粉(fen)末冶金工艺是当(dang)下(xia)制(zhi)造行(xing)业中(zhong)不可缺(que)少(shao)的技(ji)术(shu)之(zhi)一，在(zai)制造行业(ye)中发挥(hui)着举足(zu)轻(qing)重(zhong)的作(zuo)用(yong)。粉(fen)末冶(ye)金工(gong)艺也是材料(liao)制(zhi)备(bei)过(guo)程(cheng)中重要的技(ji)术(shu)，对于制备工艺材料(liao)性(xing)能也(ye)有很大的影响，对于(yu)材(cai)料的(de)导热性(xing)、耐磨(mo)性、热(re)电性(xing)等都(dou)有(you)影(ying)响。另外，粉末(mo)冶(ye)金(jin)工(gong)艺(yi)具(ju)有(you)独特(te)的机械(xie)和(he)物理(li)性(xing)能，是(shi)传(chuan)统工(gong)艺(yi)不具(ju)备(bei)的。同(tong)时，粉(fen)末冶(ye)金(jin)技术也是少有的(de)不需(xu)切削工(gong)艺(yi)的技(ji)术。
1、粉末(mo)冶金(jin)技术(shu)概(gai)述(shu)
粉(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)技术是现在工(gong)业生(sheng)产和材(cai)料(liao)制备(bei)过程中非常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)技术(shu)[1]。粉末(mo)冶(ye)金(jin)是(shi)制(zhi)取金属粉(fen)末的工艺或(huo)者是(shi)以(yi)金属粉末(mo)为(wei)原(yuan)材料(liao)，对金属粉(fen)末进行烧(shao)结、成形(xing)等(deng)工(gong)艺，制(zhi)造出金(jin)属材料或(huo)者(zhe)符(fu)合性材料(liao)的(de)技术。在技(ji)术工艺流(liu)程(cheng)上(shang)，粉(fen)末冶金技术与陶瓷(ci)生(sheng)产(chan)技(ji)术(shu)有些相(xiang)像(xiang)，两种技术都属(shu)于粉(fen)末烧(shao)结成形技术。所以，现在(zai)的粉末冶金技术有时(shi)也可以(yi)应用到陶(tao)瓷材(cai)料(liao)的(de)制备(bei)过程(cheng)中[2]。粉末冶(ye)金技(ji)术与传统工艺(yi)相(xiang)比(bi)更少(shao)的使用材(cai)料，从而降(jiang)低了(le)材料(liao)工艺的生产成本，对(dui)于(yu)现在的新(xin)材(cai)料的(de)制(zhi)备和(he)加(jia)工(gong)而(er)言(yan)有非常(chang)关键(jian)的(de)作(zuo)用(yong)。目前，工(gong)业(ye)生产(chan)对新材(cai)料有(you)了新的要(yao)求(qiu)，所以(yi)粉末冶金(jin)技术(shu)被(bei)应(ying)用于(yu)更(geng)多的(de)领(ling)域。例如，交(jiao)通(tong)建(jian)设(she)、机(ji)械(xie)制(zhi)造、航空(kong)航天制造、兵(bing)器生(sheng)产、生(sheng)物领域(yu)以及(ji)新能(neng)源领(ling)域。显(xian)然(ran)，在工(gong)业生产(chan)中(zhong)，粉(fen)末(mo)冶金(jin)技术(shu)已经(jing)占(zhan)有(you)了重要(yao)的位(wei)置(zhi)。
2、 粉末(mo)冶金(jin)技术的(de)特点
与(yu)传(chuan)统制(zhi)备(bei)工艺相(xiang)比，粉末(mo)冶(ye)金技术(shu)具有更(geng)节能，更省钱等(deng)优(you)势，对于制备材(cai)料(liao)的(de)各种性(xing)能(neng)也(ye)有不同(tong)程(cheng)度的影响，具(ju)有传统的熔(rong)铸工(gong)艺(yi)和(he)切(qie)削(xue)工艺(yi)不具(ju)备的(de)特点(dian)[3]。
1） 应(ying)用(yong)粉末冶金(jin)金(jin)属(shu)进(jin)行合成材(cai)料(liao)时，可以有(you)效(xiao)的(de)避免(mian)合(he)金过(guo)程(cheng)出现(xian)偏聚现象[4]。还(hai)可(ke)以(yi)有效的消除(chu)合金制造过程(cheng)中(zhong)出(chu)现(xian)的(de)粗(cu)大、不均(jun)匀(yun)的(de)组(zu)织结构(gou)。因为粉末(mo)冶(ye)金技术(shu)具有(you)这样的特点(dian)，所以在制备高性能稀土材料(liao)、稀(xi)土发过材(cai)料和新型技(ji)术(shu)材料的过程(cheng)中都要(yao)应(ying)用粉末(mo)冶金技术，从而(er)提(ti)升(sheng)生产材(cai)料(liao)的整体(ti)性能(neng)。
