金属粉末的制备方法及基本原理.

金属粉末的制备方法及基本原理

1 引言

金属粉末尺寸小,比表面积大,用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料的性质, 如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。这些特殊性质使得金属粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。

2 金属粉末的制备方法

2.1 机械法

机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。按照机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法,其优点是工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的纳米粉末。

2.1.1 球磨法

球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强,可连续操作,生产效率高,适用于干磨、湿磨,可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难[3]。

2.1.2 气流磨粉碎法

气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为:压缩气体经过特殊设计的喷嘴后,被加速为超音速气流,喷射到研磨机的中心研磨区, 从而带动研磨区内的物料互相碰撞,使

粉末粉碎变细; 气流膨胀后随物料上升进入分级区,由涡轮式分级器分选出达到粒度的物料,其余粗粉返回研磨区继续研磨, 直至达到要求的粒度被分出为止。整个

生产过程可以连续自动运行,并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小( 平均粒度在3~8 μm。气流磨粉碎法适于大批量工业化生产,工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中,必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源, 耗气量较大;只适合脆性金属及合金的破碎制粉。

2.2 物理法

物理法一般是通过高温、高压将块状金属材料熔化,并破碎成细小的液滴,并在收集器内冷凝而得到金属粉末,该过程不发生化学变化。目前研究和使用最多的物理法主要有等离子旋转电极法和气体雾化法。

2.2.1 等离子旋转电极法

等离子旋转电极法的原理是将金属或合金制成特定规格的棒料,然后装入旋转模腔,再将等离子枪移至棒料前,在等离子束的作用下,棒料端部开始熔化, 形成的液体受到离心力和液体表面张力的双重作用,被破碎成液滴飞离电极棒,最终冷凝成球形金属粉末[4]。该方法根据电极转速和等离子弧电流的大小调节控制粉末粒径。优点是所得粉末球形度好,氧含量低;缺点是粉末不易制取,每批次的材料利用率不高。

2.2.2 气体雾化法

气体雾化法是生产金属及合金粉末的主要方法之一。气体雾化的基本原理是用高速气流将液态金属流破碎成小液滴并凝固成粉末的过程。雾化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生产成本

低以及适应多种金属粉末的生产等优点, 已成为高性能及特种合金

粉末制备技术的主要发展方向。喷嘴是气体雾化的关键技术, 其结构和性能决定了雾化粉末的性能和生产效率。因此,喷嘴结构设计与性能的不断提高决定着气体雾化技术的进步。从雾化喷嘴结构设计的改进历程可以将雾化技术分为传统雾化技术和新型雾化技术。

2.2.2.1 传统雾化技术

传统雾化技术主要包括超声雾化技术、紧耦合雾化技术和高压气体雾化技术。超声雾化技术最初由瑞典人发明, 后由美国M IT 的Grant改造完善。这项技术利用2~2.5 M a的超音速气流和80~100 kHz的脉冲频率,气体介质压力为1.4~8.2 M Pa,气流的最高速度640 m/s,粉末冷凝速度可达104~105 K/s。用该方法制备的铝粉平均粒度可达到22 μm,且粉末呈表面光滑的球状。该项技术的优点是效率较高, 缺点是只能在金属液流直径小于5 mm 的情况下才具有较好的效果, 因此,适用于铝等低熔点金属粉末的生产,而对高熔点金属还处

于实验阶段。据报道,美国坩埚材料公司( CrucibleMaterials已引进该项技术进行工业化生产。紧耦合雾化技术是一种对限制式喷嘴结构进行改造的雾化技术。由于其气流出口至液流的距离达到最短[7],因而提高了气体动能的传输效率。这种技术目前已被大多数雾化设备采用。雾化粉末的特点是微细粉末收得率高,粒径小( 如铁合金粉末的平均粒度达10~20 μm,粒度分布窄,冷却速度高。高的冷却速度有利于快速冷凝合金或非晶合金粉末的生产。缺点是当雾化气压增加到一定值时,导液管出口处将产生正压, 使雾化过程不能进行; 在高压雾化下,导液管出口处将产生真空( 负压过低,使金属液流率增加,

不利于细粉末的产生。高压气体雾化技术是由美国爱荷华州立大学Ames实验室的Anderson 等人提出。该技术对紧耦合喷嘴结构进行进一步改进, 将紧耦合喷嘴的环缝出口改为20~24 个单一喷孔, 通过提高气压和改变导液管出口处的形状设计, 克服紧耦合喷嘴中存在

的气流激波,使气流呈超声速层流状态,并在导液管出口处形成有效

的负压[13]。这一改进有效提高了雾化效率。高压气体雾化技术在生产微细粉方面很有成效,且能明显节约气体用量。

2.2.2.2新型雾化技术

随着微细粉末在高新技术新材料中的应用,需要大量粒径小于

20 μm 或10 μm 的金属及合金粉末, 传统的雾化方法在生产这

类粉末时仍然存在不足:①细粉末的产出率低( 小于20% ;②气体消耗量大,生产成本高。为此,自20 世纪90 年代,人们对新型雾化技术进行大量的研究,并取得了可喜成果。这些新型雾化技术大大提高了微细粉末的收得率,并且正在进入工业化规模应用。新型雾化技术主要分为层流雾化技术、超声紧耦合雾化技术和热气体雾化技术3 类。层流雾化技术是由德国Nanoval公司等提出[14]。该技术对常规喷嘴进行了重大改进。改进后的雾化喷嘴雾化效率高,粉末粒度分布窄,冷却速度达

