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第一章　概论1

第一节　粉末冶金发展历史概述1

一、粉末冶金的基本概念1

二、粉末冶金发展史上的三个重要标志1

三、粉末冶金在现代技术和国民经济中的作用2

第二节　粉末冶金机械零件制造工艺特征3

一、粉末冶金机械零件传统制造工艺3

二、粉末冶金机械零件制造的新工艺、新技术4

三、用粉末冶金工艺制造机械零件的技术经济特征和优先选择原则7

一、粉末冶金减摩零件的发展和应用8

第三节　粉末冶金减摩零件和结构零件8

二、粉末冶金结构零件的发展和应用9

三、粉末冶金机械零件的经济评估9

四、粉末冶金机械零件的产品开发和营销11

第一篇　粉末原料13

第二章　金属粉末13

第一节　金属粉末性能13

一、粉末与粉末体13

二、粉末粒度分类和粒度分布14

三、粉末形状15

四、金属粉末化学成分16

五、金属粉末工艺性能16

第二节　铁铜基粉末原料制备方法简介18

一、机械粉碎法19

二、熔融液态金属和合金雾化法22

三、金属化合物还原法23

四、电解法24

五、羰基化合物热离解法24

第三章　机械零件用金属粉末原料的主要生产方法26

第一节 固体碳还原法生产铁粉26

一、还原法基本原理26

二、还原法生产海绵铁工艺29

三、海绵铁的二次精还原34

四、还原铁粉国家标准35

五、铁粉标准中主要参数的含义36

第二节　水雾化法生产金属铁粉38

一、雾化法生产金属粉末的基本原理38

二、喷嘴结构41

三、雾化法制取金属钢铁粉末43

四、雾化工艺参数和金属液的内在性质对粉末粒度和形状的影响45

五、水雾化铁粉和还原铁粉性能比较47

第三节　低合金钢铁粉末的生产47

一、水雾化法生产低合金钢粉48

二、扩散黏结法部分预合金粉的生产51

三、共还原法制取铁钼合金粉51

一、还原铁粉品种和性能53

第四节 国外主要金属粉末公司钢铁粉末品种和性能简介53

二、雾化纯铁粉品种和性能54

三、预合金粉品种与性能55

四、扩散黏结部分预合金粉品种和性能56

五、预合金化高合金钢粉品种和性能57

第五节　雾化青铜粉和电解铜粉的生产58

一、气雾化6-6-3青铜粉工艺59

二、水溶液电解法生产铜粉60

第六节　钢铁粉末主要工艺参数检测方法64

一、粉末的验收与取样64

二、铁粉化学成分测定66

三、氢损值测定67

五、金属粉末粒度组成的测定68

四、金属粉末中酸不溶物测定68

六、金属粉末松装密度的测定69

七、金属粉末流动性的测定70

八、金属粉末压缩性的测定71

九、金属粉末的成形性73

第二篇　成形技术和模具模架75

第四章　粉末冶金成形技术基础75

第一节　压制过程力的分析76

一、压制压力76

二、侧压力76

四、脱模压力77

三、外摩擦力和压力损失77

五、压力中心79

六、精整压力80

第二节　粉末在压制过程中的变化规律80

一、压制过程中粉末的运动和粉末的变形80

二、压制压力和压坯密度、强度的关系81

三、单轴向钢模压制压坯密度的不均匀性分布82

四、调整压坯密度分布的压制方式选择83

五、多台阶压坯密度均匀分布的遵循原则90

第三节　压制工艺97

一、配料及其计算97

二、混料工艺及影响因素98

三、手动压制中的称料、装料101

四、自动压制中的称料、装料102

五、压制过程控制104

六、脱模105

七、压坯质量控制及检查106

八、压坯密度、密度分布对烧结制品质量的影响109

第五章　粉末冶金零件设计110

第一节　粉末压坯形状设计110

一、压坯形状的分类110

二、压坯形状的设计112

三、特殊压坯形状的设计116

四、组合成形法简化压坯复杂形状的设计118

五、不同压坯形状压制面的选择119

