压缩性为金属粉末在压粉前後之密度比.PPT

本章架構 7.1 前言 7.2 金屬粉末的特性 7.3 粉末的製造法 7.4 金屬的粉末混合 7.5 壓粉成形 7.6 燒結 7.7 燒結後的加工作業 7.8 粉末冶金材料的特性 7.9 粉末冶金的優點 7.10 粉末冶金的條件限制 7.1 前言 粉末冶金（powder metallurgy; PM）如同鍛造、鑄造及塑膠射出成形等加工一樣，需要透過模具成形，其為一種使用金屬粉末製造工業產品的技術，最早的工業產品是19世紀初期所製作之燈泡鎢絲。 7.2 金屬粉末的特性 7.2.1 粉末顆粒大小與形狀分佈 7.2.2 流動性 7.2.3 視密度 7.2.4 壓縮性 7.2.5 燒結性 7.2.6 化學成分 粉末顆粒大小與形狀分佈 粉末的需要視需要決定，通常可分為球狀、角狀、鋸齒狀、扁平狀、樹枝狀等 以球狀粉末燒結最好 流動性 量測一定量粉末通過一小孔所需時間為測定粉末流動性的方法。 視密度 視密度低時壓粉需有較長的壓縮衝程及較深的模穴（cavity），視密度高則燒結時收縮較少。 壓縮性 壓縮性為金屬粉末在壓粉前後之密度比，粉末的顆粒大小及形狀對於壓縮性具有很大的影響。 燒結性 燒結性為粉末燒結難易程度，包括粉末燒結後變形的程度、密度的變化、成品的物性及燒結溫度的範圍。 化學成分 金屬粉末的純度和化學成分在進行壓粉燒結之前必須加以化驗，以利粉末的混合。 7.3 粉末的製造法 7.3.1 霧化法 7.3.2 還原法 7.3.3 電解法 7.3.4 研磨法 7.3.5 射擊法 7.3.6 粒化法 7.3.7 沈澱法 7.3 粉末的製造法 粉末的製造 粉末混合(blending) 壓粉作業（compaction of powders） 燒結 最後加工作業（finishing operation） 7.3.1 霧化法（1/2） 霧化法(atomization method)通常用於製造低熔點金屬粉末。 製作時係將金屬合金熔液通過噴嘴(nozzle)，然後以高速空氣、水或氮氣(nitrogen)吹出，則金屬就會形成霧狀噴出，分成個別的粉末，粉末科顆粒的粗細可由壓縮空氣或流體的大小及金屬的流動率來決定。 惰性氣體霧化法(inter-gas atomization) 、旋轉電極法(rotating electrode) 、可溶解氣體霧化法(soluble-gas atomization)。 霧化法（2/2） 7.3.2 還原法 還原法(reduction method)通常以CO2、H2等還原劑將粉末狀的金屬氧化物，在熔點下還原成海綿狀金屬粉末。 7.3.3 電解法 電解法（electrolysis method）製造粉末類似電鍍(electroplating)方法，製造時金屬板置於陽極(anodes)另一金屬板至於陰極(cathodes)，通電後高安培電流促使金屬粉末沉積(deposit)於陰極金屬板上，再由金屬板將沉積刮下，研磨成所需顆粒大小的粉末。 7.3.4 研磨法 研磨法（grinding method）可說是最古老的粉末製造法，通常使用球磨機或磨粉機將金屬磨削成粉狀。 7.3.5 射擊法 射擊法（shooting method）為將熔融金屬通過篩孔經水中凝固為較細的金屬粒，然後研磨成粉末。 7.3.6 粒化法 粒化法(granulation method)是將熔融金屬冷卻，於半熔狀態時迅速加以攪拌，使具形成粒狀，無機會結塊。 7.3.7 沈澱法 沈澱法(precipitation)為將溶有金屬的化學容易沉澱，使金屬沉澱下來而得粉末。 金屬粉末的混合 不同金屬粉末混合時，為了增進流動性(flow characteristics)，通常加入油脂酸(stearic acid)等潤滑劑，以減少粉末間的相互摩擦及粉末與模子(dies)間的摩擦，延長模子的使用壽命。 7.5 壓粉形成 7.5 壓粉形成 7.5.1 冷壓縮 7.5.2 熱壓縮 7.5.3 非加壓式壓縮 7.5.4 模具 冷壓縮（1/2） 將粉末填入特定形狀的模具內，以一組衝頭將其壓實到一定的密度，再由模具中取出，即成為生壓胚(green compact)。 冷壓縮（2/2） 另一種冷壓縮是等壓縮(isotatic pressing)的壓縮方式，此方式可以使粉末所受各方向的壓力均等，其所使用的模子為橡皮模，壓力媒質為氣體或液體，為了製作較均勻壓粉，常使用靜液壓(hydrostatic pressure)方式完成。 熱壓縮 為將粉末填充於模具內，同時加熱與加壓，如此粉末受熱後會塑性變形，受壓後即將熔結在一起。 非加壓式壓縮 一般常用滑鑄法(slip casting)與重力壓縮法。 滑鑄法是將粉末與液體攪和成漿狀，倒入燒石膏模子內，使液體滲入石膏而留下一層固體於模子表面，待取出模子後，