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粉末冶金材料
(冶金工藝材料的統稱)
鎖定
- 中文名
- 粉末冶金材料
- 外文名
- powder metallurgy material
- 應 用
- 3種
- 屬 性
- 一類材料的統稱
粉末冶金材料解釋
①粉末冶金減摩材料。又稱燒結減摩材料。通過在材料孔隙中浸潤滑油或在材料成分中加減摩劑或固體潤滑劑製得。材料表面間的摩擦係數小,在有限潤滑油條件下,使用壽命長、可靠性高;在幹摩擦條件下,依靠自身或表層含有的潤滑劑,即具有自潤滑效果。廣泛用於製造軸承、支承襯套或作端面密封等。
②粉末冶金多孔材料。又稱多孔燒結材料。由球狀或不規則形狀的金屬或合金粉末經成型、燒結制成。材料內部孔道縱橫交錯、互相貫通,一般有30%~60%的體積孔隙度,孔徑1~100微米。透過性能和導熱、導電性能好,耐高温、低温,抗熱震,抗介質腐蝕。用於製造過濾器、多孔電極、滅火裝置、防凍裝置等。
④粉末冶金摩擦材料。又稱燒結摩擦材料。由基體金屬(銅、鐵或其他合金)、潤滑組元(鉛、石墨、二硫化鉬等)、摩擦組元(二氧化硅、石棉等)3部分組成。其摩擦係數高,能很快吸收動能,制動、傳動速度快、磨損小;強度高,耐高温,導熱性好;抗咬合性好,耐腐蝕,受油脂、潮濕影響小。主要用於製造離合器和制動器。
⑥粉末冶金電磁材料。包括電工材料和磁性材料。電工材料中,用作電能頭材料的有金、銀、鉑等貴金屬的粉末冶金材料和以銀、銅為基體添加鎢、鎳、鐵、碳化鎢、石墨等製成的粉末冶金材料;用作電極的有鎢銅、鎢鎳銅等粉末冶金材料;用作電刷的有金屬-石墨粉末冶金材料;用作電熱合金和熱電偶的有鉬、鉭、鎢等粉末冶金材料。
磁性材料分為軟磁材料和硬磁材料。軟磁材料有磁性粉末、磁粉芯、軟磁鐵氧體、矩磁鐵氧體、壓磁鐵氧體、微波鐵氧體、正鐵氧體和粉末硅鋼等;硬磁材料有硬磁鐵氧體、稀土鈷硬磁、 磁記錄材料 、微粉硬磁、磁性塑料等。用於製造各種轉換、傳遞、儲存能量和信息的磁性器件。
粉末冶金材料強化材料
(英文:powder metallurgy dispersion-strenthened material)
金屬或合金基體相與高度彌散的、基本上不溶於基體的金屬或非金屬相所組成的粉末冶金材料。其主要特徵是高温強度高和抗蠕變性能好。強化機理與沉澱強化類似。但沉澱強化合金在高於沉澱相生成温度加熱時,沉澱相會發生粗化和重溶,因此使用温度受到限制。
而彌散強化合金,彌散相可以穩定到基體固相線温度。彌散質點的存在改變了合金的屈服強度、加工硬化、蠕變和斷裂行為。高温強度,特別是蠕變速率受彌散相幾何參數(即基體中質點間的間距、質點的直徑、形狀(長寬比))的影響。
其機制既受位錯繞過第二相的影響,也受晶界滑移的影響,還沒有一個被普遍接受的蠕變模型。彌散相選擇的一般原則是:生成自由能高,熔點高,與基體不互溶,相界能低(即界面結合良好)等。彌散相通常是氧化物,也可以是穩定的金屬間化合物,甚至是純金屬。
粉末冶金材料典型材料
燒結鋁粉
銅
高温合金
最早的彌散強化鎳基合金是ThO2(2%)強化鎳(TD-Ni)。一般用共沉澱法制得。用濕法制得的還有用Th02強化的Ni-Mo、Ni-Co、Ni-Cr-Al等合金。機械合金化法出現之後,又發展了一系列鎳基、鐵基和鈷基合金。已經使用的有10多種。彌散相一般為ThO2和Y203。表中列出了幾個典型的合金。
MA754的性質優於ThO2-Ni-Cr,已成功地用作噴氣發動機葉片。MA956E是以Fe-Cr-Al為基的材料,有優越的抗氧化性和抗腐蝕性。MA6000E合金,1000h的斷裂應力在800OC以上遠優於TD-Ni和IN792。
其他
例如:彌散強化鉛(DS-Pb),是惟一類似於SAP的例子,彌散相為PbO,主要用於聲音衰減、化工器具、放射屏蔽和電池;含鋁、鋯的鎂合金(鋁和鋯均溶於鎂,但溶解後析出A1Zr4彌散相);金屬間化合物FeAl3、FeNiAl9強化的Al-Fe合金等。
粉末冶金材料材料應用
飛機發動機上的剎車片、離合器摩擦片、松孔過濾器、多孔發汗材料、含油軸承、磁鐵芯、電觸點、高比重合金、硬質合金和超硬耐磨零件等因含有大量非金屬成分或含有連通孔隙,都不能用普通鑄、鍛工藝製造,只能以粉末為原料經冷壓、燒結等粉末冶金工藝來製造。
航空航天工業中使用的粉末冶金材料比較重要的有剎車片材料、松孔材料和高強度粉末合金三類。
粉末冶金材料剎車片
剎車片是飛機機輪剎車裝置的核心。現代飛機着陸速度達200公里/時以上,剎車載荷很大,剎車片表面瞬時温度可達800~1000°C,而且不允許發生粘結,以免剎車失效引起輪胎爆裂。以鐵粉或銅粉為主要成分再添加摩擦和防止粘結的非金屬粉末製成的粉末冶金剎車片可以滿足這種要求。
粉末冶金材料松孔
即多孔滲透性粉末冶金材料。渦輪發動機潤滑系統和飛行器液壓操縱系統中使用的青銅或不鏽鋼過濾器,是防止微粒堵塞和卡滯的重要部件。金屬纖維松孔材料的強度和塑性較好,可用於高温部位,如渦輪噴氣發動機葉尖密封環用的高温合金氈帶和火箭發動機噴注器面板、燃燒室內壁和喉部用的發汗冷卻松孔材料。
粉末冶金材料合金
一些現代飛機的發動機已使用了鍛造的粉末高温合金渦輪盤和壓氣機盤。為節約原材料並省去鍛造工序,還可以直接進行熱等靜壓精密成形。用機械合金化方法制造的彌散強化高温合金和快速凝固粉末高温合金在1000~1050°C以上強度可以超過定向凝固合金,是製造導向葉片和渦輪葉片的好材料。粉末鋁合金主要用作飛行器和發動機結構材料。