第14章--粉末冶金加工設(shè)備

1、第14章 粉末冶金加工設(shè)備1.粉末治金與粉末治金基本工序簡(jiǎn)介粉末治金與粉末治金基本工序簡(jiǎn)介2.*粉末治金加工過(guò)程粉末治金加工過(guò)程3.*粉末冶金設(shè)備粉末冶金設(shè)備粉末冶金是以金屬粉末為主原料，經(jīng)過(guò)混合、成形和燒結(jié)，制造材料或制品的技術(shù)。相似陶瓷生產(chǎn)工藝又叫金屬陶瓷法。是一種“節(jié)能、省材和高效生產(chǎn)”的新技術(shù)?；竟ば蚧竟ば?粉末冶金最突出的優(yōu)點(diǎn)： 能夠制造獨(dú)特性能的材料和制品，使用其他傳統(tǒng)工藝（如熔鑄）無(wú)法制造或難于制造 如多孔、發(fā)汗、減震、隔音等材料和制品，鎢、鉬、鈦等難熔金屬材料和制品，金屬塑料、雙金屬等復(fù)合材料及制品。 能夠一次性直接制造出合乎或者接近成品形狀和尺寸要求的制品，從而減少或取消

2、機(jī)械加工，其材料利用率可以高達(dá)95%以上。14.1粉末治金加工過(guò)程粉末治金加工過(guò)程 14.1.1成形前原料準(zhǔn)備成形前原料準(zhǔn)備一般包括粉末退火、混合、篩分、制粒等過(guò)程 (1)退火退火 作用、適用與方法作用、適用與方法（思考題？.）（2）混合混合 將兩種或兩種以上的不同成分的粉末混合均勻的過(guò)程，混合有兩種基本方法： 機(jī)械法（廣泛應(yīng)用）和化學(xué)法。（3）篩分篩分（4）制粒制粒 將粉末制成大顆粒或團(tuán)粒的工序，目的改善其流動(dòng)性。 先進(jìn)工藝是噴霧干燥制粒 （5）加潤(rùn)滑劑，成形劑）加潤(rùn)滑劑，成形劑圖143 螺旋混合器示意圖圖噴霧干燥制粒裝置示意圖1-攪拌槽;2-霧化塔;3-噴嘴;4-鼓風(fēng)機(jī); 5-旋風(fēng)收集器;

3、6-洗滌冷凝器;7-冷凝器; 8-加熱器;9-水槽;10-貯槽;11-料桶; 12-泵14.1.2模具模具粉末冶金具有少、無(wú)切削的工藝特點(diǎn)，模具對(duì)實(shí)現(xiàn)工藝極其重要。模具有三項(xiàng)基本要求：保證坯件達(dá)到所需的幾何形狀、精度和表面光潔度、坯件密度及其分布。模具的基本零件主要有： 陰模、模沖、芯桿（也稱芯棒） 硬質(zhì)合金拼合陰模鑲嵌塊示意圖14.2粉末冶金設(shè)備粉末冶金設(shè)備-研磨設(shè)備研磨設(shè)備 常用的研磨設(shè)備常用的研磨設(shè)備滾筒球磨機(jī)、振動(dòng)球磨機(jī)、滾筒球磨機(jī)、振動(dòng)球磨機(jī)、攪拌球磨機(jī)、錘磨機(jī)及棒磨機(jī)等。攪拌球磨機(jī)、錘磨機(jī)及棒磨機(jī)等。 （1）高能球磨機(jī)）高能球磨機(jī)用途：將金屬粉末顆粒碾壓成片狀顆粒，機(jī)械合金用途：將

4、金屬粉末顆粒碾壓成片狀顆粒，機(jī)械合金化，彌散強(qiáng)化，制造復(fù)合粉末，控制粉末的流動(dòng)化，彌散強(qiáng)化，制造復(fù)合粉末，控制粉末的流動(dòng)性，控制粉末的松裝密度，碳化鎢粉混合性，控制粉末的松裝密度，碳化鎢粉混合,碳化鎢碳化鎢-鈷合金粉混合，粉末混合，不互溶合金元素的合鈷合金粉混合，粉末混合，不互溶合金元素的合金化，控制粒度，制取超細(xì)粉末。金化，控制粒度，制取超細(xì)粉末。 （2）*攪拌球磨機(jī)攪拌球磨機(jī) 由于攪拌作用比滾筒球磨機(jī)或振動(dòng)球磨機(jī)表面接由于攪拌作用比滾筒球磨機(jī)或振動(dòng)球磨機(jī)表面接觸大，研磨效率很高。觸大，研磨效率很高。研磨，渦流，沖擊，研磨，渦流，沖擊，碰撞，研磨碰撞，研磨 攪拌器是一個(gè)帶水平臂的立式旋轉(zhuǎn)軸。

