粉末冶金工艺1

（一）粉末制备

制取粉末：主要取决于该材料的性能及制取方法的成本。粉末的形成是将能量传递到材料，从而制造新生表面的过程。例如，一块1m3的金属可制成大约2×1018个直径为1μm的球形颗粒，其表面积大约为6×106 m2。要形成这么大的表面，需要很大的能量。

制取方法：机械法和物理化学法两大类。机械法制取粉末是将原材料机械地粉碎，而化学成分基本不发生变化的工艺过程；物理化学法则是借助化学或物理的作用，改变原材料的化学成分或聚集状态，而获得粉末的工艺过程。

但是，在粉末冶金生产实践中，机械法和物理化学法之间并没有明显的界限，而是相互补充的。例如，可使用机械法去研磨还原法所得粉末，以消除应力、脱碳以及减少氧化物。

1．机械粉碎法机械粉碎是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属、合金或化合物机械地粉碎成粉末。依据物料粉碎的最终程度，可以分为粗碎和细碎两类。以压碎为主要作用的有碾碎、辊轧以及鄂式破碎等；以击碎为主的有锤磨；属于击碎和磨削等多方面作用的机械粉碎有球磨、棒磨等。实践表明，机械研磨比较适用于脆性材料，塑性金属或合金制取粉末多采用涡旋研磨、冷气流粉碎等方法。

（1）机械研磨法包括减小粉末粒度；合金化；固态混料；改善、转变或改变材料的性能等。研磨后的金属粉末会有加工硬化、形状不规则、出现流动性变坏和团块等特征。

（2）机械合金化是一种高能球磨法。用这种方法可制造具有可控细显微组织的复合金属粉末。它是在高速搅拌球磨的条件下，利用金属粉末混合物的重复冷焊和断裂，进行机械合金化的。也可以在金属粉末中加入非金属粉末来实现机械合金化。用机械合金化制造的材料，其内部的均一性与原材料粉末的粒度无关。因此，用较粗的原材料粉末（50~100μm）可制成超细弥散体（颗粒间距小于1μm）。制造机械合金化弥散强化高温合金的原材料，是工业上广泛采用的纯金属粉末，粒度约为1~200μm。

（3）涡旋研磨在涡旋研磨中一方面依靠冲击作用，另一方面还依靠颗粒间、颗粒与工作室内壁间以及颗粒与回转打击子相碰时的磨损作用。这种方法最初是用来生产磁性材料使用的纯铁粉，以及各种合金钢粉末的。由于涡旋研磨所得粉末较细，为了防止粉末被氧化，在工作室中可以通入惰性气体或还原性气体作为保护气氛。

（4）冷气流粉碎利用高速高压的气流作为载体，带着较粗的颗粒，通过喷嘴轰击位于击碎室中的靶子后，气流压力立即从7MPa的高压降到0.1MPa，发生绝热膨胀，从而使金属靶和击碎室的温度降到室温以下，甚至零度以下，并将冷却了的颗粒粉碎。气流压力愈大，制得的粉末粒度愈细。冷气流冲击方法适用于粉碎硬质的、以及比较昂贵的材料，可迅速将6目或更小的颗粒原料变成微米级的颗粒。该方法工艺简单、生产费用低、作业温度低（可防止氧化和自燃）、能保持高纯度以及控制被粉碎材料的粒度。

2．雾化法各种雾化高质量粉末与新的致密技术相结合，出现了许多粉末冶金新产品，其性能往往优于相应的铸锻产品。

雾化法是将液体金属或合金直接破碎，形成直径小于150μm的细小液滴，冷凝而成为粉末。该法可以用来制取多种金属粉末和各种合金粉末。实际上，任何能形成液体的材料都可以通过雾化来制取粉末。

制造大颗粒粉末时，只要让熔融金属通过小孔或筛网自动注入空气或水中，冷凝后便得到金属粉末。这种方法制得的粉末粒度较粗，一般为0.5~1mm，它适于制取低熔点金属粉末。