2） 粉末冶(ye)金(jin)技术(shu)能(neng)够(gou)使(shi)制备材(cai)料具(ju)有更好(hao)的(de)导(dao)电性(xing)能(neng)以及物理(li)性(xing)能(neng)，所以(yi)被(bei)更多(duo)的应用于制(zhi)备非(fei)晶(jing)、纳(na)米晶(jing)体和微(wei)晶等高性能非(fei)平衡(heng)材(cai)料(liao)的过程。
3） 粉(fen)末冶金技术的应用，在材料制备过(guo)程(cheng)中(zhong)可以(yi)让多(duo)种(zhong)材料(liao)有(you)效的(de)复(fu)合，并且材料复(fu)合(he)后还(hai)能(neng)够(gou)保持多(duo)种原材料的(de)独(du)有特性(xing)，使(shi)复合(he)材(cai)料(liao)的(de)性能(neng)更具(ju)多元(yuan)性(xing)，让制(zhi)备(bei)出(chu)的(de)复(fu)合(he)材(cai)料能够被更加(jia)广泛的(de)影(ying)响，提升了(le)复(fu)合材料的实用性[5]。
4)粉末(mo)冶(ye)金技(ji)术与传统的熔炼方(fang)法(fa)有(you)很大(da)的(de)区别(bie)，在新材料的制备(bei)过(guo)程(cheng)中(zhong)，可(ke)以使新材(cai)料具有新(xin)型特殊结(jie)构和新(xin)性能(neng)，所(suo)以在(zai)多孔(kong)生物(wu)材料生(sheng)产(chan)过(guo)程中(zhong)，更(geng)多(duo)的应(ying)用新型(xing)的(de)粉(fen)末冶金(jin)技(ji)术。
5） 粉末冶金(jin)技(ji)术(shu)能够(gou)很(hen)大(da)程度上(shang)减少生产资源(yuan)的(de)使(shi)用(yong)，也(ye)降低了生产(chan)能(neng)源的消耗(hao)，可以(yi)实现(xian)材料自动(dong)化批(pi)量生产，具(ju)有(you)着高效率的特点(dian)。
6） 粉末冶(ye)金(jin)技(ji)术是(shi)一项可以让(rang)材料再(zai)生的新技术(shu)，在(zai)材料制(zhi)备(bei)工(gong)艺中，可(ke)以(yi)使用(yong)废(fei)弃的(de)旧(jiu)金属(shu)作为原料，体(ti)现(xian)了粉末冶金技(ji)术的(de)环保(bao)特(te)点(dian)。
3、 粉(fen)末冶金工艺(yi)的基本(ben)工(gong)序
粉末(mo)冶(ye)金(jin)工(gong)艺分(fen)为(wei)粉(fen)末制(zhi)取、压(ya)制成(cheng)型、烧(shao)结(jie)和(he)后(hou)处(chu)理四部(bu)分流(liu)程，以(yi)下(xia)就(jiu)是这四(si)部分流程(cheng)的(de)具(ju)体实施(shi)步骤。
3.1 粉(fen)末(mo)的制(zhi)取(qu)
粉末(mo)制(zhi)取(qu)的(de)粉(fen)末冶(ye)金工艺实施(shi)的第一步，随着新材料(liao)在(zai)工业(ye)领域中的(de)不(bu)断(duan)应(ying)用，工(gong)业(ye)生(sheng)产对于(yu)材料的(de)性(xing)能(neng)要(yao)求越来越(yue)高，而新材(cai)料对于(yu)粉(fen)末(mo)的种类也就随(sui)之增(zeng)加(jia)[6]。而(er)为(wei)了满足工业生(sheng)产对(dui)粉(fen)末种(zhong)类(lei)的要(yao)求(qiu)，粉末(mo)制取(qu)的(de)方(fang)法(fa)也(ye)在不(bu)断(duan)的(de)改进(jin)，其(qi)中包括(kuo)将(jiang)金属(shu)固(gu)体制(zhi)成(cheng)粉(fen)末(mo)的(de)方法(fa)，也(ye)包(bao)括(kuo)将(jiang)液(ye)态金(jin)属制成粉末的工艺。