一種粉末冶金工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種粉末冶金工藝。
【背景技術】
[0002]眾所周知，隨著時代的發展與進步。材料、能源和信息已經被稱為當代科學技術的三大支柱。對于材料，特別是先進材料的認識水平、掌握和運用的能力，對一個現代國家的科學技術和經濟實力，綜合國力以及社會文明進步都將產生至關重要的影響，材料的發展和國民經濟產業發展密切相關。從人類科技發展史中可以看到，近代世界所經歷的兩次工業革命都是以新材料的發現和應用為先導的。鋼鐵工業的發展，為18世紀以蒸汽機的發明和應用為代表的第一次世界革命奠定了物質基礎。上世紀中葉以來，以電子技術，特別是微電子技術的發明和應用為代表的第二次世界革命，硅單晶材料則起著先導和核心作用，加之隨后的激光材料和光導纖維的問世，使人類社會進入了“信息時代"。因此，可以預料，誰掌握了新材料，誰就掌握了 21世紀高新技術競爭的主動權。
[0003]材料科學是現代科學與技術發展的基礎學科之一，而粉末冶金則是材料科學與工程領域的一個重要的發展方向。粉末冶金技術作為一門重要的材料制備技術，被稱為是解決高科技新材料問題的鑰匙，在新材料的發展中起著舉足輕重的作用。由于采用現代粉末冶金技術可以制取一系列具有特殊性質的優質材料，因而現代粉末冶金常被劃入高技術領域，在國外被稱 “AdvancedMetallurgy”。
[0004]粉末冶金是用金屬材料(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝過程。粉末冶金法與生產陶瓷有相似的地方，因此也叫金屬陶瓷法。粉末冶金技術是一項新興技術，但也是一項古老的技術。早在公元前3000年左右，埃及人就曾經使用碳還原氧化鐵得到海綿鐵，經高溫鍛造制成致密塊，再打制成鐵的器件。公元3世紀時，印度的鐵匠用此方法制造了 “德里柱”，重達6.5t。但是直到19世紀初，相繼在俄羅斯和英國出現了將鉑粉經冷壓、燒結，再進行熱鍛得致密鉑，并加工成鉑制品的工藝。此時，粉末冶金技術才開始得到真正的有價值的應用。近代粉末冶金技術是從庫利奇為愛迪生研制鎢燈絲開始的。
[0005]近代粉末冶金技術的發展中有三個重要標志:一是克服了難熔金屬(如鎢、鉬等)熔鑄過程中的困難，如電燈鎢絲和硬質合金的出現；二是多孔含油軸承的研制成功，繼之是機械零件的發展，發揮了粉末冶金少、無切肩的特點；三是向新材料、新工藝發展。
[0006]粉末冶金在技術和經濟上具有一系列特點:
[0007]首先，粉末冶金在生產零件時成本低。與鑄造方法相比，粉末冶金方法在精密度和成本這兩方面非常有競爭力。鑄造中的一些問題，如偏析、機加工量大等，用粉末冶金方法則可以減少或避免。用粉末冶金生廣制品時，金屬的總損耗只有1% 5%。
[0008]其次，粉末冶金方法能生產用普通熔煉法無法生產的、具有特殊性能的材料:例如多孔材料、氧化物彌散強化合金、鎢.銅假合金型電觸頭材料、陶瓷和硬質合金以及各種復合材料等。另外，粉末冶金方法也可以制取高純度材料，而不給材料帶來污染。
[0009]再次，某些材料用其它工藝來制取十分困難，例如活性金屬、高熔點金屬等。這些材料在普通工藝過程中，隨著溫度的升高，材料的纖維組織及結構受到明顯損害，而粉末冶金工藝卻可避免這此問題。
[0010]最后，粉末冶金方法生產的某些材料，與普通熔煉相比，性能更優越。對于高合金材料，粉末超合金可避免成分偏析，保持合金具有均勻的組織和穩定的性能。此外，對于難熔金屬材料，粉末冶金制品的晶粒更細。
[0011]粉末冶金不僅是一門材料制造技術，也是一門材料加工技術，它在國民經濟的許多領域有著廣泛的應用。粉末冶金是解決高科技新材料問題的鑰匙，在新材料的發展中起著舉足輕重的作用。二十世紀下半葉，伴隨著新技術革命高潮的到來，粉末冶金取得了令人矚目的進展，一系列新技術和新工藝相繼涌現，如快速凝固、機械合金化、超微細粉末的制各、粉末熱等靜壓、粉末鍛造、粉末乳制、粉末擠壓、粉末注射成形、自蔓延燒結、超固相線燒結、瞬間液相燒結、反應燒結等。正是由于粉末冶金新工藝、新技術層出不窮，解決了粉末冶金材料的高性能化和復合化問題，極大的促進粉末冶金材料發展。有的新工藝、新技術對粉末冶金材料和制品的發展起了突破性的作用。發展高性能的粉末冶金材料(含復合材料)，一直是粉末冶金的發展方向和研究重點。特別是近
[0012]幾年來，國外加強了對高密度、高強度、高精度和復雜異形粉末冶金零件的開發，由此發展了一些高效、節能、無浪費精密成形的粉末冶金新工藝，使得粉末冶金零件的應用面在深度和廣度方面取得了長足的發展。粉末冶金在材料領域的應用非常廣泛。就材料成分而言，有鐵基、有色金屬、稀有金屬粉末冶金等。就材料性能而言，既有多孔材料，又有致密材料；既有硬質材料，又有軟性材料；既有重合金，又有泡沫材料；既有磁性材料，又有非磁性材料。就材料類型而言，既有金屬材料，又有復合材料。粉末冶金由于在技術上和經濟上有優越性，在國民經濟中起的應用愈來愈廣。從普通機械制造到精密儀器，從日常生活到醫療衛生，從五金用具到大型機械，從電子到電子制造，從采礦到化工，從民用工業到軍事工業，從一般技術到尖端技術，粉末冶金材料和制品都得到了廣泛得應用。可以說，現在沒有哪一個工業部門不使用粉末冶金材料和制品得。
[0013]現在使用的大部分的市售潤滑劑在粉末升溫到120.150°C時，粉末的流動性便會下降，甚至無法流動，失去了潤滑的作用。為了利用升溫壓制的有利作用，必須采用一些新型的潤滑劑，使混合粉末在高溫下操作性能最佳化。潤滑劑的選用原則應當滿足如下要求:
(1)玻璃化溫度在120°C左右:(2)低的摩擦因數，特別是隨著溫度的升高，摩擦因數進?步降低，這樣就有利于金屬粉末和模具壁、粉末顆粒之間的摩擦阻力