第1章 绪论 粉末冶金课程教案(122940)

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1、应用科学学院课程教案课程名称:粉末冶金任课教师:张丽娜教材:《粉末冶金学》（冶金工业出版社）所在系(部):机电工程系教研室:金属材料教研室第1章绪论第1节（绪论）课时：2教学重点、难点：粉末冶金的发展、特点及应用教案内容：（正文小四、行间距24-26，图表可扫描或画好后插入正文）1、材料与人类文明Ø材料是现代文明的支柱v材料是人类生存的基础（Basis)v材料是人类发展的标志(Mark)v材料是科技创新的先导(Lead)2、材料制备方法ØIM(IngotMetallurgy)熔铸法熔(melting)、炼(refining)、铸(casting)Þ铸件(castings)®机加工(ma

2、chining)®零件Þ铸坯(ingots)®塑性成形(plasticforming)®热处理(heattreatment)®机加工®零件ØPM(PowderMetallurgy)粉末冶金法制粉(powdermaking)®压型(pressing)®烧结(sintering)ØSF(SprayForming)喷射成型法3、材料成型方法Ø铸造(pour-casting,die-casting)例如：汽车轮毂（Al、Zn）、活塞（Al）、手机外壳（Mg）等Ø塑性成形(plasticforming)挤压(extrusion)、轧制(rolling)、拉拔(drawing)、冲压(punchi

3、ng)、锻造(forging)Ø焊接（welding)Ø切削(cutting)Ø粉末成型(powderforming)Ø复合成型（铸轧、铸挤、锻轧、挤轧等）4、粉末冶金发展简史•约3000年前，埃及人就制得海绵铁，并锻打成铁器；•3世纪，印度人用同样方法制得“德里柱”，重达6.5吨；•19世纪出现Pt粉的冷压、烧结、热锻工艺；•现代粉末冶金从1909年，W.D.Coolidge的电灯钨丝问世开始。它的发展过程可用表1-1的资料来表明。表1-1近代粉末冶金发展过程粉末冶金材料和制品出现年代钨1909难熔碳化物1900-1904电触头材料1917-1920WC-Co硬质合金1923-192

4、5烧结摩擦材料1929多孔青铜轴承1921-1930WC-TiC-Co硬质合金1929-1932烧结磁铁1936多孔铁轴承1936机械零件、合金钢机械零件1936-1946烧结铝1946金属陶瓷（TiC-Ni）1949钢基硬质合金1957粉末高速钢19685、现代粉末冶金发展的三个重要标志：•1909年制造电灯钨丝的技术成功（W粉成形、烧结、锻打、拉丝）；1923年硬质合金研制成功。克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸过程产生的困难。•20世纪30年代，多孔含油轴承成功；相继发展铁基机械零件。发挥了粉末冶金少、无切屑的特点。•向新材料、新工艺发展：20世纪40年代，金属陶瓷、弥散强化材料（

5、如烧结铝）；60年代末～70年代初，粉末高速钢、粉末高温合金，粉末锻造技术已能生产高强度零件。6、粉末冶金特点及与其他成形工艺的比较（一）一般特点A．优点（1）可生产普通熔铸法难于生产的材料①多孔材料（孔隙度可控）；②假合金（如Cu-W）；③复合材料，如硬质合金和金属陶瓷、弥散强化材料、纤维强化材料；④特种陶瓷（结构陶瓷、功能陶瓷）；（2）某些P/M材料与熔铸材料相比，性能更优越①避免成分偏析、晶粒细，组织均匀，性能大幅提高。如，粉末高速钢、粉末高温合金。②钨、钼、钽等难熔金属采用熔铸法晶粒粗大、纯度低，工业上一般采用粉末冶金方法生产。（3）对制品成型有明显优势①是一种少切削、无切削工

6、艺（近净成型nearnet-shape）；②可大批量生产同一零件；③形状很复杂零件（如齿轮、凸轮或多功能零件）的制造公差窄；④不需或可简化机械的精加工作业；⑤节能、省材；⑥可制造自润滑材料。B．缺点①粉末成本高；②形状、尺寸受到一定限制；③成形模具较贵；一般要生产量在5000～10000个/批，才经济。④烧结零件韧性相对差（但可通过粉模锻造或复烧改善）。（二）与其他成型工艺比较（制造金属结构件）A．和熔铸技术比较（1）粉末冶金优势：①粉末冶金制件表面光洁度高；②制造的尺寸公差很窄，尺寸精确；③合金化与制取复合材料的可能性大④组织均一（无偏聚、砂眼、缩孔）、力学性能可靠；⑤在经济上，粉末

7、冶金工艺能耗小。（2）铸造优势：①形状不受限制；（粉末冶金注射成形形状也不受限制，但只能生产小制件）②适于制造大型零件；③零件生产批量小时，经济；④一般说来，工、模具费用低。B．和热模锻技术比较（1）粉末冶金优势：①粉末冶金制件精度比精锻高；②粉末锻造节省材料、重量控制精确、可无非边锻造，也能制造形状较复杂制件；③粉末锻造只需一副成形模具和一副锻模；热锻需两副以上锻模、一副修边模。（2）热模锻优势：①可制造大型零件；②锻件力学性能比烧结粉末冶金