而(er)固(gu)态(tai)金(jin)属(shu)与(yu)合金(jin)或(huo)者金属(shu)化合(he)物(wu)制作成(cheng)粉(fen)末的(de)方法(fa)主(zhu)要包(bao)括(kuo)，机械粉碎方(fang)法和电化腐蚀(shi)方法。另(ling)外(wai)，将液(ye)态金属(shu)制成(cheng)粉末的方法(fa)主(zhu)要是雾(wu)化法。最(zui)后(hou)，将气(qi)态金属(shu)或者化(hua)合物制作(zuo)成粉末(mo)的方法主(zhu)要包括(kuo)蒸(zheng)汽冷凝法和(he)碳(tan)基(ji)热(re)理解(jie)法(fa)。从各种(zhong)方法的(de)应用类(lei)别上划(hua)分(fen)主(zhu)要(yao)是机(ji)械(xie)法(fa)和(he)物理(li)法(fa)，将金属(shu)制(zhi)成(cheng)粉(fen)末。
3.2 粉(fen)末制成坯块
粉(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)工艺的(de)第二部分(fen)流(liu)程(cheng)就(jiu)是(shi)坯(pi)块(kuai)的烧(shao)结[7]。在(zai)成型工艺流程(cheng)中，主(zhu)要的(de)目的(de)是(shi)为(wei)了使(shi)粉(fen)末状(zhuang)金属(shu)成(cheng)为具有一定(ding)尺(chi)寸(cun)和形(xing)状(zhuang)的(de)压坯，并(bing)通(tong)过压制工(gong)艺使坯块具有一(yi)定的密度(du)和(he)强度。在制(zhi)作(zuo)坯(pi)块(kuai)的过(guo)程中(zhong)，通(tong)常都(dou)会(hui)采(cai)用加(jia)压(ya)成(cheng)型(xing)和无(wu)压(ya)成型(xing)两种(zhong)方(fang)法(fa)。另外(wai)，还可以(yi)使用3D打(da)印技(ji)术(shu)进(jin)行(xing)坯(pi)块制作(zuo)3.3 坯(pi)块烧(shao)结过程(cheng)
坯块制成之后，就(jiu)要进行(xing)坯(pi)块(kuai)烧结工艺，坯(pi)块(kuai)烧结(jie)流程(cheng)是(shi)粉(fen)末(mo)冶(ye)金工艺(yi)中(zhong)最为(wei)关键的(de)工序之(zhi)一。在(zai)坯块(kuai)制(zhi)作(zuo)成型(xing)之(zhi)后在(zai)进(jin)行烧(shao)结工(gong)作(zuo)，通(tong)过(guo)烧(shao)结过程(cheng)使(shi)坯块(kuai)具(ju)有一(yi)定(ding)的物理(li)性能(neng)。坯(pi)块烧(shao)结(jie)过程，分为(wei)单元系(xi)烧结和多(duo)元系烧(shao)结两种(zhong)模(mo)式(shi)。其中多元系(xi)烧(shao)结(jie)可以采用固相烧(shao)结和(he)液(ye)相烧结两(liang)种方法而(er)单(dan)元(yuan)系烧(shao)结则(ze)只(zhi)可(ke)以采用固相烧(shao)结方法。当(dang)单(dan)元系(xi)烧(shao)结和(he)多元系(xi)烧结(jie)同时采(cai)用固(gu)相(xiang)烧(shao)结方(fang)法(fa)时，烧结(jie)温度比(bi)所有(you)金(jin)属的(de)熔(rong)点要低(di)。而在多(duo)元(yuan)系在(zai)进(jin)行(xing)液(ye)相(xiang)烧结是，烧(shao)结温(wen)度要(yao)低(di)于(yu)难熔金(jin)属(shu)熔点并(bing)且(qie)高(gao)于易熔金属(shu)熔(rong)点。而(er)除(chu)了(le)普通的烧(shao)结方式(shi)之外，还(hai)有(you)一(yi)些(xie)特(te)殊的烧结(jie)方(fang)法(fa)。例如(ru)，松装烧结(jie)方(fang)法(fa)、熔浸(jin)法(fa)以及(ji)热(re)压(ya)法(fa)。
3.4 产品后处(chu)理流(liu)程(cheng)
