合金基体对高温耐磨材料性能的影响(2)
1.2 粉末冶金工艺技术
粉末冶金工艺是陶瓷烧结工艺和金属冶金工艺的合体。一般需要通过配制，压制成型，烧结以及后处理等几个工序。
1.2.1 粉料制备
物理化学法与机械法是粉末冶金粉料制备领域中重要的两种方法。除了以上两种还有蒸发法，机械合金化法，超声粉粹发，汞齐法等。粉末的生产工艺过程包含粉末的制取以及粉料的混合等几个步骤。加入机油，石蜡等增塑剂的目的是为了提高粉末的可塑性和成形性。通过混合粉末可以可以把不同性能的组元混合成均匀的混合物，以有利于之后的压制以及成型工艺，以确保产品的均匀性和稳定性。混粉时间的长短也会影响混粉效果。工艺对粉料的具体要求和设备情况决定粉末混合所需要时间决定。时间过短会使混合不均匀；混合时间过长的话，那么会使出现很多有害成分，比如铜、铁等金属粉末会产生加工硬化等现象，也会使粒子形状和粒度分布发生变化。制取好的粉末通过筛分，混合，混料均匀然后加入适量的增塑剂，然后再进行压制成型，要使制件相结合为具有一定强度的整体则粉粒间的原子需要通过机械咬合和固相扩散作用。制件密度随着压力的增加而增加，强度也会得到相应提高。有时候为了减小压力，增大制件密度，也可以采取热等静压成型的方式。
在铁基粉末中添加合金成分的方法主要有以下几种：
1）混合法：把元素状态的粉末加入到铁粉当中，通过机械搅拌混合制备粉末的方法称作混合法或者预混合法。这种方法具有保持特粉的高压缩性能，相对高的压坯密度以及低成本等优点，不过在混合时容易引起混合不均匀等情况。
2）部分预合金化法：这种方法是把具有高压缩性的铁粉或者合金钢作为基础粉，然后再加入一些合金元素粉或者其他氧化物粉，通过均匀搅拌之后在电炉内在特定的温度及条件下（用氢气或分解氨）进行扩散处理[2]。使合金元素扩散到粉末（预合金钢粉或者纯铁粉）颗粒上，产生未经充分扩散的极薄扩散层[3]。通过这种方法制造的合金粉末的压缩性相对较好，合金元素烧结时再度进行合金化，使烧结制品不能改变原有的尺寸公差；但是因为合金元素在铁粉颗粒内部和颗粒间的分布有差别，所以烧结后材料的显微组织不均匀，跟预混合法制备的样品比较，化学成分的扩散相对均匀，力学性能也较好[4]。
3）预合金化法：该方法是把高纯度的低碳钢作为原料，在氢气搅拌的条件下，加入合金添加剂从而进行合金化处理或者调整化学组成（碳除外）[5]，利用高压水或者气体在雾化器内把熔融的钢液破碎成微小液滴，然后再经过脱水、烘干、高温还原、粉饼破碎、筛分、合批等处理工序而制备出来的；通过这种方法制制备的粉末颗粒形状较规则及致密，组织结构比较均匀并且微观硬度一致；但是因为受合金元素固溶强化的影响，故粉末的压缩性不如预混合法和扩散合金法制备的压缩性差，提高合金元素的含量，使压缩性降低，粉末颗粒组成中合金元素分布均匀，采用这种方法制造出来的烧结材料组织均匀、强度比较高和耐磨性与重复性好[6-7]。
4）包覆法：采取一些方法（比如电化学方法或者金属沉积方法等）把铁粉颗粒用合金元素包覆，从而制作包覆粉。之所以烧结过程当中能够容易地得到均匀显微组织结构，是因为包覆粉中的合金元素只能进行短距离扩散，故可以提高产品的性能。
1.2.2 成型工艺
成型工艺能够实现将松散状态下的粉末体加工成规则的，有一定尺寸大小的坯块。主要的几种成形方法有：压膜成型、连续成形、等静压成形、注射成型、无压成形、高能成型。
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