粉末冶金的案例
從“粉末冶金”進階，看粉末擠出3D打印技術如何賦能
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 粉末冶金技術論文
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 粉末冶金工藝對燒結爐構造的要求
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 粉末冶金成型技術
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。
粉末冶金技術覆蓋了眾多行業的應用
如今，粉末冶金技術已經覆蓋了眾多行業的應用，粉末冶金已經走進你的生活，也許你沒察覺，但它正在以某種方式發生著，并存在于我們的日常生活。粉末冶金技術在我們生活中的應用隨處可以看到，例如：
1、醫療與牙科中的應用：正畸支架零件;外科手術器械;可植入MIM零件;膝蓋植入物零件。
2、在汽車產業中的應用：發動機的搖臂;換擋桿;渦輪增壓器葉片。
3、在IT、電子儀器和通訊中的應用：光導纖維零件;冷盤和散熱器;手機零件。
4、在船舶、航天產業中的應用：座椅皮帶零件;出油閥壓緊座;客機襟翼螺旋密封;火箭燃燒器裝置。
5、在消費品中的應用：手表表殼和相關零件;眼鏡零件;攝影機的三角架體;MIM吉他調諧器罩。
6、在軍品與防務中的應用：槍的扳機;“安全與打開保險”轉子;槍上彎夾緊安全零件。
以上就是關于粉末冶金技術在我們生活中的應用就介紹到這，粉末冶金工藝主要包括產品設計、模具設計、質量檢測、混合、成型、脫脂、燒結、二次加工等8個重要環節，其中針對產品特性決定是否需要進行表面處理。
展開 粉末冶金工藝的基本工序有幾步?
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 基于SIMSOLID的粉末冶金行星架仿真分析
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中建立三維數模
2.建立自定義材料特性并賦予零件
3.設置約束及受力情況的邊界
4.分析及結果查看
4.1 通過分析看到應力最大位置發生在花鍵根部，而行星架主體部位未有大的應力集中現象。
另外前后兩部分連接部位也有應力體現
4.2 放大變形看到由于扭轉似的行星架薄壁板件發生了扭曲變形。
5.試驗對比
通過靜扭試驗，可以看到失效模式及斷裂部位與仿真危險點對應。
6.優化方法
行星架花鍵危險部位采取特殊特處理方法進行強化。保證此處安全系數。
展開 壓制與燒結(PM - Press and Sinter)
圖4：粉末冶金工藝制作的各種零配件
小結
粉末冶金技術起源于人類最早以手工泥塑制品的概念，并在發現金屬能夠制作成粉末后并可再以凈形加工的方式，集合了三大概念之大成，凡是能夠粉末化的金屬材料皆能應用粉末冶金的技術來成形出制品，廣泛的應用造福人類，同時新的工廠管理觀念和設備日新月異的改進，現代化的粉末冶金制品都開始自動化的制造制品，全球最大的制品號銷售額都在咱家附近，各位讀者有機會要多多了解喔！
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SiCp/Cu電子封裝材料的主要制備方法
目前，SiCp/Cu電子封裝材料的制備方法主要有粉末冶金法、放電等離子燒結法、無壓浸滲法、壓力浸滲法和反應熔滲法等。
粉末冶金法
粉末冶金法是最早用來制備金屬基復合材料的方法。粉末冶金法制備SiCp/Cu的工藝流程是先將SiC粉和Cu粉混合均勻，然后將混合粉末冷壓成型，冷壓成型后的生坯再經過特定工藝燒結完成復合制得SiCp/Cu電子封裝材料。粉末冶金法還可以采用將混合粉末直接進行熱壓燒結的工藝制備SiCp/Cu電子封裝材料。用粉末冶金法制備SiCp/Cu電子封裝材料，當SiC增強相含量較高時容易發生團聚，很難避免SiC顆粒間的直接接觸，導致材料孔隙度增大，難以獲得高致密度的復合材料。但是，采用粉末包覆和熱壓燒結的工藝可以提高粉末冶金法制得SiCp/Cu的致密度和綜合性能。
放電等離子燒結法
放電等離子燒結（SPS）法是近年發展起來的一種新型材料制備方法。SPS法制備SiCp/Cu電子封裝材料，首先利用高能電火花在Cu顆粒間的瞬間放電和高溫等離子體，促進Cu顆粒間局部粘結，同時利用通過模具的電流加熱模具，向SiC與Cu的混合粉末提供外加熱源，實現內外加熱，且加熱的同時加壓，可以在較低的溫度下實現快速燒結制備SiCp/Cu電子封裝材料。SPS工藝燒結溫度低，燒結速度快，燒結時間短，是一種快速成型工藝，但由于設備成本高，制備材料形狀的復雜性受限，因此尚未得到廣泛應用。
