高合金粉末冶金材料

硬质合金粉末模盒压机安全自动控制系统

设计方案

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。

粉末首先要成型为所需形状的坯块。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。

本方案是为一台60吨液压成型机设计的安全自动控制系统。应用户的要求系统采用继电器控制电路，采用安全光栅保护。

1. 设计思路

本方案是基于提高生产效率，增强安全防护性能的思路进行的设计。

1.1操作流程

压机采用单循环操作。模盒放入工位后，按下启动按钮（AN1）压机开始自动运行。上油缸缓慢下压至下限位（）将模盒压紧，振动

气缸进行振动3~5秒，振

粉末冶金

粉末冶金定义:生产金属粉末和用金属粉末（也包括非金属粉末）作为原料经过成型和烧结生产金属材料、复合材料和各种类型制品的冶金工程与材料科学和机械零件制造技术。 超硬材料:立方氮化硼金刚石工具金属粉末中金属或合金组元不能低于98%～99%。 粉末冶金生产工艺由三大步骤组成：（1）粉末生产（2）粉末成型（3）成形坯烧结 一、粉末生产：单颗粒：粉末中能将其分开并可独立存在的最小实体称为单颗粒。 单颗粒如果以某种方式聚集就构成所谓的二次颗粒，二次颗粒又称为聚合体或凝集颗粒.其中的原始颗粒就称为一次颗粒。粒度仅指单颗粒而言，粒度组成则针对整个粉末体 粉末生产中，一般由金属气态或熔融液态转变成粉末时，粉末颗粒形状趋于球形；由固态转变为粉末时，粉末颗粒形状趋于不规则形。水溶液电解法制备的粉末多数呈树枝状， 粉末颗粒形状对其工艺性能的影响：①表面光滑的球形粉末，流动性好，松装密度高，在相同压制条件下，压坯密度高。多角形和树枝状粉末则较差。 ②形状复杂的粉末流动性比球形粉末差，但粉末之间机械啮合力增高，所以在相同压力下，树枝状粉末压坯强度高，片状和球形粉则较差。 ③一般能提高压坯强度的粉末，压坯脱模后弹性后效减小。在烧结时，粉末颗粒形状复杂，表面粗糙，

公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能 <一> GB/T14667.1-93

化学成分% 材料 烧 结 铁 牌号 F0001J F0002J F0003J F0101J F0102J F0103J C化合 ≤0.1 Cu — Mo — 密度D g/cm3 ≥6.4 余量 ≤1.5 ≥6.8 ≥7.2 ≥6.2 余量 ≤1.5 ≥6.4 ≥6.8 Fe 其它 余量 ≤1.5 ≥6.2 ≥6.4 ≥6.8 ≥6.2 ≥6.4 ≥6.8 ≥6.2 ≥6.4 ≥6.8 ≥6.4 ≥6.8 抗拉强度ob MPa ≥100 ≥150 ≥200 ≥100 ≥150 ≥200 ≥150 ≥200 ≥250 ≥200 ≥250 ≥300 ≥250 ≥350 ≥500 ≥400 ≥550 物理机械性能 延伸率 冲击韧性a k % (无切口)J/cm2 ≤3.0 ≤5.0 ≥5.0 ≥10.0 ≥7.0 ≥20.0 ≥1.5 ≥5.0 ≤2.0 ≥10.0 ≥3.0 ≥15.0 ≥1.0 ≥1.5 ≥2.0 ≥0.5 ≥0.5 ≥1.0 ≥0.5 ≥0.5 ≥0.5 ≥0.5 ≤0.5 ≥5.0 ≥10.0 ≥10.0 ≥3.0 ≥5.0 ≥5.0

