粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
粉末冶金与铸造的区别
1、原料
铸造——铸造原料不受限制,可以是状,板、带、棒等;
粉末——金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料。
2、工艺
铸造——是利用材料从液态到固态的相变进行成型,金属完全融化,最终产品的组织结构发生变化。
粉末——是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。
3、热处理
铸造——根据不同的材料及性能要求可以有不同的热处理工艺,例如铝合金的退火、淬火、固溶处理,时效强化等;
粉末——常规的粉末冶金方法,材料不能完全致密,不可避免产生一些空隙,会降低其强度,根据材料性能不同的要求,决定烧结后是否热处理,一般会通过淬火与回火能提高材料的性能。
4、组织控制
铸造——铸造的组织一般较为致密。
粉末——粉末由于原料较为细小,通过工艺控制,可以获得晶粒均匀、细小的微观组织,完全避免了铸造产生的成分及微观组织偏析。然,粉末冶金的材料要经过热等静压,普通烧结的材料致密性不如铸造好。
粉末冶金与冶金的主要区别
1、产品成分、结构不同
冶金:最终产品发生结构变化。例开始是两种金属,最后是合金。
粉末冶金:最终产品成分未变,只是粉末固结在一起。
2、产品性能不同
冶金:只能生产普通产品。
粉末冶金:特殊性能产品例;高熔点金属、多孔材料、摩擦材料、磁性或电性能材料。
现今粉末冶金产品以铁基、铜基为主。原材料最常见的金属粉末是铁和钢,锡,镍,铜,铝和钛,以及耐火材料,如钨、钼和钽。粉末冶金过程主要包括:
(1)生产粉末:通过固态还原,化学,雾化和电解等方式来制造粉末;
(2)压制成型:粉末在一定压力下,在磨具中压制成所需的形状;
(3)烧结:在保护气氛的烧结炉中进行,粉末颗粒通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等系列物理化学过程,行程具有一定孔隙度的冶金产品;
(4)后处理:烧结好的制件,通过打磨、抛光、挤压、淬火等方式进行后处理加工,得到成品。
相比于其他冶金方法,粉末冶金适用于难熔金属和小尺寸精密结构件。粉末冶金方法跟其他加工方法相比:
(1)从性能上看,其优点是材料致密度、均匀性能好;节材、成型效率很高、节能、绿色,且适用于难熔金属的冶炼。比如汽车连杆用粉末冶金比热锻造性能好。缺点是力学性能弱一些,强度、韧性差;压膜成本高;大件无法制备,因粉末的流动性不够。
(2)从经济性看,粉末冶金的原材料利用率更高、能耗更低,经济型更好。综合看来,粉末冶金适用于高质量、特殊形态、难熔金属、大批量、小于10公斤、复杂结构件制备。
2013-2018Q3国内粉末冶金行业市场规模呈现上升趋势,除2015年受汽车销量增速下降影响、行业增长率有所放缓之外,其余年份均保持稳定增速,其中2016年销售额达71.07亿元,同比增长10.61%;2018年1-9月销售额达53.00亿元。
粉末冶金技术已经确立了其在“关键基础材料、核心基础零部件、先进基础工艺、产业技术基础”国家强基工程的重要地位,在我国的制造业升级大潮下是最为受益的领域之一,也属于我国在全球未来产业竞争格局非常重要的一环。
另外,值得关注的是,2026华南国际粉末冶金展(PM SHENZHEN 2026),将于10 月 14-16 日,在深圳国际会展中心(宝安)全新启幕,以“湾区聚势,链动先进制造新生态”为核心,联动300+优质展商,在30,000平方米展区内集中呈现“原材料-设备-部件-检测”全链条解决方案,助力企业扎根湾区、辐射全国、链接全球,共绘粉末冶金与先进制造融合发展的产业新蓝图。
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