106~107 K/s。在2.0 M Pa的雾化压力下,以Ar或N2

为介质雾化铜、铝、316L 不锈钢等,粉末平均粒度达到10 μm。该工艺的另一个优点是气体消耗量低, 经济效益显著,并且适用于大多数金属粉末的生产。缺点是技术控制难度大,雾化过程不稳定,产量小( 金属质量流率小于1 kg/min,不利于工业化生产。Nanoval公司正致力于这些问题的解决。超声紧耦合雾化技术是由英国PSI公司提出。

该技术对紧耦合环缝式喷嘴进行结构优化, 使气流的出口速度超过

声速,并且增加金属的质量流率。在雾化高表面能的金属如不锈钢时, 粉末平均粒度可达20μm 左右, 粉末的标准偏差最低可以降至1.5μm。该技术的另一大优点是大大提高了粉末的冷却速度,可以生产快冷或非晶结的粉末[7]。从当前的发展来看, 该项技术设备代表了紧耦合雾化技术的新的发展方向,且具有工业实用意义,可以广泛应用于

微细不锈钢、铁合金、镍合金、铜合金、磁性材料、储氢材料等合金粉末的生产。近年来,英国的PSI公司和美国的HJF 公司分别对热气体雾化的作用及机理进行了大量的研究。HJF公司在1.72 M Pa压力下,将气体加热至200~400 ℃雾化银合金和金合金,得出粉末的平均粒

径和标准偏差均随温度升高而降低[15]。与传统的雾化技术相比,热气体雾化技术可以提高雾化效率, 降低气体消耗量,易于在传统的雾化设备上实现该工艺,是一项

具有应用前景的技术。但是,热气体雾化技术受到气体加热系统和喷嘴的限制,仅有少数几家研究机构进行研究。

2.3 物理- 化学法

物理-化学法是指在粉末制备过程中,同时借助化学反应和物理

破碎2 种方式而获得粉末的方法。该方法中最具代表性的是以氢气为反应介质的氢化-脱氢法( HDH。氢化脱氢法利用原料金属易吸氢增脆的特性, 在一定的温度下使金属与氢气发生氢化反应生成金属氢

化物, 然后借助机械方法将所得金属氢化物破碎成期望粒度的粉末, 再将破碎后的金属氢化物粉末中的氢在真空条件下脱除,从而得到金属粉末。氢化脱氢法已被成功用来制取Ti粉、Zr粉、Hf粉、Ta 粉、

NdFeB 磁粉等金属和合金粉末,是一项成熟的工艺技术[19,20]。其优点是操作简单,工艺参数易于控制,生产效率高,成本较低,适合工业化生产;缺点是只适用于易与氢气反应、吸氢后变脆易破碎的金属材料。

金属粉末制取方法概述

金属粉末制取方法概述 来源：粉体圈日期：2016年06月01日 金属粉末制取方法(粉体技术)，通常按转变的作用原理分为机械法和物理化学法两类，既可从固、液、气态金属直接细化获得，又可从其不同状态下的金属化合物经还原、热解、电解而转变制取。难熔金属的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或还原－化合方法制取。因制取方法不同，同一种粉末的形状、结构和粒度等特性常常差别很大。粉末的制取方法列表如下，其中应用最广的是还原法、雾化法、电解法。 金属粉末制取方法还原法： 利用还原剂夺取金属氧化物粉末中的氧,而使金属被还原成粉状。气体还原剂有氢、氨、煤气、转化天然气等。固体还原剂有碳和钠、钙、镁等金属。氢或氨还原，常用来生产钨、钼、铁、铜、镍、钴等金属粉末。碳还原常用来生产铁粉。用金属强还原剂钠、镁、钙等，可以生产钽、铌、钛、锆、钒、铍、钍、铀等金属粉末（见金属热还原）。用高压氢气还原金属盐类水溶液，可制得镍、铜、钴及其合金或包覆粉末（见湿法冶金）。还原法制成的粉末颗粒大多为海绵结构的不规则形状。粉末粒度主要取决于还原温度、时间和原料的粒度等因素。还原法可制取大多数金属的粉末，是一种广泛应用的方法。

雾化法： 雾化法将熔融金属雾化成细小液滴，在冷却介质中凝固成粉末。雾化法是用高压空气、氮气、氩气等（气体雾化）和高压水（水雾化）作喷射介质来击碎金属液体流。也有利用旋转盘粉碎和熔体自身（自耗电极和坩埚）旋转的离心雾化法，以及其他雾化方法如溶氢真空雾化、超声波雾化等。由于液滴细小和热交换条件好，液滴的冷凝速度一般可达到100～10000K/s,比铸锭时高几个数量级。因此合金的成分均匀，组织细小，用它制成的合金材料无宏观偏析，性能优异。气雾化粉末一般近球形，水雾化可制得不规则形状。粉末的特性如粒度、形状和结晶组织等主要取决于熔体的性能(粘度、表面张力、过热度)和雾化工艺参数（如熔体流直径、喷嘴结构、喷射介质的压力、流速等）。几乎所有可被熔化的金属都可用雾化法生产,尤其适宜生产合金粉末。此法生产效率高,并易于扩大工业规模。目前不仅用于大量生产工业用铁、铜、铝粉和各种合金粉末，还用来生产高纯净度(O2<100ppm)的高温合金、高速钢、不锈钢和钛合金粉末。此外，用激冷技术制取快速冷凝粉末（冷凝速度>100,000K/s）日益受到重视。用它可以制出高性能的微晶材料。 电解法： 在金属盐水溶液中通以直流电、金属离子即在阴极上放电析出，形成易于破碎成粉末的沉积层。金属离子一般来源于同种金属阳极的溶解，并在电流作用下自阳极向阴极迁移。影响粉末粒度的因素主要是电解液的组成和电解条件。一般电解粉末多呈树枝状，纯度较高,但此法耗电大,成本较高。电解法的应用也很广泛，常用来生产铜、镍、铁、银、锡、铅、铬、锰等多种金属粉末；在一定条件下也可制取合金粉末。对于钽、铌、钛、锆、铍、钍、铀等稀有难熔金属，常采用复合熔盐作为电解质以制取粉末。 机械粉碎法： 主要是通过压碎、击碎和磨削等作用将固态金属碎化成粉末。设备分粗碎和细碎两类。主要起压碎作用的有碾碎机、辊轧机、颚式破碎机等粗碎设备。主要起击碎和磨削作用的有锤碎机、棒磨机、球磨机、振动球磨机、搅动球磨机等粉碎设备。机械粉碎法主要适用于粉碎脆性的和易加工硬化的金属和合金，如锡、锰、铬、高碳铁、铁合金等，也用来破碎还原法制得的海绵状金属、电解法制取的阴极沉积物；还用于破碎氢化后发脆的钛，然后再脱氢制取细钛粉。机械粉碎法效率低，能耗大，多作为其他制粉法的补充手段，或用于混合不同性质的粉末。此外，机械粉碎法还包括旋涡研磨机，它靠两个叶轮造成涡流，使被气流所夹裹的颗粒相互高速碰撞而粉碎，可用于塑性金属的碎化。冷流破碎法是用高速高压

