形狀: 結合最優良者為不規則形。 粒度: 顆料之粗細程度,標準篩(100~325mesh,金屬採200)、顯微度量法。 顆粒大小分布: 各標準篩號顆粒之重量百分比分布情形,分布愈均勻愈佳。 流動性: 一定量之金屬粉末通過一定尺寸及形狀之孔口所需的時間,愈少流動性愈佳,易充實模內各部位。
化學純度: 規格上化學組成成分比例中 氧化物及雜質所允許之存在量。 壓縮性: 金屬粉末在一定壓力下,壓縮前原有體積和壓縮後之比稱為壓縮性。比值愈大,壓縮性愈好,模壓後未燒結的強度愈強。 外觀密度: 粉末未經壓縮時,單位體積內的密度(g/m3) 燒結性: 以燒結溫度範圍的廣窄而定,窄者燒結性差。
機械式 方式 製法 粉特性 製品 特點 機製法 (割切法) 刀具切割 粗 鋁、鎂粉製造 難模壓成形 霧化法 霧化 細、氧化少 低熔金屬(鋁、錫、鋅、鉛) 最主要之機械式 彈射法 過篩、噴於水中冷卻。 粗、圓形 煉鋼或冶金 成粒法 欲凝固時攪拌 細、圓形 燃燒彈、發熱熔接之配料 滾磨法 壓碎、搗碎 不規則、粒度可調 硬脆性金屬(銻、錳、鎢、、鉻)
方式 製法 粉特性 製品 還原法 粉狀金屬氧化物+還原氣體 多孔性海綿狀、圓形、多角形 高熔點金屬(鎢、鐵、鈷、銅) 純度高 化學取代法 金屬(陽極)投入鹽溶液(陰極),在陰極沈澱出粉末,又稱為沈澱法 銅、鎳、鐵之粉末製造
電化式處理法(電解沈積法): 製法: 陽極:低碳鋼板、銅; 陰極:不銹鋼板、鉛; 電解液(溫度較高);通大電流,在陰極形成鬆散之粉末。適用於鐵、銅、鎳、鋅、銀、錫粉之製造。
又稱混粉: (1)不同成分粉末相混合、(2)不同粒度相混合。 潤滑劑:硬脂酸鋰、硬脂酸鋅 石墨粉:補充碳量。 必須在控制的環境下操作,避免污染或劣化。
在壓床上工作,壓縮比為3,壓實後稱為毛胚件。 硬脆粉末、胚件密度要求高時,所需的壓力較大。
離心力壓製法: 利用高速迴轉所產生之離心力,使粉末在模穴內成型。 比重較大金屬粉末成型,如碳化鎢。 形狀簡單之單一截面製品,如套筒、圓柱、刀尖塊等。 滑鑄法: 金屬粉末作成糊漿狀之混合物,倒入石膏模中,石膏之多孔性可將液體吸收,而成型之法。 可製作較大的多孔性機件,施工簡單,尺寸、形狀不受限製 製品密實性差,用於比重較大的鎢、鉬等金屬粉末之製造。
擠製法: 金屬粉末加入適當結合劑,於非氧化性之環境中加熱或燒結,再送入擠製機擠製。 適合製造斷面均一的長條型產品,如鎢絲、熔接條、原子能碳棒、高溫材料。
輥軋法: 金屬粉末自漏斗中漏至兩滾子中間滾壓, 可使粉末結合成一片狀製品。 適合製造不同材料合成之雙金屬片,可供電氣溫度控制用。 可連續操作,適於大量生產。
重力燒結法 將金屬粉末均勻分佈在陶瓷盤上,在氨氣中加溫燒結而成, 適於多孔性不銹鋼之過濾板之製造。 優點:多孔性的大小可以控制。 等壓模法: 利用氣體或液體媒介質,以得到高度均一密度之產品, 用於鋁、鎂、鈹、鎢、鐵、不銹鋼之粉末製造。 優點:密度均勻、各方向強度一致。 缺點:操作煩雜、生產速率低,表面較不平整,精度較模壓法差。 種類: 熱均壓: 使用高熔點板金屬容器,以惰性氣體作為加壓介質 常用於碳化鎢刀具最後之緻密化步驟(封閉孔隙)。 冷均壓: 軟性容器(橡膠),以水作為介質施以靜壓。 設備費用較低。
優點: 製件密度高、燒結時間減少、變形小、 模具構造簡單、設備費用低 缺點: 製品的形狀不宜太複雜 適於製作多孔性網狀物體、蓄電池極板。
純金屬之燒結溫度在熔點以下,產生固體擴散。 多成分之燒結溫度在主要金屬熔點以下(在高、低金屬熔點之間),使低熔點金屬熔解而形成液相燒結。 例:碳化鎢粉末加鈷,即是使鈷熔化而黏結碳化鎢。
以石墨作為模具材料,成型和燒結同時完成,因模具貴且壽命短,加熱溫度難控制,只有部份碳化鎢產品採用 利用電火花加熱,僅12~15秒即可完成,可得極密實製品,適合碳化物、鋁、黃銅、青銅等材料。
粉末冶金製品 種類 製法、特性 金屬過濾器 強度高、抗震性好、孔隙率高 燒結碳化物 碳化物+鈷粉 自潤軸承 銅、錫滲入石墨作潤滑劑,再滲油處理 齒輪及泵轉子 鐵+石墨粉(增加含碳量),再滲油處理(使傳動安靜) 馬達電刷 銅+石墨粉+錫或鉛(增加耐磨性) 小型永久性磁石 鐵、鋁、鎳及鈷粉組成。 電氣接觸件、離合器片、剎車鼓、滾球軸承保持器、電銲條