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合金粉末 |
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合金粉末(alloy powder) 由兩種或兩種以上組元經部分或完全合金化而形成的金屬粉末。合金粉末按成分分類主要有鐵合金粉、銅合金粉、鎳合金粉、鈷合金粉、鋁合金粉、鈦合金粉和貴重金屬合金粉等。 預合金化粉通常是由霧化製粉法制取的，以固溶體和金屬間化合物形式構成的完全合金化粉。凡能熔融液化的合金，均可由霧化製粉法製成粉末。在當代粉末冶金領域中，霧化預合金粉是品種最多、產量最大、應用最廣和性能最為理想的合金粉。鐵合金粉作為結構材料粉分為低合金鋼粉和高合金鋼粉。低合金鋼粉一般分別含1%∼2%的銅、鎳、鉬、鉻和錳等少量合金元素，有水霧化預合金粉和還原擴散部分合金化粉兩種類型。通用的品種有瑞典的Distaloy 合金(Fe—0.01C—1.5Cu—1.8Ni—0.5Mo)及Astaloy 合金(Fe—0.05C—1.9Ni—0.5Mo—0.25Mn—0.1Cr)和日本的KIP 合金( Fe—0.02C—0.1si—0.6Cu—1.5Ni—0.3Mo)等系列粉末。這種低合金鋼粉的壓縮性好、化學成分均勻，適合於製造中、高強度粉末冶金零件。高合金鋼粉主要有各種不袗粉和高速鋼粉。不袗粉多為Fe—18Cr—8Ni奧氏體型，用於製造粉末冶金多孔過濾器和耐蝕零件；或將粉末裝入包套，經熱擠壓、軋製生產管材、棒材和板材。高速鋼粉除Fe—1.0C—6W—5Mo—4Cr—2V(美國M2)和Fe—1.5C—12W—4Cr—5V—5Co(美國T15)等一般鑄鍛高速鋼成分外，還有含碳、釩、鈷分別高達2.3%、6.5%、10%的粉末高速鋼專有品種。氣霧化高速鋼粉氧含量低(<100×10)，顆粒為球形，可將粉裝入包套，經熱等靜壓成材。水霧化高速鋼粉，氧含量較高(>600×10)，顆粒為不規則形狀，經壓制、燒結製造粉末冶金零件。鐵合金粉還能作為功能材料，例如鐵磁性Fe—9.6Si—5.4Al合金粉和Fe—23Co—9Ni合金粉；永磁性粉有用作燒結磁體的Fe—7Al—14Ni—37Co—3Cu—8Ti合金粉。 20世紀80年代又新興一種鐵基稀土永磁合金粉，其典型的化學成分有Nd15Fe77B8和Nd13Fe82B5(均為原子百分數)。前者由定向結晶鑄錠機械破碎制取，用於生產各向異性燒結磁體，最大磁能積可達400kJ/m，後者由快淬薄帶研磨製取，用樹脂或橡膠製造粘結磁體。鐵合金粉還可作為熱噴塗(焊)硬面材料，例如Fe—2B—3Si合金粉，其熔點低(1000∼1100℃)，硬度高(HRC 45∼50)，可用來提高工件表面的耐磨性或修復磨損件的尺寸。 銅合金粉有黃銅(Cu—Zn)，青銅(Cu—Sn，Zn，Pb，P)和白銅(Cu—18Ni—1.7Zn—2Pb)等系列粉，其中尤以鉛或錫青銅品種最多。銅合金粉幾乎全部可由霧化製粉法製成球形或不規則形狀的顆粒。它們具有良好的強度、導熱性、耐磨性和色澤，可廣泛用於製造機械零件、多孔過濾器、含油軸承、裝飾品和熱噴塗(焊)硬面材料。高鉛青銅Cu—38Pb粉、Cu—24Pb—4Sn粉，可製造雙金屬軸瓦。這是一種多用於汽車上的複合減摩材料。 鎳合金粉在製造高溫合金材料、磁性材料和熱噴塗層上得到廣泛應用。