粉末的化学成分及功能
尺度小于1mm的离散颗粒的集合体一般称为粉末，其计量单位一般是以微米(μm)或纳米(nm)。
1.粉末的化学成分
常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超越1%～2%，否则会影响制品的质量。
2.粉末的物理功能
⑴粒度及粒度散布
粉猜中能分隔并独立存在的最小实体为单颗粒。实践的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。图7.1.1描绘了由若干一次颗粒集合成二次颗粒的景象。实践的粉末颗粒体中不同尺度所占的百分比即为粒度散布。
⑵颗粒形状
即粉末颗粒的外观几许形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以经过显微镜的调查断定。
⑶比表面积
即单位质量粉末的总表面积，可经过实践测定。比表面积巨细影响着粉末的表面能、表面吸附及凝集等表面特性。
3.粉末的工艺功能
粉末的工艺功能包含活动性、填充特性、紧缩性及成形性等。
⑴填充特性
指在没有外界条件下，粉末自在堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表明。粉末的填充特性与颗粒的巨细、形状及表面性质有关。
⑵活动性
指粉末的活动才能，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时刻表明。活动性受颗粒粘附效果的影响。
⑶紧缩性
表明粉末在约束进程中被压紧的才能，用规则的单位压力下所到达的压坯密度表明，在标准模具中,规则的光滑条件下测定。影响粉末紧缩性的要素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的紧缩性好;颗粒的形状和结构也影响粉末的紧缩性。
⑷成形性指粉末约束后，压坯坚持既定形状的才能，用粉末可以成形的最小单位约束压力表明，或用压坯的强度来衡量。成形性受颗粒形状和结构的影响。
粉末冶金的机理
1.约束的机理
约束就是在外力效果下，将模具或其它容器中的粉末严密压实成预订形状和尺度压坯的工艺进程。钢模冷压成形进程如图7.1.2所示。粉末装入阴模,经过上下模冲对其施压。在紧缩进程中，跟着粉末的移动和变形，较大的空地被填充，颗粒表面的氧化膜破碎，颗粒直接触面积增大，使原子间发作吸引力且颗粒间的机械楔合效果增强，然后构成具有必定密度和强度的压坯。
2.等静约束
压力直接效果在粉末体或弹性模套上，使粉末体在同一时刻内各个方向上均衡受压而取得密度散布均匀和强度较高的压坯的进程。按其特性分为冷等静约束和热等静约束两大类。
⑴冷等静约束
即在室温劣等静约束，液体为压力传递前言。将粉末体装入弹性模具内，置于钢体密封容器内，用高压泵将液体压入容器，使用液体均匀传递压力的特性，使弹性模具内的粉末体均匀受压。因而，冷等静约束压坯密度高，较均匀，力学功能较好，尺度大且形状杂乱，已用于棒材、管材和大型制品的出产。
⑵热等静约束
把粉末压坯或装入特制容器内的粉末体置入热等静压机高压容器中，施以高温文高压，使这些粉末体被约束和烧结成细密的零件或材料的进程。在高温下的等静约束，可以激活分散和蠕变现象的发作，促进粉末的原子分散和再结晶及以极缓慢的速率进行塑性变形，气体为压力传递前言。粉末体在等静压高压容器内同一时刻饱尝高温文高压的联合效果，强化了约束与烧结进程，制品的约束压力和烧结温度均低于冷等静约束，制品的细密度和强度高，且均匀共同，晶粒细微，力学功能高，消除了材料内部颗粒间的缺点和孔隙，形状和尺度不受约束。但热等静压机报价高，出资大。热等静约束已用于粉末高速钢、难熔金属、高温合金和金属陶瓷等制品的出产。
3.粉末轧制
将粉末经过漏斗喂入一对旋转轧辊之间使其压实成接连带坯的办法。将金属粉末经过一个特制的漏斗喂入滚动的轧辊缝中，可轧出具有必定厚度、长度接连、强度适合的板带坯料。这些坯体经预烧结、烧结，再轧制加工及热处理等工序，就可制成具有必定孔隙度的、细密的粉末冶金板带材。粉末轧制制品的密度比较高，制品的长度原则上不受约束，轧制制品的厚度和宽度会遭到轧辊的约束;成材率高为80%～90%，熔铸轧制的仅为60%或更低。粉末轧制适用于出产多孔材料、冲突材料、复合材料和硬质合金等的板材及带材。
4.粉浆浇注
是金属粉末在不施加外力的情况下成形的，行将粉末加水或其它液体及悬浮剂调制成粉浆，再注入石膏模内，使用石膏模汲取水分使之枯燥后成形。常用的悬浮剂有聚乙烯醇、甘油、藻肮酸钠等，效果是避免成形颗粒集合，改进潮湿条件。为确保构成安稳的胶态悬浮液，颗粒尺度不大于5μm～10μm，粉末在悬浮液中的质量含量为40%～70%。粉浆成形工艺拜见本书6.2.2。