5、圖攪拌器是一個(gè)帶水平臂的立式旋轉(zhuǎn)軸。圖148是攪動(dòng)球磨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。是攪動(dòng)球磨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。 （3）錘磨機(jī)和棒磨機(jī)）錘磨機(jī)和棒磨機(jī) 用于研磨大量的粉末燒用于研磨大量的粉末燒結(jié)結(jié)塊。攪動(dòng)球磨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1圓筒；2冷卻套；3冷卻劑入口；4冷卻劑出口；5軸；6、7、8水平攪拌轉(zhuǎn)子；9研磨體14.2.2合批與混合設(shè)備合批與混合設(shè)備廣泛使用混料機(jī)有雙圓錐形與V型混料機(jī)（1）V型混料機(jī)主要由三部分組成：V型容器、排出部和攪拌棒（2）雙圓錐形混料機(jī)混合時(shí)，粉末料在容器內(nèi)進(jìn)行規(guī)則的重疊進(jìn)行，最終獲得的混合均勻性良好。V型混料機(jī)示意圖a.雙圓錐形混料機(jī)示意圖 b. 凸輪驅(qū)動(dòng)式粉末成形壓機(jī)示意圖14.2.3成形設(shè)

6、備成形設(shè)備 成形方法多種，廣泛采用鋼模壓制成形的粉末成形壓機(jī)（把松散的粉末變?yōu)楦軐?shí)的壓坯）。壓機(jī)3種基本類型：機(jī)械式、液壓式、混合式壓機(jī) 對(duì)每一種粉末成形壓機(jī)的要求：a.在壓制方向上有足夠的總壓力和壓坯脫模壓力；b.壓制和脫模的行程與速度可以控制；c.可調(diào)的模具充填裝置；d.壓機(jī)行程的控制；e.供料和壓坯移送系統(tǒng)。（1）機(jī)械式壓機(jī)凸輪驅(qū)動(dòng)式壓機(jī)偏心或曲軸驅(qū)動(dòng)式壓機(jī)（2）液壓式壓機(jī) 標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)生產(chǎn)用壓機(jī)的壓制能力44511100kN（44.5-1100噸）（1）等靜壓設(shè)備 冷等靜壓機(jī) 熱等靜壓設(shè)備 通常由 a.承壓筒體 b.承力框架 c.加熱爐,隔熱屏、測(cè)溫裝置,供氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供電及控制

7、系統(tǒng)、輔助操作系統(tǒng)等組成。圖1413 冷等靜壓機(jī)系統(tǒng)示意圖 1.放氣閥；2.高壓容器；3.高壓液體； 4.彈性模具；5.粉末；6.高壓油管；7.釋放閥；8.回油容器；9、12.單向閥； 10.高壓表；11.容器；13.油箱；14.馬達(dá)；15.皮帶輪；16.機(jī)座 a.螺塞式高壓容器結(jié)構(gòu)示意圖 b.框架式高壓容器結(jié)構(gòu)示意圖板結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞式結(jié)構(gòu)圖*14.2.4燒結(jié)設(shè)備燒結(jié)設(shè)備 燒結(jié)是關(guān)鍵工序，是在低于主要組分熔點(diǎn)燒結(jié)是關(guān)鍵工序，是在低于主要組分熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行加熱，使相鄰顆?；ラg形成的溫度下進(jìn)行加熱，使相鄰顆?；ラg形成冶金結(jié)合。一般金屬（除高溫不氧化的金冶金結(jié)合。一般金屬（除高溫不氧化的金屬