粉(fen)末冶(ye)金(jin)工(gong)艺的(de)最(zui)后一(yi)步工序(xu)是(shi)产(chan)后处(chu)理(li)工(gong)艺，产(chan)后处(chu)理工(gong)艺(yi)也十分重要。产后(hou)处(chu)理(li)工(gong)作(zuo)流程要根据(ju)材(cai)料要求(qiu)进行。不同(tong)的(de)产(chan)品(pin)需(xu)求，需(xu)要运(yun)用到不同的后处理工(gong)艺，以(yi)保(bao)证材料(liao)的性(xing)能状(zhuang)态。一般情况下(xia)，在(zai)进(jin)行烧结工艺之(zhi)后，可(ke)以(yi)采用(yong)精(jing)整(zheng)、浸(jin)油、机加(jia)工(gong)、热处理或者(zhe)电镀工(gong)艺(yi)记(ji)行后(hou)处理流程(cheng)，这些都(dou)是产品后(hou)处(chu)理(li)流(liu)程(cheng)常用(yong)的(de)处理(li)方法(fa)。除(chu)此(ci)之外，还(hai)可(ke)以采(cai)用必(bi)要(yao)的轧(ya)制和锻(duan)造(zao)等(deng)新(xin)型(xing)工(gong)艺(yi)手(shou)法进行粉(fen)末(mo)冶金(jin)工艺(yi)的(de)后处理(li)流(liu)程(cheng)。
4、粉末性(xing)能
粉(fen)末性(xing)能(neng)一般包括(kuo)粉末(mo)的(de)几(ji)何性(xing)能、化学性(xing)能、力学(xue)性(xing)能(neng)、物理性能以(yi)及表(biao)面特性(xing)能。而其中几(ji)何(he)性能包括(kuo)了粉(fen)末(mo)的粒(li)度和(he)形(xing)状(zhuang)。化学(xue)性能包括(kuo)材(cai)料的化(hua)学(xue)成分(fen)以及(ji)纯度。力(li)学性能(neng)包(bao)括(kuo)流动(dong)性、压缩(suo)性(xing)以及松(song)装密度等。而物理和表面特(te)性(xing)则(ze)包括了(le)真(zhen)实度，光泽(ze)以(yi)及表(biao)面活性等。金属粉(fen)末的(de)性能直(zhi)接(jie)关系和(he)影响(xiang)着(zhe)制备工(gong)艺材(cai)料的相关(guan)性(xing)能(neng)。
4.1 粉末(mo)的几何性(xing)能(neng)
粉(fen)末(mo)的几(ji)何(he)性能(neng)包(bao)括(kuo)粒(li)度和形(xing)状。其中，粒度(du)性(xing)能直接(jie)关系(xi)着(zhe)粉(fen)末(mo)加工成(cheng)型(xing)并(bing)且影(ying)响(xiang)着产品(pin)的(de)最终(zhong)性(xing)能。粉末的几(ji)何(he)粒度性(xing)能(neng)直接决定(ding)着(zhe)某些制备工(gong)艺材(cai)料(liao)的性(xing)能(neng)。例如(ru)，过滤(lv)材料(liao)的性(xing)能(neng)。将过滤材(cai)料原始粉(fen)末的粒度(du)除(chu)以10就可以得(de)到(dao)过滤精(jing)度，这(zhe)就说明(ming)过滤(lv)材料的(de)性(xing)能直接受(shou)到粉末性能(neng)影(ying)响(xiang)。另(ling)外，WC相(xiang)的晶粒直(zhi)接关系(xi)硬质合金产品(pin)的性(xing)能，采用粒度较细(xi)的(de)WC原(yuan)材料(liao)才(cai)能够生产(chan)出(chu)细(xi)晶粒(li)度(du)的(de)硬(ying)质(zhi)合(he)金。一般情(qing)况(kuang)下(xia)，生产(chan)过(guo)程中(zhong)使(shi)用(yong)的金属(shu)粉(fen)末。粒(li)度(du)在几百纳米到几百(bai)微(wei)米(mi)范围内(nei)。粉(fen)末(mo)的(de)粒度(du)越(yue)小，相反(fan)材(cai)料活(huo)性越大，材料(liao)表(biao)面(mian)更容易受到氧(yang)化。当粉末(mo)的粒(li)度(du)达到(dao)几百(bai)纳米(mi)时(shi)，就会给(gei)粉末(mo)的存(cun)储工(gong)作(zuo)带来一(yi)定(ding)的(de)麻(ma)烦，这样粒(li)度的粉(fen)末非常(chang)不(bu)容(rong)易(yi)运(yun)输(shu)或者(zhe)储藏。
一旦(dan)粉末的(de)粒(li)度(du)达(da)到(dao)一定的程(cheng)度(du)，就(jiu)会(hui)使(shi)整(zheng)个粉末的(de)物理性能(neng)也(ye)发(fa)生改变。例(li)如，当磁性粉(fen)的(de)粒度小(xiao)到一(yi)定程度时(shi)，磁(ci)性(xing)粉的物理(li)性能发生改(gai)变，变(bian)成(cheng)而(er)来(lai)超(chao)顺(shun)磁性粉。而(er)超顺磁性粉的(de)熔点(dian)也(ye)有(you)一(yi)定(ding)程度的(de)减(jian)少(shao)。