5.揉捏成形
将置于揉捏筒内的粉末、压坯或烧结体经过规则的模孔压出。依照揉捏条件不同，分为冷揉捏和热揉捏。冷揉捏是把金属粉末与必定量的有机粘结剂混合在较低温度下(40℃～200℃)揉捏成坯块;粉末热揉捏是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热揉捏法可以制取形状杂乱、功能优秀的制品和材料。揉捏成形设备简略，出产率高，可取得长度方向密度均匀的制品。
揉捏成形能揉捏出壁很薄直经很小的微形小管，如厚度仅0.01mm，直径1mm的粉末冶金制品;可揉捏形状杂乱、物理力学功能优秀的细密粉末材料，如烧结铝合金及高温合金。挤约束品的横向密度均匀，出产接连性高，因而，多用于截面较简略的条、棒和螺旋形条、棒(如麻花钻等)。
6.松装烧结成形
粉末未经约束而直接进行烧结，如将粉末装入模具中振实，再连同模具一同入炉烧结成形，用于多孔材料的出产;或将粉末均匀松装于芯板上，再连同芯板一同入炉烧结成形，再经复压或轧制到达所需密度，用于制动冲突片及双金属材料的出产。
将置于揉捏筒内的粉末、压坯或烧结体经过规则的模孔压出。依照揉捏条件不同，分为冷揉捏和热揉捏。冷揉捏是把金属粉末与必定量的有机粘结剂混合在较低温度下(40℃～200℃)揉捏成坯块;粉末热揉捏是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热揉捏法可以制取形状杂乱、功能优秀的制品和材料。揉捏成形设备简略，出产率高，可取得长度方向密度均匀的制品。
7.爆破成形
借助于爆破波的高能量使粉末固结的成形办法。爆破成形的特点是爆破时发作压力很高，施于粉末体上的压力速度极快。如爆破后，在几微秒时刻内发作的冲击压力可达106MPa(相当于107个大气压)，比压力机上约束粉末的单位压力要高几百倍至几千倍。爆破成形约束压坯的相对密度极高，强度极佳。如用爆破约束电解铁粉，压坯的密度挨近纯铁体的理论密度值。
爆破成形可加工普通约束和烧结工艺难以成形的材料，如难熔金属、高合金材料等，还可约束普通压力无法约束的大型压坯。
除上述办法外，还有打针成形及热等静约束新技术等新的成形办法。
尺度小于1mm的离散颗粒的集合体一般称为粉末，其计量单位一般是以微米(μm)或纳米(nm)。
1.粉末的化学成分
常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超越1%～2%，否则会影响制品的质量。
2.粉末的物理功能
⑴粒度及粒度散布
粉猜中能分隔并独立存在的最小实体为单颗粒。实践的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。图7.1.1描绘了由若干一次颗粒集合成二次颗粒的景象。实践的粉末颗粒体中不同尺度所占的百分比即为粒度散布。
⑵颗粒形状
即粉末颗粒的外观几许形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以经过显微镜的调查断定。
⑶比表面积
即单位质量粉末的总表面积，可经过实践测定。比表面积巨细影响着粉末的表面能、表面吸附及凝集等表面特性。
3.粉末的工艺功能
粉末的工艺功能包含活动性、填充特性、紧缩性及成形性等。
⑴填充特性
指在没有外界条件下，粉末自在堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表明。粉末的填充特性与颗粒的巨细、形状及表面性质有关。
⑵活动性
指粉末的活动才能，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时刻表明。活动性受颗粒粘附效果的影响。
⑶紧缩性
表明粉末在约束进程中被压紧的才能，用规则的单位压力下所到达的压坯密度表明，在标准模具中,规则的光滑条件下测定。影响粉末紧缩性的要素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的紧缩性好;颗粒的形状和结构也影响粉末的紧缩性。
⑷成形性指粉末约束后，压坯坚持既定形状的才能，用粉末可以成形的最小单位约束压力表明，或用压坯的强度来衡量。成形性受颗粒形状和结构的影响。
粉末冶金的机理
1.约束的机理
约束就是在外力效果下，将模具或其它容器中的粉末严密压实成预订形状和尺度压坯的工艺进程。钢模冷压成形进程如图7.1.2所示。粉末装入阴模,经过上下模冲对其施压。在紧缩进程中，跟着粉末的移动和变形，较大的空地被填充，颗粒表面的氧化膜破碎，颗粒直接触面积增大，使原子间发作吸引力且颗粒间的机械楔合效果增强，然后构成具有必定密度和强度的压坯。
