1909年,美国纽约州的库利奇发明拔制电灯钨丝,这一事件极大地推动了粉末冶金的发展。随后在1923年,粉末冶金硬质合金出现,对机械加工领域产生重大影响,也间接促使金属粉末烧结技术得到更多关注和研究。在这一时期,对于金属粉末的制备方法有了更多创新,如机械粉碎法、雾化法、还原法、电解法等逐渐成熟,为获得不同特性的金属粉末提供了可能,进而推动了金属粉末烧结板制造工艺的改进。随着粉末制备技术的进步,烧结工艺也不断优化。人们开始认识到烧结温度、时间、气氛等因素对烧结板性能的重要影响,并进行了大量实验研究。通过控制这些因素,能够在一定程度上提高烧结板的密度、强度等性能,使其应用领域从简单的装饰品制作拓展到一些对材料性能有一定要求的工业领域,如机械零件的制造等。例如,在机械制造中,一些小型的结构件开始采用金属粉末烧结板制造,利用其可加工成复杂形状且材料利用率高的特点,降低生产成本,提高生产效率。利用生物相容性金属粉末,制造用于医疗植入的烧结板,促进人体组织融合。义乌金属粉末烧结板源头供货商
还原法制备的金属粉末纯度高,活性大,在烧结过程中具有良好的烧结活性,能够在较低温度下实现致密化。这是因为还原过程中,粉末表面形成了许多微小的孔隙和缺陷,增加了粉末的比表面积,使其更容易与其他粉末颗粒发生原子扩散和结合。然而,还原法生产需要在高温和特定的还原气氛下进行,对设备的要求较高,投资较大,且生产过程中需要严格控制温度、气体流量和反应时间等参数,以确保还原反应的充分进行和粉末质量的稳定性。电解法是通过电解金属盐溶液或熔融盐,使金属离子在阴极上得到电子析出,形成金属粉末。以电解硫酸铜溶液制备铜粉为例,在电解槽中,阳极通常为可溶性的铜阳极,阴极一般采用不锈钢或钛等材料制成。当直流电通过硫酸铜溶液时,阳极上的铜原子失去电子变成铜离子进入溶液,溶液中的铜离子在阴极上获得电子,沉积在阴极表面形成铜粉。义乌金属粉末烧结板源头供货商创新采用可降解金属粉末,用于临时支撑结构的烧结板,完成使命后自然降解。
随着电子设备向小型化、轻量化、高性能化方向发展,金属粉末烧结板在电子信息领域的应用愈发。软磁粉末冶金材料烧结板用于制造变压器、电感器等电子元件,其良好的磁性能能够提高电子设备的信号处理能力和能量转换效率。铜 - 钨、铜 - 钼等粉末冶金金属基复合材料烧结板用于大功率电子器件的散热基板和封装外壳,其高导热性和良好的热稳定性能够有效解决电子器件的散热问题,保证电子设备在高功率运行下的稳定性和可靠性。此外,在电子连接器等部件中,金属粉末烧结板的高精度和良好的导电性也使其成为理想的材料选择。
为了改善金属粉末的成型性能、烧结性能以及终烧结板的性能,常常需要添加一些添加剂。添加剂的种类繁多,作用各不相同。润滑剂是一类常见的添加剂,如硬脂酸锌、硬脂酸钙等。在粉末压制过程中,润滑剂能够降低粉末颗粒与模具壁之间的摩擦力,使粉末在模具中填充更加均匀,减少压制压力的不均匀分布,从而提高成型坯体的密度均匀性和表面质量,同时也有利于坯体的脱模,减少模具的磨损,延长模具的使用寿命。粘结剂在一些特殊的成型工艺中起着关键作用,如在注射成型中,常用的粘结剂有石蜡、聚乙烯、聚丙烯等。粘结剂能够将金属粉末粘结在一起,使混合粉末具有良好的流动性和成型性,便于通过注射机注入模具型腔中形成复杂形状的坯体。在后续的脱脂和烧结过程中,粘结剂会被去除,但它在成型阶段对保证坯体的形状和尺寸精度至关重要。研发含碳纳米纤维增强的金属粉末,提高烧结板的抗疲劳性能与韧性。
注射成型过程主要包括注射料制备、注射成型、脱脂等步骤。注射料制备时,要确保金属粉末与粘结剂充分混合,形成均匀稳定的混合物。粘结剂的选择和用量对注射料的流动性和成型性能至关重要,过多的粘结剂会导致脱脂困难,且在烧结后可能会留下较多的杂质;过少的粘结剂则无法保证粉末的粘结效果,使注射料的流动性变差。注射成型过程中,注射机的注射压力、注射速度、模具温度等参数需要精确控制,以确保注射料能够顺利填充模具型腔,并形成质量良好的坯体。脱脂是注射成型后的关键步骤,其目的是去除坯体中的粘结剂。脱脂方法有多种,如热脱脂、溶剂脱脂、催化脱脂等。热脱脂是通过加热使粘结剂分解挥发,但加热过程中要控制好升温速率和温度,避免坯体因粘结剂快速分解而产生裂纹或变形。溶剂脱脂则是利用有机溶剂溶解粘结剂,其优点是脱脂速度快,但需要注意溶剂的回收和环保问题。催化脱脂是在催化剂的作用下,加速粘结剂的分解,能够提高脱脂效率和质量。设计含光致变色材料的金属粉末,让烧结板的颜色随光照变化。义乌金属粉末烧结板源头供货商
研制含金属有机框架的粉末,赋予烧结板高比表面积与独特吸附性能。义乌金属粉末烧结板源头供货商
在航空航天领域,金属粉末烧结板发挥着至关重要的作用。由于航空航天对材料性能要求极为严苛,粉末冶金技术正好满足需求。粉末冶金高温合金烧结板用于制造航空发动机涡轮盘、叶片等关键部件。例如,美国普惠公司F119发动机的涡轮盘采用粉末冶金镍基高温合金烧结板制造,其优异的高温强度、抗氧化性和抗疲劳性能,提升了发动机的性能与可靠性。粉末冶金钛合金烧结板凭借低密度、度和耐腐蚀性,用于制造飞机机翼大梁、机身框架等结构件,减轻飞机重量,提高燃油效率和飞行性能。同时,在航空航天设备的热管理系统中,具有良好导热性能的金属粉末烧结板被用于制造散热器等部件,确保设备在极端环境下能够正常运行。义乌金属粉末烧结板源头供货商