粉末冶金是一項(xiàng)新興技術(shù)，但也是一項(xiàng)古老技術(shù)。根據(jù)考古學(xué)資料，遠(yuǎn)在紀(jì)元前3000年左右，埃及人就在一種風(fēng)箱中用碳還原氧化鐵得到海綿鐵，經(jīng)高溫鍛造制成致密塊，再錘打成鐵的器件。3世紀(jì)時(shí)，印度的鐵匠用此方法制造了“德里柱”，重達(dá)6.5t。19世紀(jì)初，相繼在俄羅斯和英國(guó)出現(xiàn)將鉑粉經(jīng)冷壓、燒結(jié)，再進(jìn)行熱鍛得致密鉑，并加工成鉑制品的工藝。19世紀(jì)50年代出現(xiàn)了鉑的熔煉法后，粉末冶金工藝便停止應(yīng)用，但它對(duì)現(xiàn)代粉末冶金工藝打下了良好的基礎(chǔ)。直到1909年庫(kù)利奇的電燈鎢絲問(wèn)世后，粉末冶金才得到了迅速發(fā)展。我國(guó)的粉末冶金工業(yè)從1958年以來(lái)發(fā)展迅速，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防和科技領(lǐng)域，它都發(fā)揮了重要的作用，做出了積極貢獻(xiàn)。

　　什么是粉末冶金?

　　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(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類(lèi)型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，均屬于粉末燒結(jié)技術(shù)，因此，一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。運(yùn)用粉末冶金技術(shù)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(dǎo)桿、刀具等，是一種少無(wú)切削工藝。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它已成為解決新材料問(wèn)題的鑰匙，在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。

　　粉末冶金工藝基本工序流程

　　第1步：原料制備成金屬粉末

　　通過(guò)氧化物還原和機(jī)械法將原料制備成金屬粉末的一個(gè)步驟。

　　第2步：制成坯粉

　　根據(jù)不同的產(chǎn)品要求，用濕式或者干式、半干式按照一定的等比例對(duì)粉末進(jìn)行混合均勻，制成坯粉，粉末的比例一定要控制好。

　　第3步：模具的成形

　　將混合好的坯粉裝入粉末冶金相應(yīng)的成型模具中，通過(guò)加壓成型或無(wú)壓成型成想要的形狀。

　　第4步：粉末冶金模型產(chǎn)品的燒結(jié)

　　成型好的模型通過(guò)多元燒結(jié)或者單元燒結(jié)進(jìn)行燒結(jié)，就能形成所要求的最終零件產(chǎn)品的物理機(jī)械性能，粉末冶金燒結(jié)工序是整個(gè)工藝中最重要的一個(gè)步驟，也是產(chǎn)品性能好壞的決定性工序。

　　第5步：燒結(jié)后續(xù)細(xì)節(jié)處理

　　對(duì)于產(chǎn)品精度要求很高的產(chǎn)品通過(guò)燒結(jié)工序后還需要進(jìn)行后續(xù)的精整、浸油、電鍍、或者是少量的機(jī)加工、熱處理等等細(xì)節(jié)的處理，讓產(chǎn)品的穩(wěn)定性和硬度更好。

　　粉末冶金材料

　　①粉末冶金減摩材料。又稱燒結(jié)減摩材料。通過(guò)在材料孔隙中浸潤(rùn)滑油或在材料成分中加減摩劑或固體潤(rùn)滑劑制得。材料表面間的摩擦系數(shù)小，在有限潤(rùn)滑油條件下，使用壽命長(zhǎng)、可靠性高;在干摩擦條件下，依靠自身或表層含有的潤(rùn)滑劑，即具有自潤(rùn)滑效果。廣泛用于制造軸承、支承襯套或作端面密封等。

　　②粉末冶金多孔材料。又稱多孔燒結(jié)材料。由球狀或不規(guī)則形狀的金屬或合金粉末經(jīng)成型、燒結(jié)制成。材料內(nèi)部孔道縱橫交錯(cuò)、互相貫通，一般有30%～60%的體積孔隙度，孔徑1～100微米。透過(guò)性能和導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好，耐高溫、低溫，抗熱震，抗介質(zhì)腐蝕。用于制造過(guò)濾器、多孔電極、滅火裝置、防凍裝置等。

　　③粉末冶金結(jié)構(gòu)材料。又稱燒結(jié)結(jié)構(gòu)材料。能承受拉伸、壓縮、扭曲等載荷，并能在摩擦磨損條件下工作。由于材料內(nèi)部有殘余孔隙存在，其延展性和沖擊值比化學(xué)成分相同的鑄鍛件低，從而使其應(yīng)用范圍受限。

