粉末冶金材料的分类及应用

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1、粉末冶金材料的分类及应用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。这种工艺过程称为粉末冶金法，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，也是一种无切屑或少切屑的加工方法。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。   

2、粉末冶金的生产过程   (1)生产粉末。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。   (2)压制成型。粉末在500~600MPa压力下，压成所需形状。   (3)烧结。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。   (4)后处理。一般情况下，烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表

3、面淬火、浸油、及熔渗等。   粉末冶金材料的主要类型   1硬质合金   硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分，加入起粘结作用的钴粉末，用粉末冶金法制得的材料。   常用硬质合金按成分和性能特点分为：钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽(铌)类。常用硬质合金的牌号、成分和性能见表1。   表1常用硬质合金的牌号、成分和性能   类别牌号化学成分w/%物理、力学性能WCTiCTaCCo密度ρ/(g.cm-3)硬度HRA(≮)σb/MPa(≮)钨钴类YG3X96.5-<0.5315.0~15.391.51079YG694.0--614.6~15.089.51422YG6X93.5-<0.56

4、14.6~15.091.01373YG892.0--814.5~14.989.01471YG8N91.0-1814.5~14.989.51471YG11C89.0--1114.0~14.486.52060YG1585.0--1513.0~14.287.02060YG4C96.0--414.9~15.289.51422YG6A92.0-2414.6~15.091.51373YG8C92.0--814.5~14.988.01716钨钛钴类YT585.0-1012.5~13.289.51373YT1579.0-611.0~11.791.01150YT3066.0-49.3~9.792.5883

5、通用合金YW184.03612.6~13.591.51177YW282.03812.4~13.590.013241)硬质合金的性能    硬度高，常温下硬度可达69～81HRC。热硬性高，可达900～1000℃。耐磨性好，其切削速度比高速工具钢高4～7倍，刀具寿命高5～80倍，可切削50HRC左右的硬质材料。抗压强度高，但抗弯强度低，韧性差。耐腐蚀性和抗氧化性良好。线膨胀系数小，但导热性差。   硬质合金材料不能用一般的切削方法加工，只能采用电加工(如电火花、线切割、电解磨削等)或砂轮磨削。因此，一般是将硬质合金制品钎焊、粘结或机械夹固在刀体或模具上使用。   2)切削加工用硬质合金的分

6、类和分组代号   根据GB2075-87规定，切削加工用硬质合金按其切屑排除形式和加工对象范围不同分为P、M、K三个类别，根据被加工材质及适应的加工条件不同，将各类硬质合金按用途进行分组，其代号由在主要类别代号后面加一组数字组成，如P01、M10、K20等。具体分类情况见表2。   表2切削加工用硬质合金分类对照表   代号应用范围分类被加工材料类别标志颜色对照性能用途代号硬质合金牌号合金性能性切削性能P长切屑的钢铁材料,例如各种钢蓝P01数字越大韧性越好,耐磨性越差数字越大切削速度越低,进给量越大P10YT30P20YT15P30YT14P40YT5P50M长切屑或短切屑的钢铁材料和有

7、色金属黄M10M20YW1M30YW2M40K短切屑的钢铁材料、有色金属及非金属材料红K01YG3XK10YG6XK20YG6XK30YG8NK40   3)硬质合金的应用   硬质合金主要用于切削刀具，如车刀、铣刀等。硬质合金中碳化物含量越多，钴含量越少，则合金硬度、热硬性、耐磨性越高，但强度、韧性越低。YG类合金适宜加工脆性材料，YT类合金适宜加工塑性材料。同类合金中含钴量高的适于粗加工，含钴量低的适于精加工。   硬质合金也用