粉末冶金壓制成型作為粉末冶金工藝中不可或缺的一部分，對(duì)后期的粉末冶金零件的制成有著非常重要的作用。因此我們?cè)?span style="text-indent: 32px;">粉末冶金壓制成型這一步驟中要格外注意，下面了解現(xiàn)有的粉末冶金零件的制造方法。

一、粉末壓制(或冷壓):

無(wú)壓成型:

這用于多孔零件。將粉末倒入或振動(dòng)到模具中，然后加熱到燒結(jié)溫度。(松散燒結(jié))。然后將零件從模具中取出。

用于壓實(shí)的壓力機(jī)可以是機(jī)械操作的，也可以是液壓操作的?？梢岳斫?，粉末在壓力下的行為不像液體，即壓力不是均勻分布的。這是因?yàn)轭w粒本身之間以及顆粒和工具之間的摩擦。為此，通常使用兩個(gè)沖頭來(lái)壓實(shí)模具中的金屬粉末。

這導(dǎo)致更強(qiáng)和更密集的部分。沖頭位于模具的兩端，通常彼此獨(dú)立操作。在自動(dòng)壓力機(jī)中，機(jī)器的每個(gè)沖程產(chǎn)生一次或多次壓力，這些壓力用于需要低壓的小零件。

在壓實(shí)過(guò)程中，顆粒之間的空隙減少。粒子也會(huì)因?yàn)閴毫Χ冃?，它們?huì)互相鎖定。粒子的表面不規(guī)則被展平。使用的壓力高到足以產(chǎn)生粉末的冷焊。

冷焊賦予綠色強(qiáng)度，將零件固定在一起，便于搬運(yùn)。密度也增加了。柔軟有延展性的金屬粉末容易變形；因此，對(duì)于錫，0.75千克/平方毫米的壓力就足夠了；而對(duì)于鎢和耐火材料，可能需要80至160千克/平方毫米的壓力。

對(duì)于任何特定的金屬或合金，通常都有一個(gè)Z佳壓力，它能在給定的能量消耗下產(chǎn)生Z佳結(jié)果。超過(guò)這個(gè)z佳值，壓力的進(jìn)一步增加不會(huì)相應(yīng)地增加密度、抗拉強(qiáng)度等性能。在壓實(shí)過(guò)程中，施加的壓力應(yīng)均勻，并從上下同時(shí)施加。

施加壓力的速度也非常重要，因?yàn)檫^(guò)快的速度可能會(huì)導(dǎo)致一些空氣滯留，并導(dǎo)致某些缺陷。有時(shí)蠟和肥皂被用來(lái)潤(rùn)滑粉末和產(chǎn)生更均勻的壓力分布。這些尤其有助于減少模具壁的摩擦。然而，由于冷焊受到抑制，生坯強(qiáng)度降低。

通過(guò)上述方法獲得的壓坯不堅(jiān)固和致密。為了改善這些性能，部件應(yīng)該燒結(jié)。未燒結(jié)部件的強(qiáng)度稱為原始強(qiáng)度。

熱壓:

不可能令人滿意地冷壓非常硬的粉末(如鉆石)。使用高于金屬再結(jié)晶溫度的熱壓，消除加工硬化并生產(chǎn)準(zhǔn)確成形的高密度零件。重要的是在真空或中性或還原氣氛中進(jìn)行熱壓，否則金屬可能被氧化。

選擇模具材料以適應(yīng)遇到的溫度很重要。1000℃以下可以使用金屬模具，1000℃以上可以使用石墨模具。石墨的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，易于加工，抗熱震，并提供自己的還原氣氛。粉末也可以通過(guò)軋制、鍛造或擠壓熱成型。

二、燒結(jié):

在可控氣氛下，將粉末壓塊在爐中加熱到至少一種主要成分的熔點(diǎn)以下，稱為燒結(jié)。在燒結(jié)爐中，部件被逐漸加熱并浸泡在所需的溫度下，該溫度取決于材料的類型。

在加熱操作的這個(gè)循環(huán)中，粉末將自己粘合成一個(gè)整體。燒結(jié)溫度和時(shí)間隨使用的壓縮載荷、粉末類型和成品零件的強(qiáng)度要求而變化。

幾個(gè)例子是:

燒結(jié)導(dǎo)致壓制操作產(chǎn)生的易碎生坯的強(qiáng)化。除了增強(qiáng)部件之外，燒結(jié)還增加了導(dǎo)電性、密度和延展性。由于收縮隨著燒結(jié)溫度的升高而增加，因此所選擇的燒結(jié)溫度是強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性之間的折衷。選擇提供可接受的小尺寸變化的Z高溫度。

當(dāng)壓制后要燒結(jié)不同粉末的混合物，并且壓塊中的單個(gè)粉末冶金具有明顯不同的熔點(diǎn)時(shí)，所用的燒結(jié)溫度高于其中一種組分粉末的熔點(diǎn)。熔點(diǎn)低的金屬會(huì)變成液體。

當(dāng)粉末的固相可溶于液態(tài)金屬時(shí)，固態(tài)金屬可能會(huì)通過(guò)液相發(fā)生顯著擴(kuò)散，這將在顆粒之間形成良好的結(jié)合并導(dǎo)致高密度。

大多數(shù)冷壓粉末冶金制品在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)收縮。通常，影響收縮的因素包括顆粒尺寸、使用的壓力、燒結(jié)溫度和時(shí)間。通過(guò)仔細(xì)選擇金屬粉末并確定壓力、燒結(jié)溫度和時(shí)間，可以控制收縮量。應(yīng)該確定收縮或體積變化的量，以允許在制造給定形狀的過(guò)程中使用的模具設(shè)計(jì)的這種變化。

直到完成主動(dòng)高溫?zé)Y(jié)，才能獲得與高度結(jié)合相關(guān)的全部強(qiáng)度。假設(shè)在室溫下，在一個(gè)未經(jīng)評(píng)估的系統(tǒng)中制造了一個(gè)壓坯，在加熱時(shí)，粉末顆粒之間的粘附力的初次增加將發(fā)生在150℃左右，但難熔金屬(鎢、鉬、鉭等)除外。與此同時(shí)，組件的孔隙率將有可測(cè)量的增加。

它們是:

a.跨越原始顆粒間邊界的晶粒生長(zhǎng)。

b.毛孔傾向于縮小。

c.角狀粉末顆粒的球形化。

d.被捕獲的氧化物易于球形化。

盡管在加熱過(guò)程中施加壓力對(duì)于燒結(jié)操作來(lái)說(shuō)不是必需的，但是通過(guò)熱壓可以提高燒結(jié)產(chǎn)品的密度。保護(hù)氣氛對(duì)于壓坯的成功燒結(jié)至關(guān)重要。

這種氣氛的目的是保護(hù)壓制的壓坯免于氧化，氧化會(huì)阻止金屬粉末顆粒成功地焊接在一起。對(duì)于氧化物的還原，通常使用氫氣。在氫氣進(jìn)入熔爐之前，應(yīng)通過(guò)活性氧化鋁干燥器去除氫氣中的水蒸氣。

燒結(jié)可以在燃?xì)馐健⑷加褪交螂娂訜崾綘t中進(jìn)行，這些爐可以是間歇式或連續(xù)式的。

有時(shí)燒結(jié)產(chǎn)品被進(jìn)一步加工以獲得更好的性能，如下所示:

a.滲透:

燒結(jié)產(chǎn)品的多孔性可以通過(guò)滲透過(guò)程得到改善，在滲透過(guò)程中，孔隙通過(guò)毛細(xì)作用被較低熔點(diǎn)的金屬填充，例如，銅被用作滲透劑，以通過(guò)將滲透劑放置在頂部的壓塊來(lái)強(qiáng)化鋼鐵。

b.上漿和壓印:

冷加工提高了燒結(jié)產(chǎn)品的精度和機(jī)械性能。隨著其密度的顯著增加，上漿產(chǎn)生更好的尺寸精度。另一方面，壓印顯著增加了密度，同時(shí)也提高了機(jī)械性能、表面光潔度和尺寸精度。

c.加工:

當(dāng)需要高精度時(shí)，有時(shí)燒結(jié)零件通過(guò)常規(guī)加工來(lái)完成。

d.熱處理:

由粉末可熱處理合金制成的燒結(jié)零件或由對(duì)熱處理有反應(yīng)的金屬混合物制成的燒結(jié)零件，可進(jìn)行熱處理以改善各種性能。