第二节　粉末压坯密度设计122

一、密度大小的设计122

二、密度均匀性的设计123

第三节　压坯尺寸及精度设计126

一、压坯的尺寸限制126

二、尺寸及位置精度设计127

第一节　粉末冶金成形压机的基本要求与选择依据131

一、基本要求131

第六章　粉末冶金成形模具与模架（Ⅰ）131

二、选择依据132

第二节　粉末冶金模架的作用及分类136

一、模架的功能及特点136

二、模架和模具的构成关系和基本动作138

三、粉末冶金专用成形模架的类型138

第三节　常见粉末冶金成形模架139

一、普通压机用成形模架139

二、粉末冶金专用压机拉下式成形模架143

三、粉末冶金专用压机顶出式成形模架148

二、成形模具结构设计原则150

一、成形模具结构分类150

第一节　成形模具结构设计150

第七章　粉末冶金成形模具与模架（Ⅱ）150

三、成形模具结构设计步骤151

第二节　成形模具结构方案151

一、普通成形模结构基本方案示例151

二、特殊成形模结构基本方案示例155

第三节　压模自动化机构的设计156

一、浮动机构156

二、脱模复位机构163

三、自动装粉机构171

一、等高压坯模具结构示例174

第一节　普通压机用成形模具结构示例174

第八章　粉末冶金成形模具与模架（Ⅲ）174

二、带台阶压坯模具结构示例175

第二节　粉末冶金专用压机用成形模具结构示例182

一、一个台阶压坯模具结构示例183

二、多台阶压坯模具结构示例184

三、特殊形状压坯模具结构示例186

第九章　精整模具191

第一节　精整、精压和复压191

一、精整191

二、精压193

三、复压193

二、精整模结构设计194

第二节　精整模具模架结构设计194

一、精整模的基本要求194

三、精整模架类型198

第三节　精整模结构与动作示例201

一、通过式精整模结构201

二、全精整式精整模结构203

第十章　模具主要零件设计206

第一节　成形模具主要零件结构设计206

一、阴模设计206

二、芯棒设计209

三、模冲设计211

一、阴模设计213

第二节　精整模具主要零件设计213

二、芯棒设计214

三、模冲设计216

第三节　模具主要零件尺寸设计216

一、模具尺寸计算步骤216

二、模具参数选择216

三、模具尺寸计算方法223

第四节　典型产品零件设计计算示例230

一、柱面零件230

二、带台零件235

二、模具制造的要求244

一、模具的使用状况244

第一节　模具制造的一般要求244

第十一章　粉末冶金模具制造244

第二节　模具主要零件材料的选择245

一、阴模常用材料的选择246

二、芯棒常用材料的选择246

三、上下模冲常用材料的选择247

四、模套材料的选择247

第三节　模具主要零件材料的成分及热加工工艺248

一、硬质合金248

二、钢结硬质合金及热加工工艺250

四、高合金工具钢及热加工工艺251

三、高速钢及热加工工艺251

五、低合金工具钢及热加工工艺252

六、碳素工具钢及热加工工艺252

七、合金结构钢、碳素结构钢及热加工工艺253

第四节　模具主要零件制造工艺253

一、机械加工253

二、特种加工254

三、模具主要零件制造工艺流程257

四、模具零件的典型加工工艺举例257

第五节　提高模具寿命的方法262

二、改进热处理工艺方法263

一、研究和选用新型模具材料263

三、模具表面涂覆处理264

四、电火花表面强化265

第六节　模具零件的检测方法265

一、性能检测265

二、外观质量检测266

三、尺寸、形状和位置公差检测266

四、合模检查268

五、产品验收268

三、安装程序269

二、安装前的准备工作269

一、安装要点269

第一节　模具的安装269