粉末冶金技术论文..

粉末冶金技术 摘要：粉末冶金是制取金属或用金属粉末（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，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程成为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切削或少切削的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。 关键词：粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇 Powder metallurgy technology (11 grade material class two) Abstract:Powder metallurgy is used for preparing metal or metal powder (or metal powder and metal powder mixture) as raw material, after forming and sintering, manufacture of metal materials, composite and various types of products technology.Powder metallurgy method and the production of ceramic have similar place, therefore, a series of new powder metallurgy technologies can also be used for preparing ceramic material. Powder metallurgy materials refers to the use of several kinds of metal powder or metal and non metal powder as raw material, through mixing, pressing, sintering process and made of materials.The process to become powder metallurgy method, is different from the melting and casting method.Its production process and ceramic products are similar, so called ceramic metal.Powder metallurgy method not only has some special properties of material preparation method, is also a kind of without cutting or less cutting processing method. It has high productivity, high material utilization rate, saving machine tools and production area etc..But the metal powder and high mold cost, product size and shape are subject to certain restrictions, flexibility is poor.Powder metallurgy method often used for the production of hard alloy, antifriction material, structural material, friction material, refractory metal materials, filter materials, metal ceramic, no segregation in high speed tool steel, magnetic materials, heat resistant materials. Key words:powder metallurgy, basic process, application, development trend, problems and opportunities

几种常见快速成型工艺的比较

几种快速成型方式的比较 几种常见快速成型工艺的比较 在快速领域里一直站主导地位快速成型工艺主要包括：FDM, SLA, SLS, LOM等工艺，而这几种工艺又各有千秋，下面我们在主 要看一下这几种工艺的优缺点比较： FDM(fused deposition Modeling)丝状材料选择性熔覆快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材（如工程塑料、聚碳酸酯）加热熔化进而堆积成型方法，简称丝状材料选择性熔覆. 原理如下：加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层画出截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。 这种工艺方法同样有多种材料可供选用，如工程塑料;聚碳酸酯、工程塑料PPSF: 以及ABS 与PC的混合料等。这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，并可安全地用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。专门开发的针对医用的材料ABS-i: 因为其具有良好的化学稳定性，可采用伽码射线及其他医用方式消毒，特别适合于医用。 FDM快速原型技术的优点是： 制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的污染；1次成型、易于操作且不产生垃圾；独有的水溶性支撑技术，使得去除支撑结构简单易行，可快速构建瓶状或中空零件以及一次成型的装配结构件； 原材料以材料卷的形式提供，易于搬运和快速更换。 可选用多种材料，如各种色彩的工程塑料以及医用ABS等 快速原型技术的缺点是：成型精度相对国外先进的SLA工艺较低，最高精度、成型表面光洁度不如国外 SLA：成型速度相对较慢光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography)原理的一种工艺的简称，是最早出现的一种快速成型技术。在树脂槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后，工作台下降一层

MIM金属粉末注射成形工艺介绍与对比

1 一、MIM 概念及工艺流程 金属粉末注射成形是传统粉末冶金技术与塑料注射成形技术相结合的高新技术，是小型复杂零部件成形工艺的一场革命。它将适用的技术粉末与粘合剂均匀混合成具有流变性的喂料，在注射机上注射成形，获得的毛坯经脱脂处理后烧结致密化为成品，必要时还可以进行后处理 生产工艺流程如下 配料→混炼→造粒→注射成形→化学萃取→高温脱粘→烧结→后处理→成品 二、MIM 技术特点 金属粉末注射成形结合了粉末冶金与塑料注射成形两大技术的优点，突破了传统金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制，同时利用塑料注射成形技术能大批量、高效率生产具有复杂形状的零件：如各种外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉通孔、盲孔、凹台、键销、加强筋板，表面滚花等 ·MIM 技术的优点 a.直接成形几何形状复杂的零件，通常重量0.1~200g b.表面光洁度好、精度高，典型公差为±0.05mm c.合金化灵活性好，材料适用范围广，制品致密度达95%~99%，内部组织均匀，无内应力和偏析 d.生产自动化程度高，无污染，可实现连续大批量清洁生产 ·MIM 与精密铸造成形能力的比较 ·MIM 与其他成形工艺的比较