展開 碳化硅顆粒增強鋁基復合材料
一、粉末冶金法。
粉末冶金法具有一些獨特的優點，如可任意調節增強相的體積分數（最高可達７０％），較準確地控制成分比，且其增強顆粒的粒徑在納米范圍內可調。此外，粉末冶金工藝的燒結溫度較低，可有效減輕增強體與基體間的有害界面反應，制得的復合材料具有良好的力學性能。近年來，進一步開發出機械合金化-粉末冶金法。該法制備的復合材料，其增強體顆粒分布均勻，粒度在納米至微米范圍內可調，增強相的體積分數可高達７０％，與基體的界面結合良好，所制備的復合材料力學性能優異。美國ＤＷＡ 公司采用機械合金化-粉末冶金法生產了碳化硅顆粒增強鋁基復合材料，已將其應用于汽車、飛機、航天器等。
二、壓力鑄造法。
此法是將液態或半液態金屬基復合材料或金屬以一定速度填充壓鑄模型腔，或增強材料預制體的空隙中，在壓力作用下使其快速凝固成形而制備出金屬基復合材料，包括擠壓鑄造法、離心鑄造法、氣體壓力滲透鑄造法等。目前，生產應用中使用較多的是擠壓鑄造法，其具體方法是：首先把碳化硅顆粒增強相以適當的粘結劑粘結制成預制塊，然后裝入鑄模，澆入精煉的鋁基體金屬熔體，并立即加壓使熔融的金屬熔體浸滲到預制塊中，凝固之后即得碳化硅顆粒增強鋁基復合材料。壓力鑄造法的主要優點是：可大批量制造顆粒增強鋁基復合材料的零部件，成本低；浸滲時熔體與增強材料在高溫下接觸時間短，避免了界面反應產物對復合材料的不利影響；高壓作用促進了熔體對增強材料的潤濕，增強材料無需進行表面預處理；所制備材料的組織致密，無氣孔。
三、噴射沉積法。
此法是將液態金屬在高壓下霧化，并在其流出時將增強顆粒噴射入金屬液中，兩相混合的霧化液體隨后在容器中沉積成形。噴射沉積法采用不同形狀的基體和不同的基體運動方式可獲得管坯、圓柱坯、帶坯等不同產品。
展開 粉末制品制造工藝
01
粉末
粉末制取是粉末冶金的基礎，現有的制粉方法大體可分為兩類：機械法和物理化學法。機械法包括機械粉碎法和霧化法。物理化學法包括還原法、電解法、電化學腐蝕法、還原一化合法、氣相沉積法、液相沉積法等。其中以還原法、霧化法和電解法應用最廣。
粉末的形狀與結構、粒度、粒形、密度、流動性、壓制性、成形性等對粉末冶金制品的質量影響極大。
02
預處理
為了獲得合格的粉末冶金制品，制坯前需對粉末進行降低雜質等處理，即將粉末進行退火、篩分、混合（包括與成形劑與潤滑劑及粘結劑混合）、制粒、干燥等處理。
03
壓坯
將經過預處理金屬粉末或混合粉末壓實成具有一定形狀、尺寸、強度與孔隙度的壓坯，粉末坯的成形方法很多，如壓制成形、等靜壓成形、注射成形、粉末軋制成形、爆炸成形、粉漿澆注成形等方法。
粉末冶金最常用的成形方法是模壓成形（如圖1所示），壓力一般為1～1600MPa；在高溫下施以等靜壓成形，同時還可進行燒結，以制得接近完全致密的制品。粉末注射成形與塑料注射成形技術相似，曾被譽為21世紀的成形技術。粉漿澆注成形則是將粉末與適當的液體混合，制成具有流動性的粉漿，注入具有所需形狀的石膏模中澆注成形，待石膏模將粉漿中液體吸干后，拆模取出澆注的坯件。
圖1 模壓成形
04
燒結
燒結是粉末冶金工藝中的關鍵工序。成形后的坯塊還屬于散沙，不能直接使用，坯塊必須在適當的溫度和氣氛中加熱，發生一系列物理和化學變化，使松散坯塊內的粉末顆粒進一步結合起來，減少孔隙體積、孔隙數量并使孔隙形狀變簡單，使成形的粉末坯塊強化和致密化，達到所要求的性能。
1
燒結過程
燒結是一個很復雜的過程。
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機械知識：鑄、鍛、焊、軋、機加工及3D打印——各種金屬材料最全的成形工藝介紹
焊接分類：
▌ 粉末冶金
粉末冶金：是制取金屬或用金屬粉末（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。
工藝基本流程：
優點：
1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來制造。
2、節約金屬，降低產品成本。
3、不會給材料任何污染，有可能制取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金適宜于生產同一形狀而數量多的產品，能大大降低生產成本。
缺點：
1、在沒有批量的情況下要考慮 零件的大小。
2、模具費用相對來說要高出鑄造模具。