　　④粉末冶金摩擦材料。又稱燒結(jié)摩擦材料。由基體金屬(銅、鐵或其他合金)、潤(rùn)滑組元(鉛、石墨、二硫化鉬等)、摩擦組元(二氧化硅、石棉等)3部分組成。其摩擦系數(shù)高，能很快吸收動(dòng)能，制動(dòng)、傳動(dòng)速度快、磨損小;強(qiáng)度高，耐高溫，導(dǎo)熱性好;抗咬合性好，耐腐蝕，受油脂、潮濕影響小。主要用于制造離合器和制動(dòng)器。

　　⑤粉末冶金工模具材料。包括 硬質(zhì)合金 、粉末冶金高速鋼等。后者組織均勻，晶粒細(xì)小，沒(méi)有偏析，比熔鑄高速鋼韌性和耐磨性好，熱處理變形小，使用壽命長(zhǎng)。可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。

　　⑥粉末冶金電磁材料。包括電工材料和磁性材料。電工材料中，用作電能頭材料的有金、銀、鉑等貴金屬的粉末冶金材料和以銀、銅為基體添加鎢、鎳、鐵、碳化鎢、石墨等制成的粉末冶金材料;用作電極的有鎢銅、鎢鎳銅等粉末冶金材料;用作電刷的有金屬-石墨粉末冶金材料;用作電熱合金和熱電偶的有鉬、鉭、鎢等粉末冶金材料。

　　磁性材料分為軟磁材料和硬磁材料。軟磁材料有磁性粉末、磁粉芯、軟磁鐵氧體、矩磁鐵氧體、壓磁鐵氧體、微波鐵氧體、正鐵氧體和粉末硅鋼等;硬磁材料有硬磁鐵氧體、稀土鈷硬磁、 磁記錄材料 、微粉硬磁、磁性塑料等。用于制造各種轉(zhuǎn)換、傳遞、儲(chǔ)存能量和信息的磁性器件。

　　⑦粉末冶金高溫材料。包括粉末冶金高溫合金、難熔金屬和合金、 金屬陶瓷 、彌散強(qiáng)化和纖維強(qiáng)化材料等。用于制造高溫下使用的渦輪盤(pán)、噴嘴、葉片及其他耐高溫零部件。

　　粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)有哪些

　　粉末冶金的優(yōu)點(diǎn):

　　1、特殊材料可以加工。難熔金屬和化合物、假合金和多孔材料可以用粉末冶金法加工。

　　2、節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本;因?yàn)榉勰┮苯鹂梢詨褐瞥勺罱K尺寸的坯料，所以不需要再加工。這種方法生產(chǎn)的金屬損耗只有1%，而普通加工方法生產(chǎn)的金屬損耗為80%。

　　3、制造高純度材料;在粉末冶金過(guò)程中，材料不熔化，不與其他物質(zhì)的雜質(zhì)混合，在真空和還原氣氛中燒結(jié)，不怕被氧化或污染材料。因此產(chǎn)品純度更高。

　　4、材料的正確分配;粉末冶金法可以保證配料過(guò)程中原料的準(zhǔn)確性和均勻性。

　　5、大規(guī)模生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。粉末適用于加工各種形狀均勻的產(chǎn)品，如齒輪等。它的加工成本高，可以大大降低生產(chǎn)成本。

　　粉末冶金的缺點(diǎn):

　　1、粉末冶金產(chǎn)品的強(qiáng)韌性差;粉末壓縮后，其內(nèi)部氣孔無(wú)法完全消除，因此粉末冶金產(chǎn)品的強(qiáng)度和韌性不如鑄鍛件高。

　　2、粉末冶金不能生產(chǎn)大型產(chǎn)品。由于金屬粉末的流動(dòng)性不如熔融金屬，所以形狀和尺寸都有一定的限制，重量不超過(guò)10公斤。

　　3、模具制造成本高，只能用于批量生產(chǎn)。

　　粉末冶金的應(yīng)用

　　1：汽車(chē)領(lǐng)域

　　汽車(chē)領(lǐng)域的齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、汽車(chē)尾門(mén)、汽車(chē)雨刮等位置的粉末冶金工藝零配件。

　　2：數(shù)碼電子家電領(lǐng)域

　　智能手機(jī)、筆記本電腦、智能穿戴、家電等零配件的粉末冶金工藝應(yīng)用。

　　3：五金工具領(lǐng)域

　　鎖具、鎖舌、電動(dòng)工具、五金工具零配件都有采用粉末冶金成型技工藝。

　　4：通訊領(lǐng)域

　　基站通訊的齒輪箱、天線等零配件都有采用粉末冶金工藝。

　　5：醫(yī)療器械領(lǐng)域

　　醫(yī)療器械對(duì)于零配件的要求比較高，粉末冶金凈近成型技術(shù)就非常符合醫(yī)療器械零配件的應(yīng)用，精度更高，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更干凈衛(wèi)生。