三、MIM常用材质 四、几种MIM材料的基本性能 五、MIM产品典型应用领域 航空航天业：机翼铰链、火箭喷嘴、导弹尾翼、涡轮叶片芯子等 汽车业：安全气囊组件、点火控制锁部件、涡轮增压器转子、座椅部件、刹车装置部件等 电子业：磁盘驱动器部件、电缆连接器、电子封装件、手机振子、计算机打印头等 军工业：地雷转子、枪扳机、穿甲弹心、准星座、集束箭弹小弹等 日用品：表壳、表带、表扣、高尔夫球头和球座、缝纫机零件、电动玩具零件等 机械行业：异形铣刀、切削工具、电动工具部件、微型齿轮、铰链等 医疗器械：牙矫形架、剪刀、镊子、手术刀等 六、适合材质 不锈钢Fe合金Fe-Ni-Co合金钨钛合金工具钢高速钢硬质合金氧化铝氧化锆 2

粉末冶金制粉技术 全

粉末冶金制粉技术(一) 粉末冶金新技术、新工艺的应用，不但使传统的粉末冶金材料性能得到根本的改善，而且使得一批高性能和具有特殊性能的新一代材料相继产生。例如：高性能摩擦材料、固体自润滑材料、粉末高温合金、高性能粉末冶金铁基复合和组合零件、粉末高速钢、快速冷凝铝合金、氧化物弥散强化合金、颗粒增强复合材料，高性能难熔金属及合金、超细晶粒及涂层硬质合金、新型金属陶瓷、特种陶瓷、超硬材料、高性能永磁材料、电池材料、复合核燃料、中子可燃毒物、粉末微晶材料和纳米材料、快速冷凝非晶和准晶材料、隐身材料等。这些新材料都需要以粉末冶金作为其主要的或惟一的制造手段。 本章将简要介绍粉末冶金的基本工艺原理和方法，重点介绍近年米粉末冶金新技术和新工艺的发展和应用状况。 1.雾化制粉技术 粉末冶金材料和制品不断增多，其质量不断提高，要求提供的粉末的种类也愈来愈多。例如，从材质范围来看，不仅使用金属粉末，也要使用合金粉末、金属化合物粉末等；从粉末形貌来看，要求使用各种形状的粉末，如生产过滤器时，就要求球形粉末；从粉末粒度来看，从粒度为500～1000m的粗粉末到粒度小于0.1m的超细粉末。 近几十年来，粉末制造技术得到了很大发展。作为粉末制备新技术，第一个引人注目的就是快速凝固雾化制粉技术。快速凝固雾化制粉技术是直接击碎液体金属或合金并快速冷凝而制得粉末的片法。快速凝固雾化制粉技术最大的优点是可以有效地减少合金成分的偏析，获得成分均匀的合金粉末。此外，通过控制冷凝速率可以获得具有非晶、准晶、微晶或过饱和固溶体等非平衡组织的粉末。它的出现无论对粉末合金成分的设计还是对粉末合金的微观结构以及宏观特性都产生了深刻影响，它给高性能粉末冶金材料制备开辟了一条崭新道路，有力地推动了粉末冶金的发展。 雾化法最初生产的是像锡、铅、锌、铝等低熔点金属粉末，进一步发展能生产熔点在1600～1700℃以下的铁粉及其他粉末，如纯铜、黄铜、青铜、合金钢、不锈钢等金属和合金粉末。近些年，随着人们对雾化制粉技术快速冷凝特性的认识，其应用领域不断地拓宽，如高温合金、Al-Li合金、耐热铝合金、非晶软磁合金、稀土永磁合金、Cu-Pb和Cu-Cr假合金等。 借助高压液流(通常是水或油)或高压气流(空气、惰性气体)的冲击破碎金属液流来制备粉末的方法，称为气雾化或水(油)雾化法，统称二流雾化法；用离心力破碎金属液 流称为离心雾化；利用超声波能量来实现液流的破碎称为超声雾化。雾化制粉的冷凝速率一般为103～106℃／s。 2二流雾化 根据雾化介质(气体、水或油)对金属液流作用的方式不同，二流雾化法具有多种形式： (1)垂直喷嘴。雾化介质与金属液流互呈垂直方向。这样喷制的粉末一般较粗，常用来喷制铝、锌等粉末。 (2)V形喷嘴。两股板状雾化介质射流呈V形，金属液流在交叉处被击碎。这种喷嘴是在垂直喷嘴的基础上改进而成的，其特点是不易发生堵嘴。瑞典霍格纳斯公司最早用此法以水喷制不锈钢粉。

几种常见快速成型工艺优缺点比较

几种常见快速成型工艺优缺点比较 FDM 丝状材料选择性熔覆（FusedDepositionModeling）快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法，简称FDM。 丝状材料选择性熔覆的原理室，加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动。热塑性丝状材料（如直径为1.78mm的塑料丝）由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和溶化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。 这种工艺方法同样有多种材料选用，如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，小型系统可用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。但仍需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。由于甲基丙烯酸ABS（MABS）材料具有较好的化学稳定性，可采用加码射线消毒，特别适用于医用。但成型精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。 FDM快速原型技术的优点是： 1、制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的危险。 2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。 3、可快速构建瓶状或中空零件。 4、原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换。 5、原材料费用低，一般零件均低于20美元。 6、可选用多种材料，如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。

FDM快速原型技术的缺点是： 1、精度较低，难以构建结构复杂的零件。 2、垂直方向强度小。 3、速度较慢，不适合构建大型零件。 SLA 敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。 在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固的粘结在前一层上，如此重复不已，知道整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，即可取出工件，进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件，能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原型制作，或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具，以及作为金属喷涂模、环氧树脂模和其他软模的母模，使目前较为成熟的快速原型工艺。 SLA快速原型技术的优点是： 1、系统工作稳定。系统一旦开始工作，构建零件的全过程完全自动运行，无需专人看管，直到整个工艺过程结束。 2、尺寸精度较高，可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。 3、表面质量较好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。

