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      粉末冶金優(yōu)缺點(diǎn)是什么?冶金技術(shù)要求有哪些是很多人想了解的問題，隨著粉末冶金的發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域得到廣泛的運(yùn)用，粉末冶金零件的生產(chǎn)過程包括混粉、壓制、燒結(jié)、熱處理、機(jī)加工及其他表面處理工序，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)導(dǎo)致零件在生產(chǎn)和使用過程中出現(xiàn)失效。所以了解多一點(diǎn)的粉末冶金知識(shí)可以減少你的彎路。

　　粉末冶金優(yōu)缺點(diǎn)是什么?

　　粉末冶金最突出的優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)：

　　(1)能夠制造目前使用其他工藝無法制造或難于制造的材料和制品，如多孔、發(fā)汗、減震、隔音等材料和制品，鎢、鉬、鈦等難熔金屬材料和制品，金屬-塑料、雙金屬等復(fù)合材料及制品。

　　(2)能夠直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，從而減少或取消機(jī)械加工，其材料利用率可以高達(dá)95%以上，它還能在一些制品中以鐵代銅，做到了“省材、節(jié)能”。

　　粉末冶金常見生產(chǎn)缺陷有三個(gè)：

1. 壓制過程中的缺陷

   
   

　　分層

　　使用鐵-銅-碳生產(chǎn)某零件時(shí)發(fā)現(xiàn)多件生坯內(nèi)外表面出現(xiàn)黑色分層現(xiàn)象。取樣分析，從分析結(jié)果可知，零件分層現(xiàn)象為石墨、銅偏析。細(xì)粉產(chǎn)生偏析有可能是混粉不均或者壓制時(shí)粉末填充問題造成的。后檢查生產(chǎn)現(xiàn)場證實(shí)，該零件的分層偏析是由于粉末傳送不當(dāng)造成的。

　　由于產(chǎn)生了大量孔隙和異常組織，分層零件將會(huì)出現(xiàn)燒結(jié)后性能(例如尺寸)變化、力學(xué)性能不穩(wěn)定。

　　裂紋與斷裂

　　某零件出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致強(qiáng)度偏低，易斷裂。取樣分析，在掃描電鏡(SEM)下觀察斷面形貌可知裂紋區(qū)顆粒表面無韌窩或解理面等燒結(jié)后斷裂特征，表明裂紋區(qū)無燒結(jié)頸產(chǎn)生，說明裂紋產(chǎn)生于生坯階段。隨后沿壓制方向取易斷裂部位制備金相試樣，可以看出裂紋靠近拐角處并向零件內(nèi)部延伸，呈直線型，裂紋兩邊存在嚴(yán)重密度差，表明粉末填充非常不均勻。

　　后經(jīng)考察可知：由于該零件非常長，為一上沖二下沖，而壓制過程選用的是機(jī)械式壓機(jī)，模沖的行程比較難調(diào)整，如果兩下沖壓制不同步，便會(huì)在臺(tái)階處產(chǎn)生剪切裂紋。

　　2.燒結(jié)過程中的缺陷

　　表面融化

　　某零件燒結(jié)后表面產(chǎn)生局部熔化，沿熔化區(qū)域取樣制備金相試樣，其顯微組織形貌如圖所示。分析可知，此缺陷應(yīng)該是由于大量石墨團(tuán)聚，在高溫下(高于液相開始形成溫度)燒結(jié)形成液相造成的。

　　由于零件內(nèi)部也發(fā)現(xiàn)了融化的團(tuán)聚區(qū)域，說明該混粉內(nèi)已存在石墨團(tuán)聚，應(yīng)該檢查壓制前所有步驟，比如粉末混合是否有團(tuán)聚，是否有過篩，篩網(wǎng)是否干凈，料斗和送粉管是否未定期清潔導(dǎo)致細(xì)粉團(tuán)聚。如果此類缺陷僅出現(xiàn)在表面而且位置比較固定，應(yīng)該是壓制模具某一個(gè)位置異常導(dǎo)致的。

　　硬度異常

　　生產(chǎn)某純鐵粉末冶金零件時(shí)發(fā)現(xiàn)某些零件燒結(jié)后硬度偏高，取 OK件和NG件腐蝕后進(jìn)行金相分析。 OK件顯示的顯微組織為正常的純鐵素體，而NG件的顯微組織中除了鐵素體外還發(fā)現(xiàn)了細(xì)針狀的鐵的氮化物以及極少量的馬氏體。由于零件在分解氨中燒結(jié)，如果氨分解不徹底，殘余氨在高溫下會(huì)促使零件滲氮，從而形成鐵的氮化物，甚至出現(xiàn)馬氏體，使表面硬度增高。

　　3.熱處理過程中的缺陷

　　硬度異常

　　使用赫格納斯擴(kuò)散合金粘接粉Dis.AB(Fe-Ni-Cu-Mo)加 0.15%C(質(zhì)量分?jǐn)?shù))生產(chǎn)某零件，需要進(jìn)行熱處理提高硬度，熱處理工藝為滲碳淬火后回火，熱處理后發(fā)現(xiàn)零件硬度偏低。

　　腐蝕分析后可知熱處理參數(shù)的滲碳溫度太低，導(dǎo)致零件在奧氏體化溫度時(shí)未能完全奧氏體。而細(xì)珠光體的出現(xiàn)是由于碳含量低，在此冷卻速率下未能避開珠光體形成區(qū)域。

　　使用Fe-Cu-C生產(chǎn)的零件在進(jìn)行表面滲碳處理后硬度異常升高，觀察腐蝕后的顯微組織發(fā)現(xiàn)大量粗大的片狀高碳馬氏體及殘余奧氏體，在表面還出現(xiàn)了很多白色碳化物，如圖所示。這是由于零件表面滲碳過度，碳含量過高導(dǎo)致形成了滲碳體。

　　一般而言，如果在熱處理后發(fā)現(xiàn)有碳化物存在，除了滲碳熱處理過程中碳勢過高或者時(shí)間過長導(dǎo)致之外，燒結(jié)過程中如果滲碳，也會(huì)造成表面形成碳化物，最好有燒結(jié)件進(jìn)行確認(rèn)。

　　尺寸異常

　　使用鐵銅碳材料生產(chǎn)某環(huán)形零件，進(jìn)行了滲碳熱處理后發(fā)現(xiàn)硬度偏高，尺寸偏大。對(duì)比顯微組織可知OK件和NG件都為馬氏體組織，但NG件的馬氏體更粗大而且出現(xiàn)了少量殘余奧氏體，說明NG件得碳含量較高導(dǎo)致高碳馬氏體和殘余奧氏體出現(xiàn)。造成碳含量偏高的原因可能是滲碳熱處理過程中碳勢過高或者時(shí)間過長，另外如果燒結(jié)過程存在滲碳也會(huì)導(dǎo)致后續(xù)熱處理硬度偏高。

　　粉末冶金零件相比鋼件來說，殘留的孔隙使得其滲碳過程更加快速，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整工藝以得到合適的組織及滲碳層深度。

　　冶金技術(shù)要求有哪些

　　1、粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織。

　　2、粉末冶金技術(shù)可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。

　　3、粉末冶金技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)近凈形成形和自動(dòng)化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。

　　4、粉末冶金技術(shù)可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。

　　5、粉末冶金技術(shù)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。

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