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預(yù)合金化粉 通常是由霧化制粉法制取的,以固溶體和金屬間化合物形式構(gòu)成的完全合金化粉。凡能熔融液化的合金,均可由霧化制粉法制成粉末。在當(dāng)代粉末冶金領(lǐng)域中,霧化預(yù)合金粉是品種最多、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣和性能最為理想的合金粉。

作為結(jié)構(gòu)材料粉分為低合金鋼粉和高合金鋼粉。低合金鋼粉一般分別含1%~2%的銅、鎳、鉬、鉻和錳等少量合金元素,有水霧化預(yù)合金粉和還原擴(kuò)散部分合金化粉兩種類型。通用的品種有瑞典的Distaloy 合金 (Fe-0.01C-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo)及Astaloy 合金(Fe-0.05C-1.9Ni-0.5Mo-0.25Mn-0.1Cr)和日本的KIP 合金(Fe-0.02C-0.1si-0.6Cu-1.5Ni-0.3Mo)等系列粉末。這種低合金鋼粉的壓縮性好、化學(xué)成分均勻,適合于制造中、高強(qiáng)度粉末冶金零件。高合金鋼粉主要有各種不銹鋼粉和高速鋼粉。不銹鋼粉多為Fe-18Cr-8Ni奧氏體型,用于制造粉末冶金多孔過濾器和耐蝕零件;或?qū)⒎勰┭b入包套,經(jīng)熱擠壓、軋制生產(chǎn)管材、棒材和板材。高速鋼粉除Fe-1.0C-6W-5Mo-4Cr-2V(美國M2)和Fe-1.5C-12W-4Cr-5V-5Co(美國T15)等一般鑄鍛高速鋼成分外,還有含碳、釩、鈷分別高達(dá)2.3%、6.5%、10%的粉末高速鋼專有品種。氣霧化高速鋼粉氧含量低(<100×10),顆粒為球形,可將粉裝入包套,經(jīng)熱等靜壓成材。水霧化高速鋼粉,氧含量較高(>600×10),顆粒為不規(guī)則形狀,經(jīng)壓制、燒結(jié)制造粉末冶金零件。鐵合金粉還能作為功能材料,例如鐵磁性Fe-9.6Si-5.4Al合金粉和Fe-23Co-9Ni合金粉;永磁性粉有用作燒結(jié)磁體的Fe-7Al-14Ni-37Co-3Cu-8Ti合金粉。20世紀(jì)80年代又新興一種鐵基稀土永磁合金粉,其典型的化學(xué)成分有Nd15Fe77B8和Nd13Fe82B5(均為原子百分?jǐn)?shù))。前者由定向結(jié)晶鑄錠機(jī)械破碎制取,用于生產(chǎn)各向異性燒結(jié)磁體,最大磁能積可達(dá)400kJ/m,后者由快淬薄帶研磨制取,用樹脂或橡膠制造粘結(jié)磁體。鐵合金粉還可作為熱噴涂(焊)硬面材料,例如Fe-2B-3Si合金粉,其熔點(diǎn)低(1000~1100℃),硬度高(HRC 45~50),可用來提高工件表面的耐磨性或修復(fù)磨損件的尺寸。

銅合金粉

有黃銅(Cu-Zn),青銅(Cu-Sn,Zn,Pb,P)和白銅(Cu-18Ni-1.7Zn-2Pb)等系列粉,其中尤以鉛或錫青銅品種最多。銅合金粉幾乎全部可由霧化制粉法制成球形或不規(guī)則形狀的顆粒。它們具有良好的強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、耐磨性和色澤,可廣泛用于制造機(jī)械零件、多孔過濾器、含油軸承、裝飾品和熱噴涂(焊)硬面材料。高鉛青銅Cu-38Pb粉、Cu-24Pb-4Sn粉,可制造雙金屬軸瓦。這是一種多用于汽車上的復(fù)合減摩材料。

