并根據金屬粉末工業聯合會制定的MPIF 35結構粉末冶金零件標準進行了驗證。
1. 背景介紹
行星架是自動變速箱中動力傳動的重要零部件。
本案例以某變速箱中的粉末冶金行星架為例子，通過在SOLIDWORKS中建立數模，導入simisolid，建立與之匹配的材料，建立固定約束條件，施加扭矩，對其進行靜扭仿真分析。并與試驗結果進行對比。
本案例在于通過一個小的實際案例，體驗SIMSOLID無網格計算流程，學習并熟悉其操作界面，拋磚引玉。
2.模型說明
在SOLIDWORKS
政府對于高端軸承的國產化一直非常重視，國家工信部早在2011年，就在《機械基礎件基礎制造工藝和基礎材料產業“十二五”發展規劃》中，把軸承列為“機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料”之首，規劃界定: “機械基礎件是組成機器不可分拆的單元，包括軸承、齒輪、液壓件、液力元件、氣動元件、密封件、鏈與鏈輪、傳動聯結件、緊固件、彈簧、粉末冶金零件、模具等。”
政府對于高端軸承的國產化一直非常重視，國家工信部早在2011年，就在《機械基礎件基礎制造工藝和基礎材料產業“十二五”發展規劃》中，把軸承列為“機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料”之首，規劃介定: “機械基礎件是組成機器不可分拆的單元，包括軸承、齒輪、液壓件、液力元件、氣動元件、密封件、鏈與鏈輪、傳動聯結件、緊固件、彈簧、粉末冶金零件、模具等”
SKF公司為高速鐵路列車研制的軸承位置傳感器
粉末冶金成型技術就是將預混合好的粉末填入設計好的模腔中，通過壓機施加一定的壓力使之形成所設計的形狀的產品，然后由壓機將產品脫出模腔的過程。成型是重要性僅次于燒結的一個基本的粉末冶金工藝過程。比其他工序更限制和決定粉末冶金整個生產過程。
a)成形方法的合理與否直接決定其能否順利進行。
b)影響隨后各工序(包括輔助工序)及最終產品質量。
c)影響生產的自動化、生產率和生產成本。
