金属粉末冶金成形加工课件.ppt

1、全国中等职业技术学校机电类通用教材全国中等职业技术学校机电类通用教材 以金属粉末（或非金属粉末）为原料，通过成形、烧结、或热成形制成金属制品或材料的一种特种加工方法，简称PM。1.形状形状.粒度及粒度分布粒度及粒度分布粒度用来表示颗粒大小，通常以标准筛子来筛量。粉末冶金法所用的颗粒尺寸大小约0.1m1000m。粉粒中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。实际的粉末颗粒中不同尺寸的颗粒所占的百分比即为粉末颗粒。3.流动性流动性 流动性是粉末在压模内流动难易的指标，流动性越高，制件的密度越均匀，且形状可较复杂。4.压缩性压缩性 压缩性是一定量粉末在压缩前后的

2、体积比。比值越大，则压缩性越高。铁粉的压缩比约2.5:1。5.烧结性烧结性 烧结是指加热使金属粉末扩散而产生粘结作用的操作。加热的温度范围越大，表示烧结性越好，这主要因为其容易控制，失败率低。成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末能够成形的最小单位压制压力表示，或用压坯的强度来衡量。成形性受颗粒形状和结构的影响。6.成形性成形性（1）粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。（2）可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。（3）可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组成材料各自的特

3、性，是一种低成本、高性能的工艺技术。（4）可以生产普通铸造法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品。（5）可以实现接近成形和自动化批量生产，有效地降低生产的资源和能源消耗。（6）是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。1.机械粉碎法机械粉碎法利用机械式的操作，使金属碎裂的方法。.还原法还原法 将金属氧化物，以机械粉碎、轧碎成粉状，然后在熔点以下的高温中接触还原气，还原成纯度很高且呈海棉状(多孔状)的粉粒。（）将金属氧化物在炉中加热到高温以后，将一氧化碳、天然气以及瓦斯等还原气导入炉中。（）将金属氧化物与煤碳粉混合后共置于炉中加热，使碳与氧在高温化合而将金属还原。此法适用于高熔点金属的制粉

4、，如：铁、钨、钼、镍、以及钴等。.电解沉积法 电解沉积所得的金属粉末纯度最高。凸模施力的大小，因粉末材质与工作性质而异。材料硬脆、尺寸大、密度要求高，所需的压力就大；反之，则小。断面均一的长条状制件 连续操作，适用于大量生产，制成铜、黄铜、青铜、锰钠合金，及不锈钢等板状制件的制作。1.炉中烧结炉中烧结(普通烧结普通烧结)粉粒在不加温状态下成形，然后送入烧结炉中加温烧结，以增加结合力。特点：成形时加压而不加温，烧结时加温而不加压。2.热压热压热压是将成形与烧结两个步骤合并操作的烧结法。金属在高温时的可塑性大、扩散能力强，故压结效果好，制件密度高、强度大、硬度高且精确度优。但由于成形模具与压结体一

5、并受热，寿命较短，这是是此法最大的缺点。1.整形与压制整形与压制 整形的目的在修正零件因烧结时所引起的形状变化与尺寸变化，以增加零件的精度。压制的主要目的是增加制件的密度。2.切割切割 3.油浸油浸自润轴承（含油轴承）4.金属渗透金属渗透增加其密度 5.热处理热处理高硬度、耐磨损 电火花加工是在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法，又称电加工或电蚀加工，英文简称。直接利用电能对工件进行加工。（1）工具和工件之间应保持一定间隙。（2）必须有脉冲电源。（3）必须在具有一定绝缘性能的液体介质（工作液）中进行加工。（1）工件只要能导电就能加工，不受硬度限制

6、，制件的尺寸精确度高。（2）加工时无真正的切割作用，工件不受外力，所以不残留切削力，加工太脆或太薄的工件也不易破裂。（）工具可用软质材料制作，成本低。（）加工形状的适应性大，各种复杂的型孔、型腔和立体曲面，都可用成形电极一次加工成形。（）操作可以完全自动化，操作者不需太高水平。（）工件必须导电才可加工。（）加工的速度太慢。（）电极有损耗。（）由于急冷急热的反复作用，工件表面有残留热应力。（1）加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件。（2）加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等。（3）加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等。（4）加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。电火花线切割

7、与计算机连接，易于自动控制，发展迅速，在模具制作方面应用甚广。电火花线切割的加工示例。一、电镀加工的原理一、电镀加工的原理 电镀加工就是在一定的介质中，通过牺牲电极和工件电极之间的电解作用，对工件进行加工的方法。电镀加工特别适用于薄壳、高精确度、内面光平，以及内孔形状较为复杂，无法以普通机械加工法制造的产品。例如：喇叭口形的钟、钢笔壳，以及由圆至方的管路接头等。二、电镀加工的优缺点二、电镀加工的优缺点.优点优点（）制件的力学性能容易通过电镀加工条件的改变而加以调整；例如硬度、抗拉强度等。（）贴靠模型的面有很高的复制性，尺寸精确度很高。（）制件表面粗糙度小。（）可制造极薄及层状的制件，而无形状的