第十二章　模具的安装和调试269

第二节　模具的调试271

一、调试要求271

二、调试程序271

第三节　试模出现的主要缺陷与调整271

一、压坯密度不符合工艺要求271

二、尺寸不符合要求272

三、形位公差超差273

四、外观不合格274

一、尺寸精度及形位公差不合格281

第四节　精整中常见的质量问题及解决方法281

二、表面缺陷282

三、精整时的润滑问题284

第五节　常见的模具损坏类型及分析284

一、模具损坏类别284

二、模具损坏分析285

第三篇 烧结、材料和后处理技术288

第十三章　烧结基本原理和烧结技术288

第一节　烧结概述288

一、烧结的概念及其在粉末冶金工艺中的重要性288

二、烧结的分类289

一、烧结过程热力学基础知识290

第二节　烧结的基本原理290

二、烧结机构简介291

三、固相烧结293

四、液相烧结295

五、活化烧结299

第三节　铁基零件烧结技术301

一、铁基零件烧结技术的特点301

二、铁基零件烧结过程的三个基本阶段301

三、铁基零件烧结和冷却过程中组织机构的变化304

四、铁基减摩零件和铁基结构零件烧结工艺参数的差异307

一、铁基零件生产中保护气氛的选择原则308

第四节　烧结气氛308

二、铁基生产中常用烧结保护气氛及技术经济评述312

三、气体的净化和干燥剂的应用与再生323

第五节　烧结装备326

一、粉末冶金烧结工艺对烧结炉的基本要求326

二、铁铜基零件生产中常用烧结炉类型326

三、铁基零件烧结炉烧结过程的正常运行和故障分析330

第十四章 粉末冶金减摩材料和制品（含油轴承）制造技术334

第一节　粉末冶金减摩零件的材料特性334

一、减摩零件与结构零件的应用功能与制品品种334

三、粉末冶金减摩零件的性能特点335

二、对减摩零件的性能要求335

第二节　影响铁铜基含油轴承减摩性能的因素340

一、孔隙的影响及孔隙度确定340

二、粉末粒度的影响341

三、显微组织结构的影响341

四、润滑剂的影响343

第三节 固体润滑剂的应用344

一、石墨和二硫化钼的应用345

二、硫及硫化物的应用346

三、其他润滑剂的应用347

一、铁基含油轴承材料系列349

第四节　铁基含油轴承制造工艺349

二、含油轴承制造工艺过程中的质量控制356

第五节　青铜基含油轴承制造技术359

一、青铜基含油轴承特点和应用359

二、青铜基含油轴承材料成分360

三、烧结青铜含油轴承孔隙的形成机制及其控制362

四、青铜基含油轴承制造工艺364

五、青铜基含油轴承的储油性和供油性366

六、提高质量的工艺措施367

第六节　烧结金属石墨材料和带钢背的复合减摩材料369

一、金属石墨材料369

二、带钢背的复合减摩材料371

第十五章　铁基结构零件致密化技术376

第一节　铁基结构零件发展、应用和技术经济优势376

一、铁基结构零件的发展和国内现状376

二、铁基结构零件应用的主要领域378

三、铁基结构零件的技术经济优势378

第二节　铁基结构零件密度和材料力学性能的关系381

一、密度与孔隙度381

二、孔隙度、孔隙形状、大小、分布与力学性能的关系381

三、孔隙对材料物理性能的影响384

四、提高密度的传统方法简介385

一、复压复烧技术的提出及其应用387

二、复压复烧技术的工艺控制387

第三节　复压复烧技术387

三、复压复烧技术的技术经济评述391

第四节　熔渗技术392

一、熔渗技术在粉末冶金制品生产中的应用特点392

二、铁基结构零件熔渗工艺393

三、铁基结构零件熔渗技术的工艺参数控制393

第五节　温压技术396

一、温压技术的工艺特征396

二、影响温压技术致密化和强韧性的因素及其分析400

三、温压技术工业化发展前景404

