光铭集团今日说说粉末冶金的核心工艺流程是什么？

粉末冶金的核心工艺流程围绕 **“粉末制备→成型→烧结→后处理”** 四大核心环节展开，每个步骤均直接影响最终产品的密度、精度和力学性能，尤其适用于气动元件阀芯、贴标机微型齿轮等精密零件的批量生产。以下是详细拆解：

一、 粉末制备（基础环节：决定原料品质）

这是粉末冶金的起点，核心是获得粒径均匀、流动性好、杂质含量低的金属 / 合金粉末。

常用制备方法

方法 适用粉末类型 典型应用

水雾化法 铁基、铜基、不锈钢粉 汽车结构件、气动元件

气雾化法 铝合金、钛合金、高温合金粉 航空航天零件、MIM 工艺

还原法 铁粉、钨粉 低成本结构件

电解法 铜粉、镍粉 高纯度导电零件

关键指标：粉末粒径（20~150μm 常用）、松装密度、氧含量（≤0.1% 为佳），直接影响成型难度和烧结质量。

二、 混料 / 预合金化（配方环节：定制材料性能）

将基础粉末与添加剂混合均匀，确保后续成型和烧结的一致性。

核心配料

基体粉：铁、铜、不锈钢等主体粉末；

合金粉：碳、镍、钼等，用于提升强度、硬度（如铁基加碳粉实现渗碳强化）；

润滑剂：硬脂酸锌、石蜡，减少粉末与模具的摩擦，提升脱模性（添加量 0.5%~2%）；

粘结剂：仅用于金属注射成型（MIM），如石蜡基、聚合物基粘结剂，将粉末粘合成可注射的喂料。

混合设备：高速混合机、V 型混合机，混合时间通常为 1~3 小时，确保成分均匀无偏析。

三、 成型（塑形环节：将粉末变成坯件）

通过外力将松散粉末压制成具有一定形状、尺寸和强度的生坯，是实现 “近净形制造” 的关键步骤。常用成型工艺如下：

成型工艺 操作方式 适用场景 关键参数 典型零件

模压成型（最主流） 单向 / 双向压制，在液压机 / 机械压机上通过模具施压 批量生产简单形状零件 压力 300~800MPa，生坯密度≥6.0g/cm³（铁基） 齿轮、含油轴承、电磁阀阀芯

金属注射成型（MIM） 将粉末 - 粘结剂喂料注射入模具，冷却后脱模 复杂小型精密件（<100g） 喂料粘度 10³~10⁵Pa・s，注射温度 150~200℃ 贴标机微型传动件、医疗植入件

冷等静压（CIP） 粉末装入橡胶模具，在高压容器中全方位施压 异形、大型件 压力 100~300MPa，致密度均匀 大型齿轮坯、钨合金部件

热等静压（HIP） 高温高压同步作用（温度 1000~1500℃，压力 100~200MPa） 高致密度、高性能零件 真空 / 惰性气氛，致密度≥99% 航空航天高温合金零件

四、 烧结（核心环节：实现冶金结合）

将生坯放入可控气氛炉或真空炉中加热，使粉末颗粒通过原子扩散、颈缩、再结晶形成牢固的冶金键，是粉末冶金零件获得强度的关键步骤。

核心原理：加热温度低于基体金属熔点（铁基烧结温度 1120~1130℃，铜基 850~950℃），粉末颗粒表面氧化膜破裂，原子相互扩散，孔隙收缩，生坯从 “机械结合” 变为 “冶金结合”。

关键控制条件

气氛控制：常用氢气氛、分解氨气氛、氮基气氛（防止粉末氧化）；不锈钢、钛合金需真空烧结；

升温曲线：分预热（去除润滑剂）、升温、保温（1~2 小时）、冷却四阶段，避免生坯变形、开裂；

烧结后变化：零件收缩率 3%~5%，密度提升至 7.0~7.8g/cm³（铁基），强度、硬度提升 5~10 倍。

五、 后处理（精整环节：提升精度与性能）

烧结后的零件需通过后续处理满足最终使用要求，根据产品需求选择：

整形 / 复压：对烧结件再次施压，修正尺寸偏差（精度可达 ±0.02mm），同时提升密度（适用于高精度气动元件）；

热处理：渗碳、碳氮共渗、淬火回火，提升表面硬度和耐磨性（如齿轮渗碳后硬度达 HRC58~62）；

表面处理：电镀（镀锌、镀镍）、磷化，防止生锈；喷涂，提升耐腐蚀性；

精加工：少量磨削、钻孔，处理烧结无法成型的复杂结构（如横向孔、倒扣）；

浸渍处理：多孔含油轴承浸入润滑油，利用毛细作用储油，实现自润滑。

核心流程逻辑总结

粉末制备→混料→成型→烧结→后处理，本质是 **“从松散粉末到致密零件” 的转化过程 **：

前两步决定原料品质，中间两步决定零件形状与强度，最后一步决定最终精度与性能；

对于气动元件、贴标机等自动化设备零件，优先选择 “模压成型 + 烧结 + 整形” 工艺，兼顾成本与精度；复杂精密件则选用 “MIM 成型 + 脱脂 + 烧结” 工艺。

粉末冶金、金属注射成型、粉末冶金齿轮

光铭集团专注于金属成形技术及耐磨材料的研发制造，主营产品包括金属压制成形及注射成形粉末冶金制品。 公司拥有一批高素质人才队伍，创始团队源自国家部级直属科院单位——广州有色金属研究院，具有丰富的的行业从业经验和研发实力，为公司发展提供源源不断的创新动力。公司先后荣获得5项发明专利，30多项实用新型专利，通过IATF16949质量管理体系、ISO9001-2015质量管理体系、ISO14001环境管理体系、知识产权管理体系，并获得国际商标认证，是广东省创新型企业、广州市科技小巨人企业、广东省粉末冶金产业技术创新联盟理事单位、广州市先进粉末冶金集群促进中心发起单位。