當(dāng)訂單量超過幾十個(gè)時(shí)，工藝經(jīng)濟(jì)性決定了幾乎沒有后續(xù)工作需要的近凈形狀制造工藝。許多工程師和購(gòu)買者傾向于壓鑄，但是有很好的理由考慮粉末金屬，尤其是作為新用途、材料和設(shè)計(jì)可能性得益于不斷發(fā)展的技術(shù)和對(duì)粉末冶金的理解。在這里，我們將比較粉末冶金和鑄造——特別是壓鑄——并解釋粉末冶金的許多優(yōu)點(diǎn)(也許還有一兩個(gè)注意事項(xiàng))。

粉末冶金相對(duì)于壓鑄的優(yōu)勢(shì)：概述

當(dāng)比較粉末冶金和鑄造時(shí)，重要的是要考慮以下因素：

質(zhì)量；

物質(zhì)含義；

機(jī)械性能；

成本；

應(yīng)用程序。

粉末冶金和壓鑄都需要填充模具，以形成您想要的形狀。然后釋放成型零件——這個(gè)過程影響零件和工具的設(shè)計(jì)。

相似之處就此結(jié)束。

在壓鑄中，熔融金屬被倒入模具，在那里凝固。發(fā)布后，它通常會(huì)通過幾個(gè)加工操作和經(jīng)常的熱處理。

相比之下粉末金屬加工包括使用冷粉。(有些變體確實(shí)包括加熱粉末，但不是加熱到熔點(diǎn)。)當(dāng)模具充滿時(shí)，一個(gè)上部的工具下來(lái)壓緊粉末。然后模具打開，零件被推出。

許多粉末金屬零件經(jīng)過燒結(jié)將混合物熔化成硬化的塊。

粉末冶金和壓鑄分離的地方

盡管這些工藝有相似之處，但粉末冶金的許多優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)與鑄造的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)大相徑庭。

質(zhì)量

在壓鑄中，湍流液體充滿型腔。有時(shí)這將捕獲空氣，導(dǎo)致不填充(你的材料沒有填充模具)。氧化皮會(huì)落入液體中產(chǎn)生內(nèi)部缺陷，和流線和孔隙度很常見。為了在鑄造后驗(yàn)證完整性并檢測(cè)有缺陷的零件，有時(shí)您需要:泄漏測(cè)試、x光、其他檢查。

粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)之一是一致性。在每個(gè)循環(huán)中，均勻重量的粉末被沉積到模具中，并被壓實(shí)至相同的密度。如果粉末金屬制造商遵循良好的內(nèi)部管理規(guī)范并避免粉末污染，內(nèi)部缺陷就極不可能出現(xiàn)。

另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是微結(jié)構(gòu)控制。在壓鑄中，這是由冷卻速度決定的，冷卻速度取決于表面積和體積等因素。粉末冶金提供了更好的控制和一致性，以及形成更精細(xì)微結(jié)構(gòu)的能力。為什么這對(duì)設(shè)計(jì)師很重要？這使得它特別擅長(zhǎng)生產(chǎn)堅(jiān)硬的部件——比如高速鋼工具。

物質(zhì)含義

壓鑄常用于有色金屬材料例如:鋁、鎂、鋅。

這主要是因?yàn)檫@些金屬熔點(diǎn)低。

粉末冶金允許遠(yuǎn)材料使用的更大靈活性。特別是，盡管有“標(biāo)準(zhǔn)”粉末金屬材料混合粉末也是可行的。這允許產(chǎn)生特定的特性——例如電動(dòng)機(jī)部件的高磁性——和高熔點(diǎn)金屬粉末。

粉末金屬通常由以下一種或多種材料組成:不銹鋼、鐵、鎳、鈦、銅、硅、磷、

機(jī)械性能

與其他工藝相比，壓鑄提供了良好的造型能力。但是，您可以使用粉末冶金具有相同的設(shè)計(jì)可能性，但具有更好的機(jī)械性能。

請(qǐng)看上面的部分。壓鑄所用的材料沒有磁性。除非它們被放在另一種金屬制成的部件中，否則就沒有磁性。然而，粉末金屬有各種各樣的磁性材料。

壓鑄件的另一個(gè)問題是它們很脆弱，容易破碎。粉末金屬零件通常經(jīng)得起更多的濫用。

成本

組件設(shè)計(jì)是成本的主要驅(qū)動(dòng)力，盡管設(shè)計(jì)可以定制以適合選擇的成型工藝。然而，壓鑄和粉末冶金之間存在著巨大的成本差異。   

材料使用/產(chǎn)量。粉末冶金的廢品率較低，這在使用銅和不銹鋼等高價(jià)值材料時(shí)是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)

二次加工。壓鑄零件幾乎總是需要修整移除加上一些加工操作和可能的熱處理。大多數(shù)粉末金屬零件幾乎不需要二次加工。   

能源消耗。熔化金屬是能量密集型的，對(duì)于熔點(diǎn)較高的材料來(lái)說(shuō)更是如此。雖然燒結(jié)也是能源密集型的，但燒結(jié)比鑄造的總消耗要少。

應(yīng)用程序

我們中的許多人從小就玩火柴盒車。那是一個(gè)壓鑄的范例。汽車的金屬外殼形狀復(fù)雜，非常適合這一過程。(可悲的是，如今火柴盒車是塑料的。)

壓鑄的其他更重要的用途包括:

汽車上的標(biāo)志；

火車車輪壓鑄成型；

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中的連桿。

現(xiàn)在，用粉末金屬，我們玩保時(shí)捷和奔馳汽車-真的。

我們已經(jīng)談過了粉末金屬的用途令人作嘔，但這里有一個(gè)工業(yè)和受益于粉末金屬的應(yīng)用用戶：

電動(dòng)馬達(dá)；

汽車；

草坪和花園；

電動(dòng)工具；

宇宙空間

石油和天然氣。