粉末冶金行业材料2010

２０10 特 刊

（总第108、109期）

２０10年9月15日

● 中国机协粉末冶金专业协会六届三次常务理事会工作会议在京召开

● 2009年中国粉末冶金零件生产进展 ● 北美粉末冶金产业现状-2010 ● 日本粉末冶金零件生产概况-2009 ● 公认的绿色技术-粉末冶金

● 日立粉末冶金（东莞）有限公司概况 ● PMG上海中国有限公司简介 ● 编后语

● 关于开展2010年中国机械通用零部件行业技术创新产品活动的通知

粉末冶金行业材料2010

中国机协粉末冶金专业协会 六届三次常务理事会工作会议在京召开

中国机协粉末冶金专业协会六届三次常务理事会工作会议于2010年8月11 -12日在北京召开。到会代表：会长芦德宝、名誉会长倪冠曹；副会长李庆安、申承秀、刘起、徐同、赵继华、刘和气、上海汽车粉末冶金有限公司宗华辉总工程师、兴城粉末冶金有限公司苏东瀛总经理助理、东睦新材料集团股份有限公司副总经理、协会副秘书长曹阳；

中国机械通用零部件工业协会常务副理事长兼秘书长王长明、副秘书长姚海光到会指导并讲话；

会议还特别邀请了中国钢研科技集团公司总经理助理、中国钢协秘书长韩伟、院长助理李小黎；顾问韩凤麟教授及老专家李祖德、李策出席会议；

本次会议协办单

粉末冶金成形技术综述

粉末冶金成形技术综述

***

（***大学，材料科学与工程学院，***，***）

摘 要：粉末冶金成形技术包括温压技术、流动温压技术、模壁润滑技术、高速压制技术等新技术。认为粉末冶金新技术、新工艺的不断出现，必将促进高技术产业的快速发展。

关键词：粉末冶金；成形；新技术

Overview of the Formation Technology of Powder Metallurgy

***

(School of Materials Science and Engineering, ***, *** ,***, China)

Abstract: The formation technology of powder metallurgy includes the warm compaction technology, the warm flow compaction technology, the mold wall

lubrication technology and the high velocity compaction technology. The unceasing appearance of the new technolog

公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能 <一> GB/T14667.1-93

化学成分% 材料 烧 结 铁 牌号 F0001J F0002J F0003J F0101J F0102J F0103J C化合 ≤0.1 Cu — Mo — 密度D g/cm3 ≥6.4 余量 ≤1.5 ≥6.8 ≥7.2 ≥6.2 余量 ≤1.5 ≥6.4 ≥6.8 Fe 其它 余量 ≤1.5 ≥6.2 ≥6.4 ≥6.8 ≥6.2 ≥6.4 ≥6.8 ≥6.2 ≥6.4 ≥6.8 ≥6.4 ≥6.8 抗拉强度ob MPa ≥100 ≥150 ≥200 ≥100 ≥150 ≥200 ≥150 ≥200 ≥250 ≥200 ≥250 ≥300 ≥250 ≥350 ≥500 ≥400 ≥550 物理机械性能 延伸率 冲击韧性a k % (无切口)J/cm2 ≤3.0 ≤5.0 ≥5.0 ≥10.0 ≥7.0 ≥20.0 ≥1.5 ≥5.0 ≤2.0 ≥10.0 ≥3.0 ≥15.0 ≥1.0 ≥1.5 ≥2.0 ≥0.5 ≥0.5 ≥1.0 ≥0.5 ≥0.5 ≥0.5 ≥0.5 ≤0.5 ≥5.0 ≥10.0 ≥10.0 ≥3.0 ≥5.0 ≥5.0

粉末冶金粉体常见的制备方法及综述 Powder metallurgy powder and preparation method of common

摘要： 粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。粉末冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。目前，我国粉末冶金行业整体技术水平低下、工艺装备落后，与国外先进技术水平相比存在较大差距。本文介绍了粉末冶金粉体的制备方法，包括物理方法和化学方法，物理法包括机械粉碎法，化学法包括气相沉积法、雾化法和电解法，气相沉积法、雾化法和电解法目前在工业上已经得到了广泛的应用。

关键词：粉末冶金；粉体；气相沉积法，雾化法，电解法 Abstract: the method of powder metallurgy originated in three thousand years . Manufacture of iron for the first method is essentially by powder metallurgy metho

第二章

1.概念

? ? ? ? ?