鎳合金粉

在制造高溫合金材料、磁性材料和熱噴涂層上得到廣泛應(yīng)用。高溫合金粉有含鉻、鈷、錳、鈦、鋁、鈮、鋯和硼等合金元素的時效強(qiáng)化型霧化預(yù)合金粉和含鉻、鋁、鈦、三氧化二釔為主的彌散強(qiáng)化型機(jī)械合金化粉。前者例如美國的René95(Ni-0.1C-14Cr-8Co-3.5Mn-3.6W-2.5Ti-3.5Al-0.1B-3.5Nb-0.05Zr),用于制造高推重比航空發(fā)動機(jī)渦輪盤;后者例如美國的Incoloy MA956(Ni一20Cr-4.5Al-0.5Ti-0.7Y203),用于制造燃?xì)鉁u輪機(jī)外殼和火焰筒。鎳合金粉中還有一類Ni-Cr-B-Si熱噴涂(焊)合金粉,含有分別高達(dá)2%~4%的硼和硅,其熔點(diǎn)低(1000~1100℃),能在乙炔焰或等離子焰噴涂過程中自行造渣,是一種自熔性好的合金粉,多用于耐磨、耐蝕件的表面強(qiáng)化涂層。鎳合金(Ni_17Fe-2Mo),亦稱坡莫合金(美國),是一種高導(dǎo)磁率的鐵磁性功能材料,通常由霧化制粉法制成粉,其顆粒表面經(jīng)絕緣涂層后適于制造感應(yīng)線圈的磁芯。

鈷合金粉

有鈷鉻鎢系列的Co-32Cr-1.4C-6W和Co-0.5C-25.5Cr-7.5W-10.5Ni-2Fe。前者為熱噴焊粉,用于等離子噴焊處于高溫高壓下工作的零部件表面,以提高其高溫耐磨耐蝕性;后者用于制造高溫合金。此外還有Co-26Cr-5Mo粉,用于制造醫(yī)用人工骨關(guān)節(jié)。鈷合金粉在功能材料中占有重要地位。稀土鈷合金粉可借助粉末粘結(jié)或液相燒結(jié)方法制造永磁體。SmCo5和Sm2Co17,燒結(jié)永磁體的最大磁能積分別可達(dá)208、256kJ/m。

鋁合金粉

由霧化制粉法或機(jī)械合金化法制取,并以熱等靜壓、熱擠壓、熱鍛加工成全致密輕金屬合金材料。鋁合金粉大體上分3個類型。常溫高強(qiáng)度型品種有Al-6.5Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.5Co-0.3O和Al-7.5Zn-2.5Mg-2Cu-0.2Zr-0.2Cr耐蝕合金粉以及機(jī)械合金化的A1-4Mg-C-O彌散強(qiáng)化鋁合金粉。高溫高強(qiáng)度型(工作溫度170~300℃)品種有Al-8Fe-4Ce和Al-8Fe-2Mo粉。高比強(qiáng)度、比剛性型品種有Al-2Li粉。這種鋁鋰合金可減少密度6%~9%,而比剛性模量卻可提高19%~30%。用鋁合金粉可生產(chǎn)高性能輕金屬合金材料,供航天、航空和汽車工業(yè)上制造異型結(jié)構(gòu)件和零部件。

鈦合金粉

由旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉法或惰性氣體霧化法制取,其化學(xué)成分有Ti-6A1-4V和Ti-6Al-6V-2Sn。這些鈦合金粉用熱等靜壓技術(shù)可一次成形為具有理論密度的近終形異型構(gòu)件和盤件。這些產(chǎn)品已在航空發(fā)動機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和直升飛機(jī)上得到應(yīng)用。鈦合金粉還可制造醫(yī)用鑲嵌骨骼。

貴金屬合金粉

主要是銀合金粉,多由鑄塊機(jī)械粉碎或霧化法制取。品種有牙齒材料.Ag-5Cu-26Sn-Zn粉;電觸頭材料Ag-50W、Ag-Mo粉和Ag-15Ni粉;以及用為釬焊料的.Ag-15Cu-20Zn-20Cd粉等。

錫金屬合金粉

一種略帶藍(lán)色的白色光澤的低熔點(diǎn)金屬元素,在化合物內(nèi)是二價或四價,不會被空氣氧化,主要以二氧化物(錫石)和各種硫化物(例如硫錫石)的形式存在。元素符號Sn。錫是大名鼎鼎的"五金"——金、銀、銅、鐵、錫之一。早在遠(yuǎn)古時代,人們便發(fā)現(xiàn)并使用錫了。在我國的一些古墓中,便常發(fā)掘到一些錫壺、錫燭臺之類錫器。據(jù)考證,我國周朝時,錫器的使用已十分普遍了。在埃及的古墓中,也發(fā)現(xiàn)有錫制的日常用品。