2.等静约束
压力直接效果在粉末体或弹性模套上，使粉末体在同一时刻内各个方向上均衡受压而取得密度散布均匀和强度较高的压坯的进程。按其特性分为冷等静约束和热等静约束两大类。
⑴冷等静约束
即在室温劣等静约束，液体为压力传递前言。将粉末体装入弹性模具内，置于钢体密封容器内，用高压泵将液体压入容器，使用液体均匀传递压力的特性，使弹性模具内的粉末体均匀受压。因而，冷等静约束压坯密度高，较均匀，力学功能较好，尺度大且形状杂乱，已用于棒材、管材和大型制品的出产。
⑵热等静约束
把粉末压坯或装入特制容器内的粉末体置入热等静压机高压容器中，施以高温文高压，使这些粉末体被约束和烧结成细密的零件或材料的进程。在高温下的等静约束，可以激活分散和蠕变现象的发作，促进粉末的原子分散和再结晶及以极缓慢的速率进行塑性变形，气体为压力传递前言。粉末体在等静压高压容器内同一时刻饱尝高温文高压的联合效果，强化了约束与烧结进程，制品的约束压力和烧结温度均低于冷等静约束，制品的细密度和强度高，且均匀共同，晶粒细微，力学功能高，消除了材料内部颗粒间的缺点和孔隙，形状和尺度不受约束。但热等静压机报价高，出资大。热等静约束已用于粉末高速钢、难熔金属、高温合金和金属陶瓷等制品的出产。
3.粉末轧制
将粉末经过漏斗喂入一对旋转轧辊之间使其压实成接连带坯的办法。将金属粉末经过一个特制的漏斗喂入滚动的轧辊缝中，可轧出具有必定厚度、长度接连、强度适合的板带坯料。这些坯体经预烧结、烧结，再轧制加工及热处理等工序，就可制成具有必定孔隙度的、细密的粉末冶金板带材。粉末轧制制品的密度比较高，制品的长度原则上不受约束，轧制制品的厚度和宽度会遭到轧辊的约束;成材率高为80%～90%，熔铸轧制的仅为60%或更低。粉末轧制适用于出产多孔材料、冲突材料、复合材料和硬质合金等的板材及带材。
4.粉浆浇注
是金属粉末在不施加外力的情况下成形的，行将粉末加水或其它液体及悬浮剂调制成粉浆，再注入石膏模内，使用石膏模汲取水分使之枯燥后成形。常用的悬浮剂有聚乙烯醇、甘油、藻肮酸钠等，效果是避免成形颗粒集合，改进潮湿条件。为确保构成安稳的胶态悬浮液，颗粒尺度不大于5μm～10μm，粉末在悬浮液中的质量含量为40%～70%。粉浆成形工艺拜见本书6.2.2。
5.揉捏成形
将置于揉捏筒内的粉末、压坯或烧结体经过规则的模孔压出。依照揉捏条件不同，分为冷揉捏和热揉捏。冷揉捏是把金属粉末与必定量的有机粘结剂混合在较低温度下(40℃～200℃)揉捏成坯块;粉末热揉捏是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热揉捏法可以制取形状杂乱、功能优秀的制品和材料。揉捏成形设备简略，出产率高，可取得长度方向密度均匀的制品。
揉捏成形能揉捏出壁很薄直经很小的微形小管，如厚度仅0.01mm，直径1mm的粉末冶金制品;可揉捏形状杂乱、物理力学功能优秀的细密粉末材料，如烧结铝合金及高温合金。挤约束品的横向密度均匀，出产接连性高，因而，多用于截面较简略的条、棒和螺旋形条、棒(如麻花钻等)。
6.松装烧结成形
粉末未经约束而直接进行烧结，如将粉末装入模具中振实，再连同模具一同入炉烧结成形，用于多孔材料的出产;或将粉末均匀松装于芯板上，再连同芯板一同入炉烧结成形，再经复压或轧制到达所需密度，用于制动冲突片及双金属材料的出产。
将置于揉捏筒内的粉末、压坯或烧结体经过规则的模孔压出。依照揉捏条件不同，分为冷揉捏和热揉捏。冷揉捏是把金属粉末与必定量的有机粘结剂混合在较低温度下(40℃～200℃)揉捏成坯块;粉末热揉捏是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热揉捏法可以制取形状杂乱、功能优秀的制品和材料。揉捏成形设备简略，出产率高，可取得长度方向密度均匀的制品。
7.爆破成形
借助于爆破波的高能量使粉末固结的成形办法。爆破成形的特点是爆破时发作压力很高，施于粉末体上的压力速度极快。如爆破后，在几微秒时刻内发作的冲击压力可达106MPa(相当于107个大气压)，比压力机上约束粉末的单位压力要高几百倍至几千倍。爆破成形约束压坯的相对密度极高，强度极佳。如用爆破约束电解铁粉，压坯的密度挨近纯铁体的理论密度值。
爆破成形可加工普通约束和烧结工艺难以成形的材料，如难熔金属、高合金材料等，还可约束普通压力无法约束的大型压坯。
除上述办法外，还有打针成形及热等静约束新技术等新的成形办法。