金属粉末注射成型工艺讲解

新疆农业大学机械交通学院 2015-2016 学年一学期 《金属工艺学》课程论文 2015 年 12 月 班级机制136 学号220150038 姓名侯文娜 开课学院机械交通学院任课教师高泽斌成绩__________

金属粉末注射成型工艺概论 作者：侯文娜指导老师:高泽斌 摘要：金属注射成形时一种从塑料注射成形行业中引申出来的新型粉末冶金近净成型技术，这种新的粉末冶金成型方法称作金属注射成型。 关键词：金属粉末注射成型 一：金属粉末注射成型的概念和原理、 粉末冶金不仅是一种材料制造技术，而且其本身包含着材料的加工和处理，它以少无切削的特点越来越受到重视，并逐步形成了自身的材料制备工艺理论和材料性能理论的完整体系。现代粉末冶金技术不仅保持和大大发展了其原有的传统特点（如少无切削、少无偏析、均匀细晶、低耗、节能、节材、金属非金属及金属高分子复合等），而且已发展成为支取各种高性能结构材料、特种功能材料和极限条件工作材料、各种形状复异型件的有效途径。近年来，粉末冶金技术最引人注目的发展，莫过于粉末注射成型（MIN）迅速实现产业化，并取得突破性进展。 金属注射成型（Metal injection Molding），简称MIM，是传统的粉末冶金工艺与塑料成型工艺相结合的新工艺，是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科交叉的产物，是粉末冶金和精密陶瓷成型加工领域中的新技术，利用磨具可注射成型，快速制造高密度、高精度、复杂形状的结构零件，能够快速准确的将设计思想转变为具有一定结构、功能特性的制品，并可直接批量生产出零件，是制造技术行业一次新的变革。 其注射机理为：通过注射将金属粉末与粘结剂的混合物以一定的温度，速度和压力注入充满模腔，经冷却定型出模得到一定形状、尺寸的预制件，再脱出预制件中的粘结剂并进行烧结，可得到具有一定机械性能的制件。其成型工艺工艺流程如下：金属粉末，有机粘接剂—混料—成型—脱脂—烧结—后处理—成品。 二：金属粉末注射成型工艺流程 2.1金属粉末的选择：首先根据产品的技术要求和使用条件选择粉末的种类，然后决定粉末颗粒尺寸。金属粉末注射成型所用的粉末颗粒尺寸一般在 0.5-20μm；从理论上讲，粉末颗粒越细，比表面积也越大，颗粒之间的内聚力也越大，易于成型和烧结。而传统的粉末冶金工艺则采用大于40μm的较粗粉末。粉末的选择要有利于混炼、注射形成、脱脂和烧结，而这往往是互相矛盾的，对于MIM的原料粉末要求很细，MIM原料粉末价格一般较高，有的升值达到传统PM 粉末价格的10倍，这是目前限制MIM技术广泛应用的一个关键因素，目前生产MIM用原料粉末的方法主要有超高压水雾化法、高压气体雾化法等。 2.2粘接剂；粘接剂是MIM技术的核心，在MIM中粘接剂具有增强流动性

金属粉末的制备方法及基本原理.

金属粉末的制备方法及基本原理 1引言 金属粉末尺寸小，比表面积大，用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料 的性质，如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。这些特殊性质使得金属粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。 2金属粉末的制备方法 2.1机械法 机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。按照 机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法，其优点是工艺简单、产 量大，可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的纳米粉末。 2.1.1球磨法 球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速 率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强，可连续操作, 生产效率高，适用于干磨、湿磨，可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难［3］。 2.1.2气流磨粉碎法 气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为：压缩气体经过特殊设计的喷嘴后，被加速为超音速气流，喷射到研磨机的中心研磨区从而带动研磨区内的物料互相碰撞，使 粉末粉碎变细；气流膨胀后随物料上升进入分级区，由涡轮式分级器分选出达到 粒度的物料，其余粗粉返回研磨区继续研磨，直至达到要求的粒度被分出为止。整个生产过程可以连续自动运行，并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小（平均粒度在

3~8 ym气流磨粉碎法适于大批量工业化生产，工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中，必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源，耗气量较大；只适合脆性金属及合金的破碎制粉。 2.2物理法 物理法一般是通过高温、高压将块状金属材料熔化，并破碎成细小的液滴，并在 收集器内冷凝而得到金属粉末，该过程不发生化学变化。目前研究和使用最多的物理法主要有等离子旋转电极法和气体雾化法。 2.2.1等离子旋转电极法 等离子旋转电极法的原理是将金属或合金制成特定规格的棒料，然后装入旋转模腔，再将等离子枪移至棒料前，在等离子束的作用下，棒料端部开始熔化，形成的液体受到离心力和液体表面张力的双重作用，被破碎成液滴飞离电极棒，最终冷凝成球形金属粉末［4］。该方法根据电极转速和等离子弧电流的大小调节控制粉末粒径。优点是所得粉末球形度好，氧含量低；缺点是粉末不易制取，每批次的材料利用率不高。 2.2.2气体雾化法 气体雾化法是生产金属及合金粉末的主要方法之一。气体雾化的基本原理是用高速气流将液态金属流破碎成小液滴并凝固成粉末的过程。雾化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生产成本 低以及适应多种金属粉末的生产等优点，已成为高性能及特种合金 粉末制备技术的主要发展方向。喷嘴是气体雾化的关键技术，其结构和性能决定了雾化粉末的性能和生产效率。因此，喷嘴结构设计与性能的不断提高决定着气体雾化技术的进步。从雾化喷嘴结构设计的改进历程可以将雾化技术分为传统雾化技术和新型雾化技术。 2.221传统雾化技术 传统雾化技术主要包括超声雾化技术、紧耦合雾化技术和高压气体雾化技术。超