8、限制。（）经电解分离，可制造高纯度的制件。（）制件之内部尺寸不受限制。.缺点缺点（1）电镀速度慢。（2）只限于薄层制件的生产。（3）生产费用偏高。（4）实用的工件材料种类不多。（5）电镀时的电流密度随模型 之外形而改变，使制件的 厚度不均，外部形状难以 控制。三、电镀加工的注意事项三、电镀加工的注意事项 n 每次开槽前应分析调整电镀液，并进行试镀。n 每次停镀前必须将电镀液循环过滤或倒槽，以去除有害微粒。n 过滤机的滤芯用后要取出彻底冲洗干净。n 根据工件重要程度选择新旧电镀液区别对待。n 采取小批量同时入槽的方式，并记下每批入槽的准确时间，根据镀层的厚度要求，采用测定小试片的镀厚及镀速来决定

9、镀覆时间。n 要经常晃动和搅拌工件，严禁相互接触和碰撞，同时不断变换工件放置位置，一般使盲孔向上，以利气泡的排出，圆柱形工件应竖直悬挂，以避免金属屑等杂质落于工件表面，造成镀层出现毛刺。n 应根据工件的数量选择镀槽大小及槽液多少；工件入槽的数量不能超过镀槽装载量的上限。n 在镀覆过程中，应连续搅拌过滤，每小时分析补加一次，同时调整pH值。特殊切削加工是指不必使用硬工具，而以软工具控制特殊能量切除工件的切割方式，也称非传统加工。依其应用的能量，可分为热电式、机械式、电化式与化学式等四大类。一、热电式加工一、热电式加工、激光束加工、激光束加工激光加工是指利用功率密度极高的激光束照射工件被加工部位，

10、使多余材料瞬间熔化或蒸发，并在冲击波的作用下，将熔融金属喷射出去，从而对工件进行穿孔、切割，或采用小能量密度，使加工区域熔融黏合在一起，进行焊接的加工方法。（）加工原理（）激光加工特点（）激光加工特点加工范围广 生产率高 不需要工具 能加工微小的孔 可控性好（）激光加工应用（）激光加工应用激光切割 激光焊接 激光钻孔 改性加工 2.2.电子束加工电子束加工（）加工原理（）加工原理 电子束加工是将电子加速、集成为高能量大密度的细电子束，在真空中轰击工件而产生高温，使工件材料熔化和蒸发，从而进行加工，或利用电子束引起化学变化的加工方法。（）电子束加工特点（）电子束加工特点电子束直径极小，经聚焦后可

11、达微米级，可加工微孔、窄缝。电子束功率极高，能加工高硬度、难熔的金属和非金属。电子束加工时受力小、变形小，而且在真空环境下工作，可以防止工件被氧化和对工件材料的污染。加工过程中容易实现自动话，但设备复杂，价格昂贵。（）电子束加工应用（）电子束加工应用电子束打孔型面加工焊接和蚀刻二、机械式式加工二、机械式式加工 1.加工原理加工原理 超声波加工是利用产生超声振动的工具，带动工件和工具间的磨料悬浮液，冲击和抛磨工件的被加工部位，使其局部材料破坏而成粉末，进行穿孔、切割和研磨的加工方法。2.加工特点加工特点（1）主要应用于加工各种脆性材料，硬质合金也能加工，但 效率低。（2）能加工形状复杂的型孔。（

12、4）生产效率低于电火花加工，但加工精度高，表面粗糙度小。（3）加工过程中工具对工件的宏观作用力小，适于加工不能承受 较大机械应力的零件。三、电化学式与化学式加工三、电化学式与化学式加工.电化式式加工电化式式加工 电化式加工是在工具和工件间喷注电解液，将工件电解成形的加工方法。原理与电镀法完全相同，但将工件接阳极而不是阴极。以化学液的腐蚀作用，将工件需切除的部位蚀去的加工方式。（）化学铣切（）化学铣切 以化学腐蚀的方式，将金属需切除的部位蚀去，以代替铣床的铣切加工。.化学式加工化学式加工（）化学蚀刻（）化学蚀刻 化学蚀刻是以化学腐蚀的方式，代替传统的缩放雕刻机来雕刻制件，例如不锈钢雕花门及各种名牌。此法的操作原理与过程，大致与化学造形相同，但腐蚀作用只在工件之一面，雕刻后，字体或图案即可为凸出，也可为凹下。（）化学造形（）化学造形 与化学铣切原理相同，但使用目的不同，主要用途是代替冲床将薄板状的材料加工成所需的形状。