8、鉑外）的屬鉑外）的燒結(jié)都是在真空或保護(hù)氣氛燒結(jié)都是在真空或保護(hù)氣氛中中進(jìn)行的。進(jìn)行的。 在保護(hù)氣氛中進(jìn)行燒結(jié)過(guò)程劃分為三個(gè)階在保護(hù)氣氛中進(jìn)行燒結(jié)過(guò)程劃分為三個(gè)階段：段：預(yù)熱與脫蠟階段、燒結(jié)階段、冷卻階預(yù)熱與脫蠟階段、燒結(jié)階段、冷卻階段。段。燒結(jié)爐一般也是由這三部分組成（但燒結(jié)爐一般也是由這三部分組成（但間歇爐一般都沒(méi)有冷卻部分）。間歇爐一般都沒(méi)有冷卻部分）。（1）鐘罩型加壓燒結(jié)爐鐘罩型加壓燒結(jié)爐用于生產(chǎn)用于生產(chǎn)燒結(jié)周期長(zhǎng)的粉末冶金摩擦材料燒結(jié)周期長(zhǎng)的粉末冶金摩擦材料，諸如離合器或制動(dòng)器的摩擦零件。諸如離合器或制動(dòng)器的摩擦零件。（2）高溫用鐘罩爐高溫用鐘罩爐通常用于通常用于“垂熔垂熔”（鎢、鉬等

9、（鎢、鉬等高熔點(diǎn)材料高熔點(diǎn)材料粉末壓坯的直接通電燒結(jié)稱為垂熔）燒粉末壓坯的直接通電燒結(jié)稱為垂熔）燒結(jié)的設(shè)備結(jié)的設(shè)備（3）網(wǎng)帶傳送式爐網(wǎng)帶傳送式爐直通型網(wǎng)帶傳送式燒結(jié)爐是一種直通型網(wǎng)帶傳送式燒結(jié)爐是一種鐵基粉末鐵基粉末冶金冶金零件生產(chǎn)中最常用的燒結(jié)爐零件生產(chǎn)中最常用的燒結(jié)爐 a. 鐘罩型加壓燒結(jié)爐圖 b. 高溫鐘罰爐示意圖 直通型網(wǎng)帶傳送式燒結(jié)爐縱剖面圖（4）簡(jiǎn)易推桿爐簡(jiǎn)易推桿爐帶連續(xù)推舟裝置臥式燒結(jié)鉬絲爐就是一帶連續(xù)推舟裝置臥式燒結(jié)鉬絲爐就是一種簡(jiǎn)易推桿爐（按其溫度可以分為三個(gè)種簡(jiǎn)易推桿爐（按其溫度可以分為三個(gè)區(qū)域：自然預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)和冷卻區(qū)）區(qū)域：自然預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)和冷卻區(qū)）（5）電阻加熱真

10、空燒結(jié)爐電阻加熱真空燒結(jié)爐（6）感應(yīng)加熱真空燒結(jié)爐）感應(yīng)加熱真空燒結(jié)爐（7）連續(xù)式真空燒結(jié)爐）連續(xù)式真空燒結(jié)爐 燒結(jié)鐵基粉末冶金制品和磁性材料用的燒結(jié)鐵基粉末冶金制品和磁性材料用的連續(xù)式真空燒結(jié)爐。連續(xù)式真空燒結(jié)爐。（8）電阻加熱真空燒結(jié)爐）電阻加熱真空燒結(jié)爐圖1421 臥式連續(xù)燒結(jié)鉬絲爐 1卻水進(jìn)口；2氫氣進(jìn)口；3冷卻水出孔；4鉬絲；5爐殼；6輻射高溫計(jì)；7熱電偶；8鎳鉻電阻帶；9氫氣出口；10點(diǎn)火裝置；11推舟裝置；12馬達(dá)；13減速器；14爐架圖1422連續(xù)式真空燒結(jié)爐（燒結(jié)鐵基粉末冶金制品和磁性材料）14.2.5保護(hù)氣體發(fā)生裝置保護(hù)氣體發(fā)生裝置使用最廣泛的保護(hù)氣體：放熱型煤氣、吸熱型煤氣、分解氨氣體、氫、真空及氮基氣體。保護(hù)氣體發(fā)生裝置：（1）放熱型煤氣發(fā)生裝置（2）吸熱型煤氣發(fā)