粉末（粉末体）：粒度小于1000 μm的颗粒的集合体（包括固体颗粒与颗粒间的孔隙） 粉末颗粒：组成粉末的固体微粒

一次颗粒（单颗粒）：制粉过程中最先制成的能够独立存在并相互分开的颗粒 二次颗粒：二个或二个以上的一次颗粒聚集而成的有一定结合强度的颗粒聚集体 团粒：单颗粒或二次颗粒靠范德华引力粘结而成的聚合体。造粒的产物

2.比表面积： Sw （m2/g）指单位质量粉末具有的表面积

体积比表面：Sv （m2/cm3）指单位体积粉末具有的表面积

气体透过法测外比表面（测二次颗粒）BET吸附法测量比表面积（测量一次颗粒）

3.粉末颗粒密度

真密度: 粉末材料理论密度D1 D1= m/（V-V孔）= m/（V-V开-V闭） 有效密度（比重瓶密度）：包含闭孔隙在内的密度D2 D2= m/（V-V开）

似密度（表观密度）: 包含开、闭孔隙在内的粉末密度D3 D3= m/ V （V—颗粒总体积； V孔—孔隙体积；V开、V闭—开、闭孔体积）D3

4.工艺性能

（1）松装密度：粉末在自然充

第一章

1.碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些？ 答：铁氧化物的还原过程是分段进行的，即从高价氧化铁到低价氧化铁，最后转变成金属：Fe2O3→Fe3O4→Fe。固体碳还原金属氧化物的过程通常称为直接还原。当温度高于570°时，分三阶段还原：Fe2O3→Fe3O4→浮斯体（FeO·Fe3O4固溶体）→Fe

3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=3FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2 当温度低于570°时，由于氧化亚铁不能稳定存在，因此，Fe3O4直接还原成金属铁 Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2 影响因素：（1）原料①原料中杂质的影响②原料粒度的影响 （2）固体碳还原剂①固体碳还原剂类型的影响②固体还原剂用量的影响（3）还原工艺条件①还原温度和还原事件的影响②料层厚度的影响③还原罐密封程度的影响（4）添加剂①加入一定的固体碳的影响②返回料的影响③引入气体还原剂的影响④碱金属盐的影响⑤海绵铁的处理 制取铁粉的主要还原方法有哪些？比较其优缺点。

2、发展复合型铁粉的意义何在？

答：高密度、高强度、高精度粉末冶金铁基零件需要复合型铁粉。所谓复合型粉末是指用 气体或液体雾化法

第一章

1.碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些？ 答：铁氧化物的还原过程是分段进行的，即从高价氧化铁到低价氧化铁，最后转变成金属：Fe2O3→Fe3O4→Fe。固体碳还原金属氧化物的过程通常称为直接还原。当温度高于570°时，分三阶段还原：Fe2O3→Fe3O4→浮斯体（FeO·Fe3O4固溶体）→Fe

3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=3FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2 当温度低于570°时，由于氧化亚铁不能稳定存在，因此，Fe3O4直接还原成金属铁 Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2 影响因素：（1）原料①原料中杂质的影响②原料粒度的影响 （2）固体碳还原剂①固体碳还原剂类型的影响②固体还原剂用量的影响（3）还原工艺条件①还原温度和还原事件的影响②料层厚度的影响③还原罐密封程度的影响（4）添加剂①加入一定的固体碳的影响②返回料的影响③引入气体还原剂的影响④碱金属盐的影响⑤海绵铁的处理 制取铁粉的主要还原方法有哪些？比较其优缺点。

2、发展复合型铁粉的意义何在？

答：高密度、高强度、高精度粉末冶金铁基零件需要复合型铁粉。所谓复合型粉末是指用 气体或液体雾化法