*1 st =0.9087 mt
P/M Parts
Other Uses
North America copper and copper base powder
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料的主要应用
• 粉末冶金零件市场
汽车工业是粉末冶金零件的最大应用市粉场末冶金材料概述(1)
Automobile industry
的工艺来制造。 5）非平衡材料的合成例如非晶，微晶和亚稳合金。 6）具有独特组分或不常用形状的特殊附件的工艺。
粉末冶金材料概述(1)
st*
30,000
25,000
20,000
15,000
10,000
5,000
0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
粉末冶金材料概述(1)
• 随后出现Au(300年)、Ag、Cu、Sn (1000年)、Pt 粉及Pt块(1800年）；
• 1910年Coolidge发明电灯W丝，奠定了近代粉末 冶金的基础；
• 1914年WC、MoC粉末出现（德国）； • 1923年德国Krupp公司生产硬质合金，导致了金
属切削技术的革命； • 1956年后大量铁基、铝基零件上市； • 1969年机械合金化技术出现； • 20世纪80年代后，PM制品，如蜗轮引擎零件广
• 纳米材料与纳米结构?
粉末冶金材料概述(1)
• 粉末成形技术
• 喷射沉积*
• 注射成形
• 挤压成形
• 粉末锻造
• 粉末轧制*
• 温压成形*
• 冷热等静压及特种固结技术
• 爆炸成形*
粉末冶金材料概述(1)
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/29
粉末冶金材料概述(1)
P/M parts content in a typical vehicle 粉末冶金材料概述(1)
st*
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0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
• 2000、2005 及2010年国 内粉末冶金 零件的总需 求量,单位/吨
粉末冶金材料概述(1)
• 国外市场
– 世界粉末冶金零件总产量约为60万吨，我国 约占4%，世界上超过1万吨/年的粉末冶金厂 家约为12个。
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粉末冶金材料概述(1)
•粉末冶金技术与材料发展
• 公元前3000年以前，古埃及人制造铁器；公元 前2300年左右出现块炼铁技术：固相碳还原铁 矿石（800~1000C）。通过高温锻焊成各种器 件。如公元300年左右印度的Dehli Piller, 重6吨； 我国西汉（公元前113年）的刘胜墓出土的错 金书刀等。1930年Hoganas公司开始用固相还 原法生产海绵铁。
粉末冶金材料概述(1)
St*
*1st=0.9078
**Reflects P/M grade powders only includes stainless steels after 1996
Sourse:MPIF,JPMA,EPMA
International iron and steel powder Metal powder in
粉末冶金材料概述(1)
2020/11/29
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金技术的特点
原料粉末
成形
烧结
金属材料、复合材料、各种类型制品
基本特点：原料、无熔化、材料生产过程
采用PM技术制备材料/产品的优点：
• 制品的致密度可控，如多孔材料、高密度材料等； • 晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析； • 近型成形，原材料利用率高>95%； • 少无切削，切削加工仅40~50%； • 材料组元可控，利于制备复合材料； • 制备难熔金属、陶瓷材料与核材料。
• 技术特征： • 技术多样性;
粉末制备、成形、烧结技术多选择
• 工艺复杂性; • 手段先进性；
压机、烧结炉等设备与最新科技结合
• 性能优异性； • 零件复杂性； • 规模扩大性； • 成本低廉性。
Goto
压机：普遍采用模架系列压 机和多功能压机，可一次成 形形状十分复杂的粉末冶金 零件； 烧结方面：网带炉、步进梁 炉和推杆式炉，都配有空分 氮+分解氨+丁烷裂化保护 气装置，炉内进行碳势控制 ，露点控制由微机统一管理 ，基本实现全自动控制； 精整工艺：自动送料+定位 装置
• 工艺过程的变异 粉末直接成形
• 多学科交叉点 技术手段、应用领域
• 特异性能、规模化、低成本
粉末冶金材料概述(1)
发展方向举例
1）铁基结构合金的高精度﹑高质量﹑大数量产品。 2）致密高性能材料，主要是理想的密度和牢固性。 3）难加工材料的制造，全密度具有统一微观结构的高性
能合金。 4）特殊合金，主要为包含有多相的组分，通过增强密度
泛应用于航空。
粉末冶金材料概述(1)
三个重要标志
• 克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难； 如：1909年钨丝、1923年硬质合金
• 粉末冶金方法生产多孔材料的成功； 如：1930年含油轴承、轴瓦
• 粉末冶金新工艺、新材料的发展； 如：粉末注射成形、金属陶瓷
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பைடு நூலகம்粉末冶金材料概述(1)
现代粉末冶金技术与发展
15.6kg(34.5lb) 16.3kg(36lb) 17kg(37.5lb) 17.7kg(39lb) 18.4kg(40.5lb) 19.5kg(43lb)
Japan 3.03kg(6.7lb) 3.78kg(8.3lb) 4.3kg(9.5lb) 5.55kg(12.21lb) 6.64kg(14.6lb) 6.7kg(14.8lb) 6.52kg(14.41lb) 6.65kg(14.6lb) 7.17kg(15.8lb)
7.3kg(16lb) 7.6kg(16.7lb) 8.0kg(17.6lb)
Europe 2.5kg(5.5lb)
3.2kg(7lb) 4.1kg(9lb) 5.7kg(12.5lb) 6.1kg(13.46lb)
7.02kg(15.5lb) 7.4kg(16.3lb) 8.2kg(18lb) 8.1kg(17.8lb) 8.3kg(18.3lb) 8.7kg(19lb) 9.0kg(19.8lb)
粉末冶金材料概述(1)
• PM Production of notch segment for truck transmission
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
• 采用PM技术制备材料/产品的缺点：
• 原料粉末价格较贵； • 模具成本高，靠产量规模降低费用； • 烧结制品残余孔隙影响性能； • 氧和杂质含量较高； • 制备高纯活性金属困难；
International copper and copper base powders in 2004
粉末冶金材料概述(1)
1980 1985 1987 1990 1994 1995 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
North America 7.7kg(17lb) 8.6kg(19lb) 8.8kg(19.5lb) 10.9kg(24lb) 12.2kg(27lb) 12.7kg(28lb) 14kg(31lb) 14.9kg(33lb)
300人，年销售额1.8亿元，人 均年销售额60万元； 国内一般粉末冶金厂
人均年销售2万元。
粉末冶金材料概述(1)
• 发展趋势
• 辐射领域越来越广
材料、应用
• 工艺过程的变异
粉末直接成形
• 多学科交叉点
技术手段、应用领域
• 朝特异性能、规模化、低成本方
向发展
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课程结构与内容
• 粉末冶金材料的孔隙特征 • 孔隙对粉末冶金材料性能的影响 • 提高粉末冶金材料致密度的途径 • 粉末冶金材料的强韧化 • 粉末冶金结构材料 • 高性能粉末冶金材料及其制备工艺
粉末冶金材料概述(1)
• 粉末制备技术
• 雾化制粉* • 还原法 • 机械合金化* • 气相沉积 • 溶胶凝胶* • 自蔓燃反应合成*
are reported
PM Connecting rod used in BMW engines
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
• OIL PUMP GEARS • SYNCHRONISATION SYSTEM
•ROCKER ARMS
粉末冶金材料概述(1)
Mechanical industry
粉末冶金材料概述(1)
• 典型的汽车用粉末冶金零部件 • Main Bearing Cap Set
• VALVE SEAT AND VALVE GUIDE
粉末冶金材料概述(1)
• CONNECTING RODS
– Connecting Rod (fracture split) Ford Motor Company has already used more than 25 million Powder Forged (PF) connecting rods ；Total cost savings of over 20%