粉末冶金原理

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類(lèi)型制品的工業(yè)技術(shù)。目前，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，非常適合于大批量生產(chǎn)。另外，部分用傳統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方法無(wú)法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造，因而備受工業(yè)界的重視。

廣義的粉末冶金制品業(yè)涵括了鐵石刀具、硬質(zhì)合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狹義的粉末冶金制品業(yè)僅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占絕大部分)、含油軸承和金屬射出成型制品等。本報(bào)告使用的行業(yè)定界為狹義范圍。

據(jù)《中國(guó)粉末冶金制造行業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)需求預(yù)測(cè)與轉(zhuǎn)型升級(jí)分析報(bào)告前瞻》數(shù)據(jù)顯示，目前，中國(guó)粉末冶金零件及含油軸承總產(chǎn)值超過(guò)55億元，占全球市場(chǎng)比重較小，發(fā)展空間也較為廣闊。根據(jù)中國(guó)機(jī)協(xié)粉末冶金專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)53家企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010年中國(guó)粉末冶金零件行業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入48.41億元，同比增長(zhǎng)39.75%;利潤(rùn)總額為3.76億元，較上年增加了一倍。在產(chǎn)值方面，粉末冶金零件行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值50.57億元，其中新產(chǎn)品產(chǎn)值6.28億元，新產(chǎn)品率(新產(chǎn)品產(chǎn)值/工業(yè)總產(chǎn)值)為12.37%;工業(yè)銷(xiāo)售產(chǎn)值49.73億元，其中出口交貨值6.28億元，出口率(出口交貨值/工業(yè)銷(xiāo)售產(chǎn)值)為16.62%。

從產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模來(lái)看，根據(jù)中國(guó)機(jī)協(xié)粉末冶金專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)53家企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010年中國(guó)粉末冶金零件行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量為16.36萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)39.40%;銷(xiāo)量為16.17萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)43.15%。

緒論

第一章　粉末的制取

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　還原或還原－化合法

第三節(jié)　氣相沉積法

第四節(jié)　液相沉淀法

第五節(jié)　電解法

第六節(jié)　霧化法

第七節(jié)　機(jī)械粉碎法

第八節(jié)　超細(xì)金屬粉末及其制取

第二章　粉末性能及其測(cè)定

第一節(jié)　粉末及粉末性能

第二節(jié)　粉末粒度及其測(cè)定

第三節(jié)　粉末的比表面及其測(cè)定

第三章　成形

第一節(jié)　成形前的原料預(yù)處理

第二節(jié)　金屬粉末壓制過(guò)程

第三節(jié)　壓制壓力與壓坯密度的關(guān)系

第四節(jié)　壓制過(guò)程中力的分析

第五節(jié)　壓坯密度的分布

第六節(jié)　影響壓制過(guò)程的因素

第四章　特殊成形

第一節(jié)　等靜壓成形

第二節(jié)　粉末連續(xù)成形

第三節(jié)　粉漿澆注成形

第四節(jié)　粉末注射成形

第五節(jié)　爆炸成形

第五章　燒結(jié)

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　燒結(jié)過(guò)程的熱力學(xué)基礎(chǔ)

第三節(jié)　燒結(jié)機(jī)構(gòu)

第四節(jié)　單元系燒結(jié)

第五節(jié)　多元系固相燒結(jié)

第六節(jié)　液相燒結(jié)

第七節(jié)　燒結(jié)氣氛

第八節(jié)　活化燒結(jié)

第九節(jié)　熱壓

第六章　粉末鍛造

第一節(jié)　粉末鍛造工藝

第二節(jié)　粉末鍛造過(guò)程的塑性理論

第三節(jié)　粉末鍛造過(guò)程的斷裂

第四節(jié)　粉末鍛造過(guò)程的變形機(jī)構(gòu)

第七章　粉末材料的孔隙性能與復(fù)合的材料的強(qiáng)韌化

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　粉末材料的孔隙度特性

第三節(jié)　孔隙度對(duì)粉末材料性能的影響

第四節(jié)　彌散強(qiáng)化

第五節(jié)　顆粒強(qiáng)化

第六節(jié)　纖維強(qiáng)化

第七節(jié)　相變韌化和彌散韌化

參考文獻(xiàn)

粉末冶金是大有發(fā)展前途的科學(xué)技術(shù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和材料科學(xué)中有著重要的作用。為了材料科學(xué)人才的培養(yǎng)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有必要編寫(xiě)一些粉末冶金的教科書(shū)和參考書(shū)。本書(shū)是根據(jù)《粉末冶金原理》教學(xué)大綱編寫(xiě)的，可作為高等院校專(zhuān)業(yè)課教科書(shū)，也可供粉末冶金工程技術(shù)人員和研究人員參考。

本書(shū)共分八章，與過(guò)去國(guó)內(nèi)外粉末冶金教科書(shū)相比，除了粉末的制取、粉末性能及其測(cè)定、成形、特殊成形、燒結(jié)等基本章節(jié)外，增寫(xiě)了粉末冶金鍛造和粉末冶金材料的孔隙性能與復(fù)合強(qiáng)化兩章外；此外，編寫(xiě)了一章粉末冶金材料和制品，是按產(chǎn)品系統(tǒng)而寫(xiě)的，不計(jì)入教學(xué)時(shí)數(shù)，只作為參考資料。

粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造鐵的第一個(gè)方法實(shí)質(zhì)上采用的就是粉末冶金方法。而現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的發(fā)展中共有三個(gè)重要標(biāo)志：

1、克服了難熔金屬熔鑄過(guò)程中產(chǎn)生的困難。1909年制造電燈鎢絲，推動(dòng)了粉末冶金的發(fā)展；1923年粉末冶金硬質(zhì)合金的出現(xiàn)被譽(yù)為機(jī)械加工中的革命。

2、 三十年代成功制取多孔含油軸承；繼而粉末冶金鐵基機(jī)械零件的發(fā)展，充分發(fā)揮了粉末冶金少切削甚至無(wú)切削的優(yōu)點(diǎn)。

3、向更高級(jí)的新材料、新工藝發(fā)展。四十年代，出現(xiàn)金屬陶瓷、彌散強(qiáng)化等材料，六十年代末至七十年代初，粉末高速鋼、粉末高溫合金相繼出現(xiàn)；利用粉末冶金鍛造及熱等靜壓已能制造高強(qiáng)度的零件。

國(guó)內(nèi)系統(tǒng)的研究粉末冶金的高校較少。中南大學(xué)粉末冶金研究院（此研究院在國(guó)內(nèi)招本碩博）是國(guó)內(nèi)最為知名的粉末冶金研究機(jī)構(gòu)。中國(guó)粉末冶金學(xué)科奠基人黃培云曾長(zhǎng)期坐鎮(zhèn)。粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和粉末冶金國(guó)家工程檢測(cè)中心也坐落如此。其他比較知名的有北科大粉末冶金研究所、鋼鐵研究總院、北京有色金屬研究總院、株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司（國(guó)家“一五”重點(diǎn)建設(shè)的156個(gè)項(xiàng)目之一）、四川自貢硬質(zhì)合金有限公司（從株洲分出的）、贛州章源鎢業(yè)、寧波東睦、杭州粉末冶金研究所等單位。如果擴(kuò)大到粉末冶金研究方向，全國(guó)各大高校材料學(xué)院及研究院所都或多或少有涉及。