粉末冶金减摩制品

粉末冶金减摩制品基本信息中文名称粉末冶金减摩制品外文名称powdermetallurgyantifrictionproduct时间出现1870年使用温度范围-200~+280℃粉末冶金减摩制品用途用途烧结减摩制品多数具有自润滑性。可用在一些特殊

中文名称

粉末冶金减摩制品

外文名称

powdermetallurgyantifrictionproduct

时间出现

1870年

使用温度范围

-200~+280℃

用途烧结减摩制品多数具有自润滑性。可用在一些特殊的，甚至恶劣的环境。主要用作滑动轴承，还广泛用作导轨、活塞环、密封环，电器的滑动零件等。在农业机械、纺织机械、拖拉机、汽车、机床、运输机械、飞机、坦克、食品工业设备、各种仪器仪表、电子计箅机、家用电器等领域得到了广泛应用。

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粉末冶金减摩制品(powdermetallurgyantifrictionproduct)

在相对运动中相互摩擦表面间摩擦系数较小的粉末冶金产品。

简史粉末冶金减摩制品最早以铜基含油轴承形式于1870年出现于美国。19世纪20年代开始投入工业生产，30年代后期一些工业先进国家都开展了铁基含油轴承的研制。到50年代末，粉末冶金减摩制品的品种、产量和应用范围大为扩展，成为工业用减摩部件的重要组成部分。60年代以来，工程技术的发展对减摩材料提出了更高的要求，许多国家广泛研制出以不同金属和合金为基体的多组元和多种结构的粉末冶金减摩制品。

分类粉末冶金减摩制品所用的材料一般分为自润滑材料和致密减摩材料两大类。

自润滑材料包括多孔自润滑材料和固体自润滑材料。

(1)多孔自润滑材料。使用量大面广的一类粉末冶金多孔轴承材料，孑L隙中浸油作润滑剂。

(2)固体自润滑材料。以石墨、金属硫化物、玻璃等作润滑剂，主要用于高温、高真空、高速、高载荷以及低温、强腐蚀、强辐照等特殊场合。这类材料主要有高合金化和硫化的铁一石墨材料、硫化和硼化烧结不锈钢、金属一石墨(>10%~15%(体积分数))、镍基和银基固体自润滑材料、难熔金属及其化合物基减摩材料和金属一玻璃材料等。

致密减摩材料包括钢背双金属减摩材料和金属一塑料复合减摩材料。

(1)钢背双金属减摩材料。用钢带作基底，在其上烧结一层厚度均匀的多孔减摩合金(如铜铅合金、铝铅合金、铜镍铅合金等)所构成的一种复合材料。多孔减摩合金层或经轧制到致密;或补充熔浸低熔点减摩合金(如巴氏合金)。钢背双金属减摩材料可制成各种轴瓦和轴套，这类轴承又称为钢背轴承。钢背轴承可在重负荷、高转速条件下工作。使用温度范围也比含油轴承宽。同时可减小轴承的壁厚和减摩材料层的厚度，缩小制品尺寸，降低材料的消耗。

(2)金属一塑料复合减摩材料。一般为三层结构:底层为钢背，用以提高轴承的机械强度和承载能力;中间层为烧结球状青铜粉多孔层，用以提高材料的导热性，并作为润滑剂(塑料)的储库;表层为一薄层塑料。在工作过程中，当表面塑料密损后，青铜与轴发生摩擦使温度升高，因塑料的热膨胀系数远大于金属，而从多孔层中挤出来，不断地向摩擦界面补充，起自润滑作用。用氟塑料(聚四氟乙烯)作润滑剂的材料商品名称为DU材料，兼有高强度、良好的导热性和优异的减摩性能，属于无油润滑材料。在水和其他非润滑性介质中工作时，使用效果也很好，使用温度范围为-200~+280℃。用聚甲醛作润滑剂的称Dx材料，属于少油润滑或预润滑材料。仅在装配时，在轴承的摩擦表面上涂一点润滑脂，其使用寿命甚至比Du材料还长。金属一塑料复合减摩材料于20世纪40年代末开始研制，已大量应用于各种机械、飞机和汽车等方面。

性能粉末冶金减摩制品的材料由具有一定强度的金属基体和起减摩作用的润滑剂所组成。基体主要有铁、铜、铝等金属及其合金;减摩剂主要有润滑油、石墨、铅、金属硫化物(如铁、钼、钨和锌的硫化物)、塑料和玻璃等。由于粉末冶金工艺的特点，可以根据需要在较大范围内调整基体和减摩剂的成分和含量，制造出不同组织和结构的复合材料，使得减摩制品性能稳定，磨合性、抗卡性良好，使得减摩制品可靠性高，使用寿命长。粉末冶金减摩制品的性能一般都优于铸造轴承材料。

粉末冶金制品的发展方向

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金属粉末冶金制品工艺的优缺点有哪些？

优点：1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。用粉末冶...

30年代美国首先用青铜粉、二氧化硅粉、石墨粉通过粉末冶金工艺制得铜基粉末冶金摩擦制品，应用到航空工业中。后来由于重负荷制动的需要发展了铁基粉末冶金摩擦制品。中国从50年代开始生产船用离合器的铜基粉末冶金摩擦制品。60年代由于飞机、汽车、工程机械的需要，而发展了铁基粉末冶金摩擦制品。

分类粉末冶金摩擦制品，按材质分为铜基的和铁基的两类，铁基的通常用于干式重负荷，铜基的用于中等负荷。按使用状况分为干式和湿式两类，干式的用于制动部件，湿式的用于船舶、机床、工程机器的油浸离合器中。

组元粉末冶金摩擦制品含组元较多，大体可分为基体组元、润滑组元、摩擦组元。(1)基体组元:主要是铜或铁，作为摩擦制品的基体形成材料骨架，同时有传导散热降低摩擦表面温度的作用。为了强化基体提高基体耐高温性，经常添加锡、锌、锰、镍、钼等元素，使其合金化。(2)润滑组元:如石墨、二硫化钼、硫酸钡等固体润滑剂和铅、铋等低熔点金属，这些组元能在摩擦表面形成自润滑层提高抗卡性能。(3)摩擦组元:常用二氧化硅、三氧化二铝、莫来石、碳化硅、碳化硼等高硬度、高熔点、稳定性好的材料，其作用是增加摩擦系数，清除使用过程中摩擦表面形成的金属层。

由金属和非金属多种组元组成，具有稳定的摩擦系数，耐磨性好的粉末冶金制品。

而现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志:

1、克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难。1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展;1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。

2、三十年代成功制取多孔含油轴承;继而粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。

3、向更高级的新材料、新工艺发展。四十年代，出现金属陶瓷、弥散强化等材料，六十年代末至七十年代初，粉末高速钢、粉末高温合金相继出现;利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件。

粉末冶金工艺的优点:

1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。

2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。

3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。

4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。

粉末冶金工艺的的缺点:总体上的缺点:

1)制品内部总有孔隙;

2)普通粉末冶金制品的强度比相应的锻件或铸件要低(约低20%~30%);

3)由于成形过程中粉末的流动性远不如液态金属，因此对产品结构形状有一定的限制;

4)压制成形所需的压强高，因而制品受压制设备能力等限制;

5)压模成本高，一般只适用于成批或大量生产。

金属粉方面:最终产品的品质难以控制自如;金属粉昂贵;粉末不顺从水力学定律，而使产品结构形状有一定限制。

制造设备、方法方面:

1)加压机:常需使用昂贵的强力压机

2)压模:属消耗品，成本较高

3)烧结炉

4)粉末易氧化，混合需长时间

5)制品的尺寸及形状受限制。