粉末(mo)几(ji)何(he)性(xing)能的(de)第(di)二(er)种是颗粒形(xing)状(zhuang)。颗粒形(xing)状(zhuang)的不(bu)同(tong)是(shi)由于(yu)不同(tong)的制(zhi)粉(fen)方法。运用不同的(de)制粉(fen)方法就(jiu)会(hui)产生不(bu)同的(de)粉末(mo)形(xing)状。例如(ru)，通(tong)过(guo)电(dian)解法(fa)制(zhi)作粉末(mo)，得到的粉末(mo)颗粒呈树(shu)枝(zhi)状(zhuang)。而(er)采用(yong)还(hai)原(yuan)方法(fa)制作(zuo)粉末(mo)。铁(tie)粉颗粒则(ze)呈(cheng)现(xian)海绵状。当采(cai)用(yong)气(qi)体物(wu)化(hua)法制作而(er)成的(de)粉末，一般(ban)情况(kuang)下都(dou)会呈现(xian)球(qiu)状粉(fen)末(mo)。除(chu)了(le)这(zhe)些(xie)之外，粉末的(de)颗(ke)粒(li)形(xing)状还包括盘(pan)状(zhuang)、针(zhen)状以及(ji)洋葱头(tou)状等。粉(fen)末的颗粒(li)形(xing)状将(jiang)会(hui)直接影(ying)响(xiang)到(dao)粉(fen)末本(ben)身的流(liu)动性和松(song)装密(mi)度(du)，这(zhe)些都属于力学(xue)性能。换言(yan)之，粉末形状特性(xing)对粉末的(de)力(li)学(xue)性能也有一(yi)定(ding)的(de)联(lian)系(xi)。比(bi)如说(shuo)树(shu)枝状(zhuang)颗粒(li)压制坯(pi)强(qiang)度(du)相(xiang)对(dui)而言(yan)比(bi)有(you)规(gui)则的粉(fen)末(mo)强(qiang)度(du)大(da)。
4.2 粉末的力学(xue)性能(neng)
某种(zhong)角(jiao)度而(er)言(yan)，粉末(mo)的力(li)学(xue)性能(neng)就(jiu)是(shi)粉末的工(gong)艺(yi)性能，粉(fen)末(mo)力学性(xing)能(neng)使粉末(mo)冶(ye)金(jin)工(gong)艺中的重(zhong)要(yao)性能(neng)，也(ye)是粉(fen)末(mo)冶金技(ji)术(shu)重(zhong)要(yao)参数(shu)。在(zai)粉末采(cai)用(yong)容积法进行(xing)压制(zhi)成(cheng)型的过程(cheng)中(zhong)，一定(ding)要(yao)参考粉(fen)末的松装(zhuang)密度(du)进行(xing)。而(er)粉(fen)末对(dui)压模(mo)的填(tian)充速(su)度以及压机(ji)的(de)生产(chan)能力是(shi)由(you)粉末(mo)的流动(dong)性(xing)决定。而压坯(pi)的强度也是由粉末(mo)的(de)成形性(xing)所影(ying)响(xiang)。
4.3 粉(fen)末的(de)化学性能(neng)
原(yuan)材(cai)料的(de)化(hua)学(xue)纯(chun)度(du)和(he)制粉方法决(jue)定着(zhe)粉(fen)末(mo)的化学性(xing)能(neng)。当(dang)原材(cai)料(liao)中氧(yang)含(han)量比较(jiao)高(gao)，就(jiu)会(hui)导(dao)致(zhi)粉(fen)末(mo)压(ya)制(zhi)性(xing)能(neng)变(bian)低，压坯(pi)的轻(qing)度(du)变小。所以，在粉末冶金技(ji)术(shu)使(shi)用中(zhong)，对氧含(han)量的标准(zhun)有(you)一(yi)定(ding)的(de)要(yao)求。粉末(mo)氧含(han)量的(de)标准，一(yi)般在(zai)0.2%~1.6%之间(jian)。
5、粉(fen)末冶金(jin)工(gong)艺对制(zhi)备(bei)工艺的材料性能的(de)影响(xiang)
5.1 对(dui)材料(liao)物(wu)理(li)性(xing)能(neng)的影(ying)响