【CN109676147A】金属合金粉末制备装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910161526.0 (22)申请日 2019.03.04 (71)申请人 孟召阳 地址 071400 河北省保定市蠡县辛兴镇北 沙口村 (72)发明人 王书杰　孟静　孟召阳　 (51)Int.Cl. B22F 9/10(2006.01) (54)发明名称金属合金粉末制备装置(57)摘要本发明公开了一种金属合金粉末制备装置，涉及增材制造或者粉末冶金技术领域。所述装置包括从上到下设置的吸气熔炼室、制粉室、粉体暂存室以及二次粉碎球化室。本发明所述装置采用高压活性气氛环境下熔炼高温金属合金，来降低其熔点和界面张力，并提高金属合金熔体的流动性。通过高压活性气氛触发高压喷射，并经过离心雾化制备金属合金粉末。然后经过初次射频等离子加热，在活性元素析出动力作用下使高温金属合金粉末再次破碎，最后在经过二次射频等离子加热使得破碎的粉末熔化并球化，同时除去活性元素。所述装置具有产率高、粉体颗粒成分均匀、球形度高、 颗粒尺寸小且流动性好的特点。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 109676147 A 2019.04.26 C N 109676147 A

权　利　要　求　书1/1页CN 109676147 A 1.一种金属合金粉末制备装置，其特征在于：包括从上到下设置的吸气熔炼室（1）、制粉室（2）、粉体暂存室（3）以及二次粉碎球化室（4），所述吸气熔炼室（1）内设置有所述水冷铜坩埚（8），所述水冷铜坩埚（8）的外周设置有主加热感应线圈（7），所述吸气熔炼室（1）的底部设置有与所述制粉室（2）相连通的熔体喷嘴（12），所述熔体喷嘴（12）内设置有熔体喷嘴加热器（11），固态储气室（5）通过注气管（5-1）与所述吸气熔炼室（1）相连通，所述固态储气室（5）内设置有固态储气原料（6），且所述固态储气室（5）上设置有储气室加热器（5-2）；所述熔体喷嘴（12）的下侧的制粉室（3）内设置有离心雾化转盘（13），所述离心雾化转盘（13）的下方设置有等离子电极（14），用于对所述离心雾化转盘（13）进行加热，所述制粉室（2）的外侧设置有转盘驱动装置，用于驱动所述转盘转动；所述制粉室（2）的下端通过第一连通管与所述粉体暂存室（3）相连通，且所述第一连通管上设置有第一阀门（16），所述粉体暂存室（3）的下端通过第二连通管与所述二次粉碎球化室（4）的上端相连通，且所述第二连通管上设置有第二阀门（17），所述二次粉碎球化室（4）内从上到下设置有第一射频线圈（19）和第二射频线圈（20），所述第一射频线圈（19）和第二射频线圈（20）分别产生第一射频等离子体（18）以及第二射频等离子体（21），所述第一等离子体（18）和第二等离子体（21）依次对降落的金属合金粉末进行作用，抽真空系统（24）通过管路与所述二次粉碎球化室（4）相连通。 2.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述吸气熔炼室（1）内设置有红外测温仪（26），用于对所述水冷铜坩埚（8）内的熔体进行测温。 3.如权利要求1所述的金属合金粉末的制备装置，其特征在于：所述熔体喷嘴（12）的内孔与离心雾化转盘（13）的边缘相内切。 4.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述制粉室（2）上设置有与外侧相连通的第三连通管，所述第三连通管上设置有第三阀门（25）。 5.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述固态储气原料（6）为通过加热易于释放出活性气体的材料。 6.如权利要求5所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述固态储气原料（6）为氢化钛、氢化铝、氢化锂和/或氢化铝锂。 7.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述的金属合金为钛合金和/或镍合金。 8.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述第一射频线圈 （19）与第二射频线圈 （20）之间存在二次粉碎约束罩（22），用于防止初次雾化粉（15）破碎到处飞溅。 2

常用快速成型基本方法简介

1前言 快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的高新制造技术，是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。它集成了CA D技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。 与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。 2 快速成型的基本原理 快速成型技术采用离散/堆积成型原理，根据三维CAD模型，对于不同的工艺要求，按一定厚度进行分层，将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。再将数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码，在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层，并使之粘结而成形。实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加，从底至顶完成零件的制作过程。快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，所不同的是每种方法所用的材料不同，制造每一层添加材料的方法不同。

快速成型的基本原理图 快速成型的工艺过程原理如下: (1)三维模型的构造:在三维CAD设计软件中获得描述该零件的CAD文件。一般快速成型支持的文件输出格式为STL模型，即对实体曲面做近似的所谓面型化(Tessellation)处理，是用平面三角形面片近似模型表面。以简化CAD模型的数据格式。便于后续的分层处理。由于它在数据处理上较简单，而且与CAD系统无关，所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的标准，每个三角面片用四个数据项表示。即三个顶点坐标和一个法向矢量，整个CAD模型就是这样一个矢量的集合。在一般的软件系统中可以通过调整输出精度控制参数，减小曲面近似处理误差。如Pre/1E软件是通过选定弦高值(ch-chordheight)作为逼近的精度参数。 (2)三维模型的离散处理:在选定了制作(堆积)方向后，通过专用的分层程序将三维实体模型(一般为STL模型)进行一维离散，即沿制作方向分层切片处理，获取每一薄层片截面轮廓及实体信息。分层的厚度就是成型时堆积的单层厚度。由于分层破坏了切片方向CAD模型表面的连续性，不可避免地丢失了模型的一些信息，导致零件尺寸及形状误差的产生。切片层的厚度直接影响零件的表面粗糙度和整个零件的型面精度，每一层面的轮廓信息都是由一系列交点顺序连成的折线段构成。所以，分层后所得到的模型轮廓已经是近似的，层与层之间的轮廓信息已经丢失，层厚越大丢失的信息越多，导致在成型过程中产生了型面误差。