生產適用范圍：
粉末冶金技術可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等。
▌ 金屬注射成型
MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合，然后將混合料進行制粒再注射成形所需要的形狀。
MIM工藝流程：
MIM流程分為四個獨特加工步驟（混合、成型、脫脂和燒結）來實現零部件的生產，針對產品特性決定是否需要進行表面處理。
技術特點：
1、一次成型負責零件；
2、制件表面質量好、廢品率低、生產效率高、易于實現自動化；
3、對模具材料要求低。
技術核心：
粘接劑是MIM技術的核心只有加入一定量的粘接劑，粉末才具有增強流動性以適合注射成型和維持坯塊的基本形狀。
▌ 金屬半固態成型
半固態成型：利用非枝晶半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡稱SSM）獨有的流變性和攪熔性來控制鑄件的質量。
展開 2009湖南國際機械工業博覽會
4．冶金與硬質合金、工業爐展：
冶金、鑄造、鍛壓設備及相關技術產品。粉末冶金制品、硬質合金制品、粉末冶金專用設備及材料、專用儀器及氣體、硬質合金專用設備及材料、工業爐及相關產品等。
5．表面處理技術設備及材料展：
表面處理、精飾技術與設備；電鍍及輔助設備與材料；涂裝及輔助設備、涂料；前后處理技術設備等；
6．動力傳動與控制技術暨軸承、齒輪、潤滑油與設備展
機械傳動與零部件及制造設備；電氣傳動；液壓技術、氣動技術、密封技術、壓縮空氣技術設備；軸承、齒輪及軸承、齒輪生產設備等。
【專業知識】鑄、鍛、焊、軋、機加工及3D打印——各種金屬材料最全的成形工藝介紹
焊接分類：
▌ 粉末冶金
粉末冶金：是制取金屬或用金屬粉末（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。
工藝基本流程：
優點：
1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來制造。
2、節約金屬，降低產品成本。
3、不會給材料任何污染，有可能制取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金適宜于生產同一形狀而數量多的產品，能大大降低生產成本。
缺點：
1、在沒有批量的情況下要考慮 零件的大小。
2、模具費用相對來說要高出鑄造模具。
生產適用范圍：
粉末冶金技術可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等。
▌ 金屬注射成型
MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合，然后將混合料進行制粒再注射成形所需要的形狀。
展開 【專業積累】快來收藏！超級干貨，金屬材料成型種類及工藝流程
焊接分類：
五、粉末冶金成型
粉末冶金：是制取金屬或用金屬粉末（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。
工藝基本流程：
優點：
1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來制造。
2、節約金屬，降低產品成本。
3、不會給材料任何污染，有可能制取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金適宜于生產同一形狀而數量多的產品，能大大降低生產成本。
缺點：
1、在沒有批量的情況下要考慮 零件的大小。
2、模具費用相對來說要高出鑄造模具。
生產適用范圍：
粉末冶金技術可以直接制成多孔、（關注“機械工程師”，絕對讓您受益匪淺）半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等。
六、金屬注射成型
MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合，然后將混合料進行制粒再注射成形所需要的形狀。
MIM工藝流程：
MIM流程分為四個獨特加工步驟（混合、成型、脫脂和燒結）來實現零部件的生產，針對產品特性決定是否需要進行表面處理。
技術特點：
1、一次成型負責零件；
2、制件表面質量好、廢品率低、生產效率高、易于實現自動化；
3、對模具材料要求低。
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