粉末冶金在人類發(fā)展中有著悠久的歷史。眾所周知，粉末冶金是一種由三個(gè)主要加工階段組成的成形和制造技術(shù)。一階段是形成物理粉末化的初級(jí)材料，然后分成許多小顆粒。接下來，將粉末注射到模具中或通過模具以產(chǎn)生弱粘結(jié)結(jié)構(gòu)(通過冷焊)，該弱粘結(jié)結(jié)構(gòu)非常接近要制造的物體的尺寸。當(dāng)我們遇到需要高精度尺寸和尺寸公差的產(chǎn)品時(shí)，這種方法是非常有用的。

用于形成和固結(jié)粉末的兩種主要技術(shù)是燒結(jié)和金屬注射成型。然而，近期的發(fā)展使得使用快速制造技術(shù)成為可能，該技術(shù)將金屬粉末用于產(chǎn)品。由于這種技術(shù)，粉末被熔化而不是燒結(jié)。因此，可以實(shí)現(xiàn)更好的機(jī)械強(qiáng)度。

歷史

粉末冶金的歷史與金屬和陶瓷燒結(jié)的藝術(shù)密切相關(guān)。燒結(jié)包括從起始粉末生產(chǎn)硬質(zhì)固體金屬或陶瓷塊。有證據(jù)表明，早在公元前1200年，鐵粉就被熔化成堅(jiān)硬的物體。在這些早期的制造過程中，鐵在還原后用手從金屬海綿中提取出來，然后作為粉末重新引入，用于熔化或燒結(jié)。

河北粉末冶金被稱為失傳的藝術(shù)。與粘土和其他陶瓷材料不同，鑄造和燒制實(shí)用或裝飾性金屬物品的藝術(shù)只是在有記載的歷史的早期階段才偶爾使用。在隨后的幾個(gè)世紀(jì)中，金屬的燒結(jié)被遺忘了，直到18世紀(jì)末，在記錄了各種鉑粉末生產(chǎn)方法的歐洲才得以復(fù)興。從有記載的歷史開始，金屬粉末如金、銅、青銅和許多氧化物粉末就被用于陶瓷的裝飾目的，作為涂料和墨水的基礎(chǔ)，以及化妝品中。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)裝飾性的器具，如項(xiàng)鏈、耳環(huán)，在當(dāng)時(shí)大多是小尺寸的，特別是為了美容的目的。通常這些氧化鐵被用作裝飾設(shè)備的顏料，使其看起來更有吸引力和創(chuàng)造性。

金粉被用來描繪一些早的手稿。尚不清楚這些粉末是如何產(chǎn)生的，但有可能一些粉末是在金屬熔化后通過造粒獲得的。低熔點(diǎn)和抗氧化性(失去光澤)有利于這種方法，尤其是在金粉的情況下。將這種方法用于顏料和裝飾目的不能真正被認(rèn)為是真正的粉末冶金。這是因?yàn)檎嬲姆勰┮苯鹗巧a(chǎn)粉末，并在低于主要成分熔點(diǎn)的溫度下用壓力或熱量將其固結(jié)成固態(tài)。然而，早期人類偶然發(fā)現(xiàn)金屬顆?？梢酝ㄟ^錘打結(jié)合在一起，從而形成堅(jiān)固的金屬結(jié)構(gòu)。隨著時(shí)間的推移，人類學(xué)會(huì)了如何建造熔爐，開發(fā)足夠高的溫度來熔化和鑄造金屬，并形成低熔點(diǎn)合金，如銅和錫來制造青銅。

隨著新材料的引入，像鉑這樣的金屬從南美征服者那里帶來，這種金屬無法熔化，但是19世紀(jì)早期，英國、西班牙和俄羅斯的工人開發(fā)了類似的制造鍛造鉑的工藝。

另一個(gè)重要的產(chǎn)品是鎢絲。與早期由粉末制成的產(chǎn)品不同，這是因?yàn)橄嚓P(guān)金屬不容易或根本無法通過熔化進(jìn)行加工。這是由石家莊粉末冶金制成的，因?yàn)樗哂刑厥獾男阅?。利用這種方法，可以安排相當(dāng)大體積的互連孔隙保留下來。此外，如果氣體從孔中抽出，零件浸入潤滑油中，孔中就會(huì)充滿油。這種零件在大多數(shù)小型旋轉(zhuǎn)或往復(fù)式機(jī)械中用作軸承，在設(shè)備的使用壽命中不再進(jìn)一步潤滑。

一次世界大戰(zhàn)后，另一種粉末冶金產(chǎn)品問世了。1925年，一家德國公司F·克虜伯獲得了一項(xiàng)工藝和產(chǎn)品的專用，該工藝和產(chǎn)品由碳化鎢顆粒通過一種由金屬鈷組成的“水泥”結(jié)合在一起。這種材料當(dāng)初是以拉絲模的形式使用的，用鎢代替金剛石模。

自從粉末冶金成為人類技術(shù)以來，它給金屬工業(yè)帶來了許多后果和變化。

粉末冶金的優(yōu)勢

粉末冶金有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。這些優(yōu)勢主要來自技術(shù)和商業(yè)方面。

從粉末生產(chǎn)零件的技術(shù)和商業(yè)優(yōu)勢可以總結(jié)如下:

生產(chǎn)接近凈形狀。這意味著產(chǎn)品可以有非常嚴(yán)格的尺寸公差。用粉末冶金法可以使產(chǎn)品尺寸精度達(dá)到更高的程度。

很少或沒有二次操作。通常粉末冶金不需要切割等二次操作。

從低水平“在制品廢料”中獲得高材料利用率例如，這些廢料通過將其粉碎成粉末并使用粉末冶金技術(shù)改造新產(chǎn)品而被回收利用。

由于沒有明顯的凝固偏析和均勻的預(yù)合金化粉末顆粒組成，所以具有均勻的粉末和部分化學(xué)組成

特殊的成分和結(jié)構(gòu)是可能的，因?yàn)闆]有熔化，例如引入特定的顆粒以提供特殊的性能，如剎車片中的二氧化硅和石墨，以及軸承中的多孔性以保持油

可能的非平衡成分，例如銅鉻合金

冶金結(jié)構(gòu)通常是精細(xì)的和各向同性的，例如霧化高速鋼粉末零件中的碳化物分布

河南粉末冶金的缺點(diǎn)

必然性有一些局限性，包括:

粉末生產(chǎn)成本。

對(duì)可能產(chǎn)生的形狀和特征的限制，例如，該工藝不能通過固定模壓或垂直壓制的圓柱體上的徑向孔產(chǎn)生凹角。

燒結(jié)時(shí)尺寸總是會(huì)變化。這通?？梢灶A(yù)測，因?yàn)樗Q于許多因素，包括可以控制的“壓制”密度。

工作場所空氣污染導(dǎo)致的潛在勞動(dòng)力健康問題。粉末顆粒尺寸可以非常小，達(dá)到微米級(jí)。所以很難用眼睛看到并防止它進(jìn)入肺部。