纳米金属粉末制备方法综述

摘要纳米粉末具有特殊性质, 并在各个领域得到广泛应用。本文详细介绍了制备纳米粉末的方法, 如机械法、物理法和化学法，和这些方法的原理、技术特点、研究进展和局限性。最后提出目前仍需解决的一些问题并对纳米金属粉末新的制备方法做出展望。 关键词纳米粉末;制备方法;机械法;物理法;化学法 一．绪论 超细粉末的概念于20世纪60年代提出,粉末的粒度一般要求小0.1um( 100nm),即在1~ 100nm间,故超细粉末又称作纳米粉末。由于纳米微粒本身的结构与常规材料不同,所以具有许多新奇的特性。比如纳米金属粉末就具有不同普通材料的光、电、磁、热力学和化学反应等方面的奇异性能, 是一种重要的功能材料,具有广泛的应用前景。现已在国防、化工、轻工、航天、冶金等领域得到重要应用,因而引起了人们的注意。80年代以来, 纳米粉末作为一种新型材料,已引起了各国政府及科学家的极大重视,美国、日本、西欧等发达国家都将其列入发展高技术的计划中,投入了相当的人力和物力,例如美国的“星球大战”计划、西欧各国的“尤里卡”计划、日本 1981 年开始实施的“高技术探索研究”计划以及我国的“863”计划,都列入了纳米材料的研究和开发。目前一些纳米粉末,如钛酸钡、氮化硅、氧化锆等已经实现了商品化。我国在纳米粉末研究方面起步较晚,80年代后期才开始比较系统的研制开发。近年来取得一些成效,特别是一些大学和研究所在理论研究和实验室规模中试水平上有了较大的发展。但总的说来,我国在这一领域与世界先进水平相比, 仍有一定差距。本文将重点介绍目前已研究的纳米粉末的制备方法。 二．方法综述 2.1机械法 机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。按照机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法,其优点是工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的超细纳米粉末。 2. 1. 1球磨法 球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强,可连续操作,生产效率高,适用于干磨、湿磨,可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难。 2. 1. 2气流磨粉碎法 气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为:压缩气体经过特殊设计的喷嘴后,被加速为超音速气流,喷射到研磨机的中心研磨区,从而带动研磨区内的物料互相碰撞,使粉末粉碎变细;气流膨胀后随物料上升进入分级区,由涡轮式分级器分选出达到粒度的物料,其余粗粉返回研磨区继续研磨, 直至达到要求的粒度被分出为止。整个生产过程可以连续自动运行,并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小(平均粒度在3～ 8 μ m)。气流磨粉碎法适于大批量工业化生产,工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中,必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源,耗气量较大;只适合脆性金属及合金的破碎制粉。

粉末冶金成形技术

第四章粉末冶金成形技术 一、粉末冶金成形定义： 用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作原料，采用压制、烧结及后处理等工序来制造某些金属材料、复合材料或制品的工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺相似，因此粉末冶金成型技术又常常叫金属陶瓷法。 方法：将均匀混合的粉末材料压制成形，借助粉末原子间的吸引力和机械啮合作用，使制品结合成为具有一定强度的整体，然后再高温烧结，进一步提高制品的强度，获得与一般合金相似的组织。 二、粉末冶金材料或制品 1. 难熔金属及其合金（如钨、钨——钼合金）； 2. 组元彼此不相溶，熔点十分悬殊的特殊性能材料，如钨——铜合金； 3. 难溶的化合物或金属组成的复合材料（如硬质合金、金属陶瓷） 三、粉末冶金成型技术特点： 1. 某些特殊性能材料的唯一成型方法； 2. 可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削的生产工艺； 3. 节约材料和加工工时； 4. 制品强度较低； 5. 流动性较差，形状受限； 6. 压制成型的压强较高，制品尺寸较小； 7. 压模成本较高。 四、粉末冶金成形过程 原始粉末+添加剂→混合→压制成型→烧结→零件成品 五、粉末冶金工艺理论基础 一）、金属粉末的性能 金属粉末的性能对其成型和烧结过程及制品质量有重要影响，分为化学成分、物理性能和工艺性能。 固态物质按分散程度不同分为致密体、粉末和胶体。 致密体：通常所说的固体，粒径在1mm以上； 胶体微粒：粒径在0.1μm以下； 粉末体或简称粉末：粒径介于二者之间。 1. 粉末的化学成分 主要金属或组元的含量，杂质或夹杂物的含量，气体的含量。 金属的含量一般不低于98-99%。 2. 粉末的物理性能 1）颗粒形状：球状、粒状、片状和针状。影响粉末的流动性、松装密度等。 2）粒度：粉末颗粒的线性尺寸，用“目”来表示，用筛分法等测量。对压制时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有影响。 3）粒度分布：按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、数量或体积）所占的百分比。对粉末的压制和烧结有影响。 4）颗粒比表面积：单位质量粉末的总表面积，可算出颗粒的平均尺寸。对粉末的压制和烧结有影响。 3. 粉末的工艺性能 1）流动性：粉末的流动能力，用50g粉末在规定条件下从标准漏斗中流出所需的时间来表示,单位为s/50g。