粉末(mo)冶(ye)金工艺(yi)对(dui)制备(bei)工艺(yi)材(cai)料的物理性能(neng)有(you)重(zhong)要(yao)的影(ying)响。在(zai)粉(fen)末(mo)冶金(jin)过(guo)程(cheng)中(zhong)，粉末(mo)的(de)性(xing)能与制备(bei)材(cai)料的性能有直接(jie)的关(guan)系(xi)[8]。粉(fen)末(mo)性能一(yi)般(ban)包括(kuo)粉末力度和粒度，而(er)这(zhe)两种(zhong)性能(neng)与(yu)粉(fen)末(mo)的制(zhi)取方(fang)法和制取(qu)条(tiao)件有(you)很(hen)大(da)的(de)关系。粉(fen)末的粒(li)度在(zai)压(ya)制和烧(shao)结(jie)过程中(zhong)受(shou)到的影响(xiang)，将会影响(xiang)材(cai)料的最(zui)终(zhong)性能(neng)。另(ling)外(wai)，粉(fen)末(mo)的(de)松装密度也(ye)可(ke)能会(hui)对(dui)材(cai)料的物(wu)理性能造(zao)成一定的影响(xiang)。材料(liao)的(de)松装密(mi)度(du)，指(zhi)的就(jiu)是粉(fen)末(mo)材(cai)料在(zai)填(tian)满规定(ding)容(rong)器时(shi)，单(dan)位(wei)容(rong)积内粉末的(de)数量。而材(cai)料(liao)的流动(dong)性能主(zhu)要指(zhi)的(de)是(shi)在标(biao)准流苏漏斗中流(liu)出50g 粉末所需要(yao)的(de)时(shi)间。一般情况(kuang)下，可以(yi)采(cai)用(yong)Hall流(liu)速(su)计(ji)量器对(dui)粉(fen)末(mo)的(de)松(song)装密度(du)和流(liu)动(dong)性(xing)进行(xing)测量(liang)。通(tong)过(guo)制备(bei)工(gong)艺(yi)材料性(xing)能研(yan)究(jiu)发现(xian)，非单一(yi)颗粒(li)组成(cheng)的粉末(mo)压(ya)坯(pi)物(wu)理(li)性能更(geng)好(hao)。因为(wei)在(zai)粉(fen)末工(gong)艺(yi)进行(xing)压制(zhi)的过程中(zhong)，小颗(ke)粒粉末更(geng)容(rong)易(yi)发(fa)生移(yi)动，可(ke)以对大(da)颗粒的(de)缝(feng)隙(xi)空间(jian)进(jin)行(xing)补(bu)充，所以(yi)这(zhe)一点原(yuan)因就导致粉末(mo)粒(li)度较传(chuan)统粉(fen)末(mo)更宽(kuan)，物理性能(neng)也(ye)会更(geng)好。
5.2 对材(cai)料压(ya)制(zhi)性(xing)能的(de)影响
制(zhi)备(bei)工艺(yi)材(cai)料的压制(zhi)性主要(yao)体现在(zai)两个(ge)方面(mian)，一方(fang)面是材(cai)料的(de)压(ya)缩性以(yi)及(ji)成(cheng)形性。材(cai)料(liao)的(de)压(ya)缩(suo)性(xing)能(neng)主要(yao)指(zhi)的(de)是(shi)材料(liao)在压(ya)力增加(jia)的情(qing)况(kuang)被压(ya)缩(suo)的整(zheng)体(ti)程度(du)[9]。而材(cai)料的(de)成(cheng)形性(xing)指的(de)是当材料被(bei)压缩(suo)形(xing)成一定的(de)形状，并且在之后的(de)工业生产(chan)或(huo)者加(jia)工中(zhong)受(shou)到(dao)压(ya)力(li)而保持(chi)原(yuan)状(zhuang)的(de)能(neng)力。一般(ban)情况(kuang)下，材(cai)料的压(ya)缩(suo)性能可以用(yong)生(sheng)胚(pei)密(mi)度(du)来进(jin)行(xing)表示(shi)粉(fen)末(mo)的(de)颗(ke)粒(li)形状(zhuang)、粉(fen)末(mo)的密度以(yi)及粉末的硬度(du)这(zhe)些(xie)几何(he)性(xing)能(neng)和物理(li)性能直(zhi)接(jie)决定着(zhe)材(cai)料(liao)的压(ya)缩(suo)性能(neng)。一(yi)般(ban)情(qing)况(kuang)下(xia)，软金(jin)属压(ya)制(zhi)性要(yao)好(hao)于硬(ying)金属材(cai)料(liao)的(de)压(ya)制性。普(pu)通(tong)制备材料的(de)粉末(mo)体(ti)都(dou)具(ju)有(you)比(bi)较高(gao)的孔隙度(du)，这种(zhong)情况(kuang)进行(xing)压缩(suo)，就(jiu)会导致(zhi)材料中(zhong)颗(ke)粒(li)拱桥效(xiao)应(ying)被(bei)破(po)坏，使材(cai)料(liao)内(nei)的粉末颗(ke)粒(li)进行(xing)位(wei)置重排，使材(cai)料内的粉(fen)末颗(ke)粒(li)接(jie)触(chu)更加紧密(mi)并且(qie)填(tian)满了孔隙。材(cai)料颗粒在压缩情(qing)况(kuang)的(de)位(wei)移(yi)情(qing)况如图1所(suo)示。
