粉末冶金是一個(gè)涵蓋由金屬粉末制造材料或部件的廣泛方法的術(shù)語(yǔ)。該工藝可以避免或大大減少使用金屬去除工藝的需要，從而大大減少制造中的產(chǎn)量損失，并且通常導(dǎo)致較低的成本。

粉末冶金是一種金屬成形工藝，其中壓實(shí)的金屬粉末被加熱到剛好低于它們的熔點(diǎn)。盡管這一工藝已有100多年的歷史，但在過(guò)去的四分之一世紀(jì)里，它被廣泛認(rèn)為是制造各種重要應(yīng)用的高質(zhì)量零件的優(yōu)越方法。

這一成功主要?dú)w功于該工藝相對(duì)于鍛造和金屬鑄造等其他成形技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、材料使用的優(yōu)勢(shì)、形狀的復(fù)雜性以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)形狀附近形狀的控制。這些反過(guò)來(lái)有助于可持續(xù)性，并使粉末冶金成為公認(rèn)的綠色技術(shù)。

一、粉末冶金工藝

這些生產(chǎn)技術(shù)通常涉及以下所有或大部分工藝步驟:金屬粉末的生產(chǎn)、混合和調(diào)和、粉末的壓實(shí)和成型、燒結(jié)壓塊以提高完整性和強(qiáng)度。有時(shí)，這一過(guò)程通過(guò)一些輔助操作來(lái)完成，如上漿、壓印、滲透、熱鍛等。

1.粉末生產(chǎn)

幾乎所有用于生產(chǎn)粉末冶金部件的鐵粉都是使用海綿鐵工藝或通過(guò)水霧化生產(chǎn)的。用于其他粉末冶金應(yīng)用的有色金屬粉末可以通過(guò)多種工藝制造。

2.粉末混合

這通常包括以元素粉末的形式加入合金添加劑或加入壓制潤(rùn)滑劑。

3.將混合粉末形成壓塊

主要的固結(jié)過(guò)程包括剛性成套工具的壓裝，該成套工具包括模具、沖頭以及可能的心軸或芯棒。然而，在利基應(yīng)用程序中還使用了其他幾種整合過(guò)程。

4.燒結(jié)壓塊以提高完整性和強(qiáng)度

該工藝步驟包括通常在保護(hù)性氣氛中將材料加熱到低于主要成分熔點(diǎn)的溫度。

在某些情況下，少量組分可以在燒結(jié)溫度下形成液相；這種情況被描述為液相燒結(jié)。固相和液相燒結(jié)所涉及的機(jī)理將在后面的章節(jié)中簡(jiǎn)要討論。

5.輔助操作

精整工藝在燒結(jié)件上的應(yīng)用。在粉末冶金中，這種過(guò)程通常被稱為“二次操作”。

二、粉末冶金工藝的優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)以尺寸或接近尺寸生產(chǎn)零件，較大限度地減少加工

通過(guò)在成品零件中使用超過(guò)97%的原材料，較大限度地減少?gòu)U料損失

允許多種合金系統(tǒng)

產(chǎn)生良好的表面質(zhì)量

提供可以熱處理以增加強(qiáng)度或耐磨性的材料

為自潤(rùn)滑或過(guò)濾提供受控的孔隙率

有助于創(chuàng)建復(fù)雜或特別的形狀，這在其他金屬加工工藝中是不切實(shí)際或不可能的

適用于生產(chǎn)中高容量的組件

在關(guān)鍵應(yīng)用中提供長(zhǎng)期的性能可靠性