高溫合金粉有含鉻、鈷、錳、鈦、鋁、鈮、鋯和硼等合金元素的時效強化型霧化預合金粉和含鉻、鋁、鈦、三氧化二釔為主的彌散強化型機械合金化粉。前者例如美國的René95(Ni—0.1C—14Cr—8Co—3.5Mn—3.6W—2.5Ti—3.5Al—0.1B—3.5Nb—0.05Zr)，用於製造高推重比航空發動機渦輪盤；後者例如美國的Incoloy MA956(Ni一20Cr-4.5Al—0.5Ti—0.7Y203)，用於製造燃氣渦輪機外殼和火焰筒。鎳合金粉中還有一類Ni—Cr—B—Si熱噴塗(焊)合金粉，含有分別高達2%∼4%的硼和矽，其熔點低(1000∼1100℃)，能在乙炔焰或等離子焰噴塗過程中自行造渣，是一種自熔性好的合金粉，多用於耐磨、耐蝕件的表面強化塗層。鎳合金(Ni_17Fe—2Mo)，亦稱坡莫合金(美國)，是一種高導磁率的鐵磁性功能材料，通常由霧化製粉法製成粉，其顆粒表面經絕緣塗層後適於製造感應線圈的磁芯。 鈷合金粉有鈷鉻鎢系列的Co—32Cr—1.4C—6W和Co—0.5C—25.5Cr—7.5W—10.5Ni—2Fe。前者為熱噴焊粉，用於等離子噴焊處於高溫高壓下工作的零部件表面，以提高其高溫耐磨耐蝕性；後者用於製造高溫合金。此外還有Co—26Cr—5Mo粉，用於製造醫用人工骨關節。鈷合金粉在功能材料中佔有重要地位。稀土鈷合金粉可藉助粉末粘結或液相燒結方法製造永磁體。 SmCo5和Sm2Co17，燒結永磁體的最大磁能積分別可達208、256kJ/m。 鋁合金粉由霧化製粉法或機械合金化法制取，並以熱等靜壓、熱擠壓、熱鍛加工成全緻密輕金屬合金材料。鋁合金粉大體上分3個類型。常溫高強度型品種有Al—6.5Zn—2.5Mg—1.5Cu—0.5Co—0.3O和Al—7.5Zn—2.5Mg—2Cu—0.2Zr—0.2Cr耐蝕合金粉以及機械合金化的A1—4Mg —C—O彌散強化鋁合金粉。高溫高強度型(工作溫度170∼300℃)品種有Al—8Fe—4Ce和Al—8Fe—2Mo粉。高比強度、比剛性型品種有Al—2Li粉。這種鋁鋰合金可減少密度6%∼9%，而比剛性模量卻可提高19%∼30%。用鋁合金粉可生產高性能輕金屬合金材料，供航天、航空和汽車工業上製造異型結構件和零部件。 鈦合金粉由旋轉電極霧化製粉法或惰性氣體霧化法制取，其化學成分有Ti—6A1—4V和Ti—6Al—6V—2Sn。這些鈦合金粉用熱等靜壓技術可一次成形為具有理論密度的近終形異型構件和盤件。這些產品已在航空發動機、戰鬥機和直升飛機上得到應用。鈦合金粉還可製造醫用鑲嵌骨骼。 貴金屬合金粉主要是銀合金粉，多由鑄塊機械粉碎或霧化法制取。品種有牙齒材料． Ag—5Cu—26Sn—Zn粉；電觸頭材料Ag—50W、Ag—Mo粉和Ag—15Ni粉；以及用為釬焊料的． Ag—15Cu—20Zn—20Cd粉等。 [1] 錫金屬合金粉一種略帶藍色的白色光澤的低熔點金屬元素，在化合物內是二價或四價，不會被空氣氧化，主要以二氧化物（錫石）和各種硫化物（例如硫錫石）的形式存在。元素符號Sn。錫是大名鼎鼎的“五金”——金、銀、銅、鐵、錫之一。早在遠古時代，人們便發現並使用錫了。在我國的一些古墓中，便常發掘到一些錫壺、錫燭台之類錫器。據考證，我國周朝時，錫器的使用已十分普遍了。在埃及的古墓中，也發現有錫製的日常用品。 |
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