金属粉末选择性激光烧结快速成型技术介绍

金属粉末选择性激光烧结快速成型技术介绍 介绍了选择性激光烧结技术的工作原理。简述了选择性激光烧结的三种典型金属粉末成型工艺。指出了选择性激光烧结技术成型金属零件所存在的一些问题和选择性烧结技术的发展前景。 1 引言 选择性激光烧结(以下简称SLS)技术最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl Deckard于1989年在其硕士论文中提出的。后美国DTM公司于1992年推出了该工艺的商业化生产设备Sinter Sation。几十年来，奥斯汀分校和DTM公司在SLS领域做了大量的研究工作，在设备研制和工艺、材料开发上取得了丰硕成果。德国的EOS公司在这一领域也做了很多研究工作，并开发了相应的系列成型设备。 国内也有多家单位进行SLS的相关研究工作，如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公司等，也取得了许多重大成果，如南京航空航天大学研制的RAP-I型激光烧结快速成型系统、北京隆源自动成型有限公司开发的AFS 一300激光快速成型的商品化设备。 2 SLS技术的工作原理 选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。SLS技术的快速成型系统工作原理见图1。 整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉.控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠

MIM(金属粉末注塑成型)技术介绍

MIM(金属粉末注塑成型)技术介绍 MIM是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一种全新的金属零部件近净成形加工技术，是近年来粉末冶金学科和工业领域中发展十分迅猛的一项高新技术。MIM的工艺步骤是：首先选取符合MIM要求的金属粉末与有机粘结剂在一定温度条件下采用适当的方法混合成均匀的喂料，然后经制粒后在加热塑化状态下用注射成形机注入模具型腔内获得成形坯，再经过化学或溶剂萃取的方法脱脂处理，最后经烧结致密化得到最终产品。 MIM产品的特点： 1、零部件几何形状的自由度高，能像生产塑料制品一样，一次成形生产形状复杂的金属零部件; 2、MIM产品密度均匀、光洁度好，表面粗糙度可达到Ra 0.80～1.6μm，重量范围在0.1～200g。尺寸精度高（±0.1%～±0.3%），一般无需后续加工; 3、适用材料范围宽，应用领域广，原材料利用率高，生产自动化程度高，工序简单，可实现连续大批量生产; 4、产品质量稳定、性能可靠，制品的相对密度可达95%～99%，可进行渗碳、淬火、回火等热处理。产品强度、硬度、延伸率等力学性能高，耐磨性好，耐疲劳，组织均匀; 国际上普遍认为MIM技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命，被誉为“21世纪最热门的零部件的成形技术”。 MIM技术优势

MIM 与传统粉末冶金相对比 MIM可以制造复杂形状的产品，避免更多的二次机加工。 MIM 产品密度高、耐蚀性好、强度高、延展性好。 MIM 可以将2个或更多PM产品组合成一个MIM产品，节省材料和工序。MIM与机械加工相对比 MIM 设计可以节省材料、降低重量。 MIM 可以将注射后的浇口料重复破碎使用，不影响产品性能，材料利用率高。 MIM通过模具一次成形复杂产品，避免多道加工工序。 MIM可以制造难以机械加工材料的复杂形状零件。 MIM 与精密铸造相对比 MIM 可以制造薄壁产品，最薄可以做到0.2mm。 MIM 产品表面粗糙度更好。 MIM更适宜制细盲孔和通孔。 MIM 大大减少了二次机加工的工作量。 MIM可以快速的大批量、低成本制造小型零件。 MIM材料范围 常用MIM材料应用领域：

金属粉末的制备方法及基本原理(2)

金属粉末的制备方法及基本原理 1 引言金属粉末尺寸小 ,比表面积大 ,用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料的性质 , 如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。这些特殊性质使得金属粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。 2 金属粉末的制备方法 2.1机械法机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒 径粉末的一 种加工方法。按照机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法 ,其优点是工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的纳米粉末。 2.1.1球磨法 球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强 ,可连续操作 ,生产效率高 ,适用于干磨、湿磨,可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难 [3] 。 2.1.2气流磨粉碎法 气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为 : 压缩气体经过特殊设计的喷嘴后 , 被加速为超音速气流 , 喷射到研磨机的中心研磨区 , 从而带动研磨区内的物料互相碰撞 , 使粉末粉碎变细 ; 气流膨胀后随

物料上升进入分级区 , 由涡轮式分级器分选出达到粒度的物料 , 其余粗粉返回研磨区继续研磨 , 直至达到要求的粒度被分出为止。整个生产过程可以连续自动运行 , 并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小（平均粒度在 3～ 8 μm）。气流磨粉碎法适于大批量工业化生产 , 工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中 , 必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源 , 耗气量较大; 只适合脆性金属及合金的破碎制粉。 2.2物理法 物理法一般是通过高温、高压将块状金属材料熔化 , 并破碎成细小的液滴, 并在收集器内冷凝而得到金属粉末 , 该过程不发生化学变化。目前研究和使用最多的物理法主要有等离子旋转电极法和气体雾化法。 2.2.1 等离子旋转电极法等离子旋转电极法的原理是将金属或合金制成特定规格的棒料 , 然后装入旋转模腔 ,再将等离子枪移至棒料前 , 在等离子束的作用下 , 棒料端部开始熔化 , 形成的液体受到离心力和液体表面张力的双重作用,被破碎成液滴飞离电极棒 ,最终冷凝成球形金属粉末 [4] 。该方法根据电极转速和等离子弧电流的大小调节控制粉末粒径。优点是所得粉末球形度好 , 氧含量低 ; 缺点是粉末不易制取 , 每批次的材料利用率不高。 2.2.2气体雾化法气体雾化法是生产金属及合金粉末的主要方法之一。气体雾化的基本原理是用高速气流将液态金属流破