在(zai)压缩过程中(zhong)，压力变(bian)大颗(ke)粒(li)位(wei)移(yi)现象(xiang)也(ye)就(jiu)越大，而最后(hou)材料(liao)的(de)密度也会(hui)随之(zhi)增(zeng)加。
5.3 对(dui)材(cai)料(liao)烧(shao)结(jie)性(xing)能(neng)的影(ying)响(xiang)
粉末(mo)冶金工艺对于(yu)材(cai)料(liao)烧(shao)结(jie)性(xing)能也具有一定的影(ying)响(xiang)。金属(shu)粉(fen)末在(zai)进(jin)行(xing)烧结(jie)过(guo)程照(zhao)顾(gu)要受(shou)到烧(shao)结(jie)气(qi)体(ti)的影(ying)响[10]。在(zai)烧(shao)结(jie)气体的作用(yong)下，可以(yi)带走(zou)粉末(mo)在(zai)烧结(jie)炉(lu)中(zhong)产(chan)生(sheng)的(de)某(mou)些产物，同(tong)时烧结(jie)气(qi)体还(hai)可(ke)以防(fang)治烧结过(guo)程(cheng)中(zhong)出(chu)现不良反应(ying)，保证烧结过程(cheng)的(de)顺利完成(cheng)。而(er)在(zai)金(jin)属(shu)粉(fen)末(mo)进行(xing)烧(shao)结(jie)的(de)过程(cheng)中(zhong)，烧(shao)结气(qi)体起(qi)到了(le)相(xiang)当(dang)关键(jian)的(de)作(zuo)用(yong)。例(li)如，铝(lv)合金粉(fen)末在烧结(jie)过(guo)程中(zhong)加(jia)入一定量(liang)的氮(dan)气，就(jiu)能(neng)够限(xian)制(zhi)薄(bao)膜的扩展。由(you)于铝合金(jin)在(zai)氮气(qi)的作(zuo)用(yong)下(xia)形成氧(yang)化铝从而防止(zhi)了(le)薄膜(mo)的(de)产(chan)生。在铝(lv)和氮的(de)氧(yang)化(hua)过程中生(sheng)长(zhang)了氧(yang)化铝，而(er)在(zai)氧化铝(lv)形(xing)成(cheng)的过程(cheng)中会释(shi)放(fang)一(yi)定的(de)热(re)能，从而促(cu)进材(cai)料局(ju)部(bu)产生熔(rong)化(hua)。这(zhe)种局部熔化的现(xian)象(xiang)能够(gou)很(hen)大程度上(shang)促(cu)进(jin)液(ye)相烧(shao)结(jie)方(fang)式进行(xing)。例(li)如，氢气(qi)是一种还(hai)原(yuan)性(xing)相对较强的气体，在铁基粉(fen)进(jin)行(xing)烧(shao)结的(de)过程(cheng)中(zhong)，使(shi)用氢(qing)气可以有效(xiao)的(de)提(ti)升材(cai)料(liao)烧(shao)结(jie)性能(neng)。一方(fang)面(mian)，在(zai)烧结(jie)过(guo)程(cheng)中加入(ru)氢气可(ke)以有(you)效的(de)防治氧化(hua)现(xian)象(xiang)的发生。而另(ling)一方(fang)面，加(jia)入一定量(liang)的氢气还(hai)可以起到(dao)还(hai)原氧(yang)化物的(de)现(xian)象。为了研究(jiu)粉末(mo)冶(ye)金(jin)工(gong)艺(yi)对(dui)烧(shao)结(jie)性能(neng)的(de)影(ying)响(xiang)可(ke)以做(zuo)以下(xia)实(shi)验。首先，将压制(zhi)成形的金属(shu)粉末(mo)放(fang)置在(zai)管(guan)式烧(shao)结炉(lu)内。其(qi)次(ci)，分(fen)别高纯(chun)度的(de)氮气、氩气(qi)和(he)分解氨排放至(zhi)炉(lu)内(nei)。其(qi)三，迅速升温(wen)至烧(shao)结(jie)温(wen)度(du)，保(bao)持(chi)烧(shao)结温度进行(xing)烧结(jie)。其四(si)，在烧(shao)结完毕后(hou)等待烧(shao)结炉(lu)冷(leng)却(que)。其(qi)五(wu)，烧结炉冷却(que)后(hou)将(jiang)炉内的(de)烧(shao)结(jie)材料(liao)取(qu)出(chu)。最后，对(dui)烧(shao)结材料(liao)的性(xing)能进行(xing)检(jian)测(ce)和记录，分(fen)贝检测(ce)材(cai)料(liao)的密度、规(gui)格、硬度(du)性能、拉(la)伸性能以(yi)及(ji)断口(kou)外貌。记(ji)录(lu)下个数据进行具体的研究。