第六节　金属注射成形技术405

一、金属注射成形技术的工艺特征和发展前景406

二、金属粉末注射成形喂料的制备407

三、注射成形410

四、注射成形坯的脱黏（脱脂）412

五、金属注射成形坯烧结416

第七节　粉末预成形坯热锻技术420

一、粉末冶金预成形坯热锻工艺的特点和应用421

二、粉末冶金预成形坯的设计和生产421

三、粉末预成形坯的锻造作业424

四、粉末预成形坯热锻材料的力学性能425

一、铁－碳相图在铁基材料中的应用426

第一节　铁基材料基础知识426

第十六章　铁基结构零件合金化技术426

二、固溶体和固溶强化434

三、合金元素在铁基材料中的强化作用438

四、合金组织不均匀性引起的材料力学性能的波动441

第二节　合金元素选用原则442

一、粉末冶金零件合金化过程中应考虑的一些工艺因素442

二、不同粉末冶金工艺选用合金元素的原则444

第三节　铁基粉末冶金引入合金元素的方法445

一、混合法445

四、熔渗法引入合金元素446

三、用雾化法制成预合金粉446

二、黏结扩散法引入合金元素446

五、热处理等后续处理过程引入合金元素447

六、多元合金化应用447

第四节　铁基结构零件材料系列448

一、烧结碳钢系列448

二、烧结铜钢系统451

三、烧结镍钢系列455

四、烧结低合金钢材料457

五、高耐磨高合金钢材料462

六、烧结不锈钢材料463

第一节　热处理基础知识466

一、热处理概念及其应用466

第十七章　铁基材料热处理和表面处理466

二、钢在加热时的奥氏体化467

三、奥氏体晶粒大小及其控制468

四、过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）469

五、过冷奥氏体转变产物的组织与性能473

第二节　热处理强化在铁基粉末冶金机械零件中的应用476

一、铁基结构零件热处理工艺特点477

二、铁基结构零件常用热处理工艺类型478

三、铁基结构零件的直接淬火—回火处理479

四、铁基结构零件的表面热处理—高频淬火485

五、铁基结构零件化学热处理—渗碳和碳氮共渗487

第三节　烧结硬化工艺和烧结硬化钢492

一、烧结硬化工艺的提出492

二、烧结硬化工艺合金化的影响493

三、烧结硬化钢与烧结低合金钢淬火热处理性能比较494

第四节　铁基零件的蒸汽处理496

一、蒸汽处理的应用496

二、蒸汽处理的基本原理和反应497

三、蒸汽处理中常见质量故障的分析及其解决措施498

四、蒸汽封孔气密性处理501

一、金属粉末及其理化与工艺性能检测标准503

二、铁铜基材料及其相关性能检测标准503

附录Ⅰ 铁铜基粉末冶金机械零件国家标准目录503

附录503

附录Ⅱ 粉末冶金成形压坯面积和体积的计算方法504

一、规则形状和非规则形状面积计算法504

二、压坯体积计算法和浮重称量法506

附录Ⅲ 硬度测定和硬度值的换算507

一、布氏、洛氏、维氏硬度测量508

二、洛氏硬度HRC与其他硬度及强度换算表510

三、洛氏硬度HRB与其他硬度及强度换算表511

附录Ⅳ 常用模具材料及其热处理参数511

一、常用冷作模具钢钢号及化学成分511

附录Ⅴ 美国MPIF标准35“粉末冶金结构零件材料标准”2000年版介绍512

三、常用硬质合金牌号、化学成分和物理－力学性能512

二、常用模具钢的热处理工艺参数512

一、烧结铁与烧结碳钢513

二、烧结铁铜合金和烧结铜钢514

三、烧结铁镍合金和烧结镍钢515

四、烧结低合金钢517

五、烧结硬化钢518

六、扩散合金化钢519

七、烧结渗铜铁和烧结渗铜钢520

八、烧结不锈钢－300系列合金521

九、烧结不锈钢－400系列合金522

十、烧结黄铜、烧结青铜及烧结锌白铜524

参考文献525