粉末冶金技術的工藝流程主要包括粉末制備、混合與添加劑、成型、燒結以及后續(xù)處理等步驟,具體如下:
粉末制備:機械法:通過機械破碎、研磨等方式將塊狀金屬或合金加工成粉末。例如,采用顎式破碎機將較大的金屬塊破碎成較小的顆粒,再通過球磨機進一步研磨,使顆粒尺寸達到所需的粉末粒度。這種方法適用于各種金屬材料,能生產出不同形狀和粒度分布的粉末。
物理化學法:包括還原法、霧化法、電解法等。還原法是利用還原劑將金屬氧化物還原成金屬粉末,如用氫氣還原氧化銅制取銅粉。霧化法是將熔融的金屬液流通過高壓氣體或水霧化成細小的液滴,凝固后形成粉末,常用于生產不銹鋼、鎳基合金等粉末。電解法是通過電解金屬鹽溶液,使金屬離子在陰極上還原析出形成粉末,可制得純度較高的金屬粉末,如電解鐵粉。
混合與添加劑:混合:將不同成分的金屬粉末或添加物按照一定的比例進行均勻混合,以獲得所需性能的材料。例如,在制備硬質合金時,需將碳化鎢粉末與鈷粉等按特定比例混合,確保成分均勻性,從而保證產品性能的一致性。
添加添加劑:為了改善粉末的成型性能、燒結性能或提高材料的最終性能,會加入一些添加劑。如加入潤滑劑(如硬脂酸鋅)可以降低粉末顆粒之間以及粉末與模具之間的摩擦,有利于粉末在成型過程中的流動和壓實;加入粘結劑(如聚乙烯醇)可以提高粉末的成型性和坯體的強度,防止坯體在脫模和搬運過程中開裂。
成型:壓制成型:將經過混合和添加添加劑的粉末放入模具中,在一定的壓力下使其成型。根據(jù)壓制方式的不同,可分為單向壓制和雙向壓制。單向壓制是在模具的一端施加壓力,適用于形狀簡單、高度較小的零件;雙向壓制則是在模具的兩端同時施加壓力,能使粉末在模具中分布更加均勻,適用于高度較大或對密度要求較高的零件。例如,汽車發(fā)動機中的粉末冶金齒輪坯就是通過壓制成型制備的。
注射成型:將混合好的粉末與適量的粘結劑制成具有良好流動性的注射料,通過注射機注入模具型腔中成型。這種方法適用于制造形狀復雜、精度要求高的小型零件,如手機中的微型齒輪、電子元件的封裝外殼等。
等靜壓成型:對于一些形狀復雜、尺寸較大或對密度要求非常均勻的零件,可采用等靜壓成型。將粉末裝入彈性模具中,放入高壓容器中,通過液體介質均勻施加壓力,使粉末在各個方向上受到相同的壓力而壓實成型。例如,航空航天領域中的一些大型粉末冶金結構件,常采用等靜壓成型工藝來獲得較高的密度和均勻的性能。
燒結:將成型后的坯體加熱到低于其熔點的溫度進行燒結,使粉末顆粒之間形成冶金結合,提高零件的密度、強度和其他性能。在燒結過程中,粉末顆粒表面的原子發(fā)生擴散,顆粒間的頸部逐漸長大,孔隙逐漸減少,最終形成致密的金屬材料。例如,鐵基粉末冶金零件在燒結后,其密度可從成型后的相對密度 60% - 70% 提高到 90% 以上,強度也大幅提高。根據(jù)材料的不同,燒結氣氛可以是還原性氣氛(如氫氣、分解氨等)、中性氣氛(如氮氣)或真空環(huán)境,以防止零件在燒結過程中氧化,并促進某些反應的進行。
后續(xù)處理:機加工:盡管粉末冶金零件具有較高的尺寸精度,但在某些情況下仍需要進行少量的機加工,以滿足零件的最終尺寸和表面質量要求。例如,對燒結后的齒輪進行齒形加工、對軸類零件進行外圓磨削等,以提高零件的精度和光潔度。
熱處理:通過淬火、回火、滲碳、氮化等熱處理工藝,可以進一步提高粉末冶金零件的硬度、強度、耐磨性和韌性等性能。例如,對粉末冶金制造的模具零件進行淬火和回火處理,可提高其硬度和耐磨性,延長模具的使用壽命;對一些鐵基零件進行滲碳處理,可以在零件表面形成高硬度的滲碳層,提高其表面耐磨性和疲勞強度,而心部仍保持較好的韌性。
表面處理:為了提高粉末冶金零件的耐腐蝕性、抗氧化性和裝飾性等,常對其進行表面處理,如電鍍、化學鍍、噴涂、磷化等。例如,對粉末冶金汽車零部件進行電鍍處理,可以提高其耐腐蝕性和外觀質量;對一些電子元件的粉末冶金外殼進行噴涂處理,既能起到保護作用,又能滿足美觀的要求。
粉末冶金、金屬注射成型、粉末冶金齒輪
光銘集團專注于金屬成形技術及耐磨材料的研發(fā)制造,主營產品包括金屬壓制成形及注射成形粉末冶金制品。
公司擁有一批高素質人才隊伍,創(chuàng)始團隊源自國家部級直屬科院單位——廣州有色金屬研究院,具有豐富的的行業(yè)從業(yè)經驗和研發(fā)實力,為公司發(fā)展提供源源不斷的創(chuàng)新動力。公司先后榮獲得5項發(fā)明專利,30多項實用新型專利,通過IATF16949質量管理體系、ISO9001-2015質量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、知識產權管理體系,并獲得國際商標認證,是廣東省創(chuàng)新型企業(yè)、廣州市科技小巨人企業(yè)、廣東省粉末冶金產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟理事單位、廣州市先進粉末冶金集群促進中心發(fā)起單位。
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