表1为(wei)不同(tong)烧(shao)结气(qi)氛下样品(pin)的密(mi)度(du)及硬度(du)计(ji)划(hua)表。
6、结(jie)语
粉末(mo)冶(ye)金工艺行业(ye)发展也有十多(duo)的(de)历史，对(dui)于制(zhi)备材料工(gong)艺的(de)压(ya)制(zhi)性(xing)能、烧(shao)结性能(neng)以(yi)及(ji)物理(li)性(xing)能(neng)都有(you)着重要(yao)的影(ying)响。而(er)在今(jin)后的工业生产中，粉末(mo)冶金工艺(yi)将会更加广(guang)泛(fan)的应用，为(wei)制备工艺材(cai)料(liao)的质量做好保证。
参(can)考文(wen)献
[1] 樊建中，左(zuo)涛，肖(xiao)伯(bo)律，等.高能球磨粉(fen)末(mo)冶金(jin)制(zhi)备(bei)工艺对(dui)15%SiCp/2009Al复(fu)合(he)材(cai)料性能(neng)的(de)影响[J].复合(he)材料学(xue)报(bao)，2004（4）:92-98.
[2] 林均品(pin)，张勇，陈国良.制备(bei)工艺对(dui)氮(dan)化硅(gui)泡沫(mo)陶(tao)瓷组织和(he)性(xing)能的(de)影响[J].粉(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)技术(shu)，2001（1）:24-27.
[3] 张志伟，陈(chen)敬(jing)超，张昆华(hua)，等.制(zhi)备工(gong)艺对Ag/SnO2材料(liao)力学性能(neng)的(de)影(ying)响(xiang)[J].材(cai)料(liao)科学与(yu)工程(cheng)学(xue)报(bao)，2007，25（4）:562-565.
[4] 邢(xing)志(zhi)波，李(li)敬锋.AgSn18SbTe20无铅中温热(re)电(dian)材(cai)料的粉(fen)末冶金(jin)法(fa)制备工(gong)艺(yi)及其(qi)对(dui)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)响(xiang)[C].第十(shi)八(ba)届全国(guo)高技术(shu)陶瓷(ci)学(xue)术(shu)年(nian)会，2014.
[5] 余亚(ya)岚(lan).粉末(mo)冶金受(shou)电弓(gong)滑板材(cai)料的(de)制(zhi)备(bei)工艺(yi)及(ji)性能(neng)研(yan)究(jiu)[D].合(he)肥(fei)：合肥(fei)工业大学(xue)，2015.
[6] 彭(peng)和思(si).粉(fen)末(mo)冶金法制备(bei)Co-Cr-W合金(jin)工(gong)艺(yi)及(ji)组(zu)织性(xing)能的(de)研(yan)究[D].兰(lan)州：兰州(zhou)理(li)工大(da)学，2016.
[7] 王(wang)松，张吉明(ming)，刘(liu)满(man)门，等.制(zhi)备工(gong)艺对AgSnO2（8）In2O3（4）电(dian)接(jie)触(chu)材料组织与(yu)性(xing)能的(de)影响[J].稀(xi)有金(jin)属(shu)与(yu)硬质(zhi)合(he)金，2015（2）:45-49.
[8] 黎俊(jun)初(chu)，王(wang)晗(han)，郭训忠，等.热处(chu)理工艺对(dui)热等(deng)静压(ya)制(zhi)备的TC4钛(tai)合(he)金(jin)性(xing)能(neng)的影响(xiang)[C]//2007.
[9] 武田(tian)义信，韩(han)凤(feng)麟.高性(xing)能(neng)粉(fen)末冶金材(cai)料(liao)与其(qi)制(zhi)造工(gong)艺的开(kai)发[J].粉末冶(ye)金(jin)技术，2006（6）:467-473.
[10] 郑(zheng)兆明.粉末冶(ye)金法(fa)制备泡沫(mo)铝(lv)材(cai)料的(de)工(gong)艺研究[D].武汉(han)：华中科(ke)技大(da)学(xue)，2004.
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