1. 粉末冶金原料配比
简单的说:粉末冶金并没有把冶金所需的材料完全融化,而是靠粘结剂通过烧结工艺把材料组合在一起的冶金方式。
普通的冶金方式大致分为三种:
火法冶金:最常用的方式,通过加热、干燥、焙解、焙烧、熔炼,蒸馏等高温条件下的冶金过程;
湿法冶金:简单的说就是用化学法浸出所需的金属再净化的过程;
电冶金:分为电热和电解两种方式。
粉末冶金是一种特殊的冶金方式,使用最广泛的就是(碳化钨)硬质合金行业,陶瓷等。
2. 粉末冶金的原材料
1、粒度不同
PM和MIM使用相同的基本粉末,这两种工艺都可以定制特殊的零部件,然而,材料的关键区别在于粒度。MIM注射成型的粉末要小得多,使用的原料粉末粒径在2-15μm,而传统粉末冶金的原粉粉末粒径大多在50-100μm,因而MIM比PM压制成型的粉末更贵。
2、成本不同
PM压制成型可能是简单零件的一种具有成本效益不错的生产方案,但MIM注射成型可以生产精密零件几何形状,无需切削无需二次加工,可以节约高密度、高复杂度的结构件,为整个生产降低成本。
3、自由度不同
PM压制成型取决于高压单轴压制成型,形状大多为二维圆柱型,更适合于较为简单的结构件。MIM注射成型的使用几乎没有几何限制,三维设计非常自由,因而成品密度高。
4、其他物理性质不同
生产出来的结构件密度大不相同,PM粉末和工具之间的摩擦会使零件不均匀,而MIM注射成型零件在各个方向上都是均匀的,相对密度可达95%-99%。MIM的烧结温度比PM高得多,MIM注射成型的强度、韧性和耐磨强度明显更高,原材料利用度高。
通过对比可知,MIM在制造精细、高复杂度的部件上有优势,能够快速的大批量、低成本制造复杂形状零件,材料利用率高,避免更多的二次机加工。
3. 粉末冶金主要原料
如果是细晶的粉末冶金材料,强度比熔铸的材料要高,润滑性能要好,因为粉末冶金材料含有微孔,但是这个也要看情况,看材料的致密度,粉末冶金材料的性能与致密度有很大关系。
4. 粉末冶金材料配方
其原料粉组分包括:石墨粉为0.2%至1.5%,硬脂酸锌为0.5%至1.3%,铜粉为0.5%至3%,其余为铁粉。并且,其步骤经过混合、压制、烧结、精整、去毛刺、蒸汽处理。
与现有技术相比,本发明采用了石墨粉为石墨粉为0.2%至1.5%,硬脂酸锌为0.5%至1.3%,铜粉为0.5%至3%,其余为铁粉的原料配比方式,成本低廉,成品性能可靠。并且,工艺步骤经过了适当的优化,简化了工艺;蒸汽处理的工序能在产品表面形成致密的保护膜,提高防锈的性能。
5. 粉末冶金混粉配比
(1)生产粉末。
粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入机油、橡胶或石蜡等增塑剂。
(2)压制成型。
粉末在15-600MPa压力下,压成所需形状。
(3)烧结。
在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。
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。
(4)后处理。
一般情况下,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。 粉末的制取方法: 制取粉末是粉末冶金的第一步。粉末冶金材料和制品不断的增多,其质量不断提高,要求提供的粉末的种类愈来愈多。
例如,从材质范围来看,不仅使用金属粉末,也使用合金粉末,金属化合物粉末等;从粉末外形来看,要求使用各种形状的粉末,如产生过滤器时,就要求形成粉末;从粉末粒度来看,要求各种粒度的粉末,粗粉末粒度有500~1000微米超细粉末粒度小于0.5微米等等。 为了满足对粉末的各种要求,也就要有各种各样生产粉末的方法这些方法不外乎使金属、合金或者金属化合物呈固态、液态或气态转变成粉末状态。制取粉末的各种方法以及各种方法制的粉末。
呈固态使金属与合金或者金属化合物转变成粉末的方法包括:
(1)从固态金属与合金制取金属与合金粉末的有机械粉碎法和电化腐蚀法:
(2)从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的还原法从金属和合金粉末、金属氧化物和非金属粉末制取金属化合物粉末的还原-化合法。
呈液态使金属与合金或者金属化合物转变成粉末方法包括:
(1)从液态金属与合金制取与合金粉末的有雾化法。
(2)从金属盐溶液置换和还原制取金属合金以及包覆粉末的有置换法、溶液氢还原法;从金属熔盐中沉淀制取金属粉末的有熔盐陈定法;从辅助金属浴中析出制取金属化合物粉末的有金属浴法。
(3)从金属盐溶液电解制取金属与合金粉末的有水溶液电解法;从金属熔盐电解制取金属和金属化合物粉末的有熔盐电解法。
呈气态使金属或者金属化合物转变成粉末的方法:
(1)从金属蒸汽冷凝制取金属粉末的有蒸汽冷凝法;
(2)从气态金属碳基物离解制取金属、合金以及包覆粉末的有碳基物热离解法。
(3)从气态金属卤化物气相还原制取金属、合金粉末以及金属、合金涂层的有气相氢还原法;从气态金属卤化物沉积制取金属化合物粉末以及涂层的有化学气相沉积法。 但是,从过程的实质来看,现有制粉方法大体上可归纳为两大类,即机械法和物理化学法。
机械法是将原材料机械的粉碎,而化学成分基本上不发生变化的工艺过程;物理化学法是借助化学的或物理的作用,改变原料的化学成分或聚集状态而获得粉末的工艺过程,粉末的生产方法很多从工业规模而言,应用最广泛的汉斯还原法、雾化法和电解法有些方法如气相沉积法和液相沉积法在特殊应用时亦很重要。