《冶金概论》结课论文化工08-1班

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1、桂林理工大学冶金原理结课论文题目：铝基粉末冶金铝合金制备技术的进展与应用学院：化学与生物工程学院专业：化学工程与工艺学号：30803131**姓名：圭人铝基粉末冶金铝合金制备技术的进展与应用粉末冶金作为当代材料科学与工程中的一个重要领域，与高科技的发展紧密相关。80年代，美国国家科学基金委员会在向美国总统和国会提交的科学展望中，对粉末冶金和快速凝固技术作了如下论述：“这些技术的出现和发展，将对运输、空间和能原系统提供大量的经济效益，并且将会增强美国的工业基础，有可能对美国的生产局面产生相当大的冲击。”粉末冶金产品在21世纪的市场需求很大，粉末冶金工业的发展对于材料工业、国防工业和高新科技

2、产业的发展均具有十分重要而深远的意义⑴。粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）为原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技术。它包括两部分内容，即：（1）制造金属粉末，也包括合金粉末。（2）用金属粉末（有吋也添加少量非金属粉末）作原料,经过混合、成形和烧结，制造材料（称为“粉末冶金材料”）或制品（称为“粉末冶金制品”）⑵。近儿年来，随着人们环保意识的提高，汽车轻量化越来越多地引起人们的关注，汽车工业大量使用轻质合金材料，如铝合金、镁合金等。由于粉末冶金能够避免成分偏析，少切削其至无切削生产具有各种特定性能的零件，在汽车工业上的应用明显增加，尤其是铁基和铜

3、基粉末冶金零件⑵。其中铝基粉末冶金铝合金具有低密度、高比强、高耐磨性和耐腐蚀性的特点，表现出广阔的应用前景。然而由于各种因素的影响,其开发利用远远落后于Fe、Cu系合金。这些制约因素主要包括：A1活性高，在快速凝固制粉的过程中，不可避免地形成一层致密的氧化膜，在压制和烧结过程中，这层氧化膜使合金元素的相互扩散受到阻碍，不利于其冶金粘结⑹；粉末价格高、缺少专有生产技术⑸o在这种情况下，研究粉末冶金铝合金的现状并指出其发展趋势，对于汽车工业用高效节能粉末冶金铝合金件的发展具有重要意义。一：铝基粉末冶金的发展历史20世纪40年代，瑞士人TrmannR[6]等用球磨机在控制氧含量的介质中研磨制成

4、烧结铝粉（SAP）,将铝粉与其他金属粉末的混合粉热压成棒状试样。力学性能结果表明，这些合金有较高的高温强度，并且在高温下能保持原先的强度。1952年美国铝业公司（Alcoa）开发了第一代烧结铝粉末冶金材料，它是一种A1-A1A弥散强化型合金,具有优异的高温强度和热稳定性。1966年和1972年，Storchheims将液相烧结技术应用于粉末冶金，直接烧结而成粉末冶金铝合金零件。合金主要有3类:2014.6061和7075,其强度范围为110、345MPa,具有密度低，切削性能好的优点，可与铜基和铁基粉末冶金零件相媲美⑺。20世纪70年代，通过快速凝固技术和机械合金化技术来制取合金粉末，促

5、成了高性能粉末冶金铝合金的问世。自这个时期以来，一些先进国家主要致力于研究新的热处理状态和开发快速凝固/粉末冶金工艺，发展粉末冶金铝合金屈o到20世纪80年代末，粉末冶金铝合金得到快速发展。美国、前苏联和日本等国家研制成功10多种牌号的粉末冶金结构铝合金和粉末冶金耐磨铝合金，并已投入小批量生产，开始在航空航天工业和汽车工业应用。例如：日本采用快速凝固A1-S1合金粉末制造汽车发动机阀门弹簧座和连杆，质量分别减轻了60%和30%,使发动机速度大为提咼。1995年，日本住友轻金屈公司开始生产粉末冶金Al-Si合金棒，为Mazda公司制造轿车发动机关键零件；1997年，德国PEAK公司生产同类

6、粉末冶金棒坯，加工BenzV8和V12发动机汽缸衬套⑺o铝基粉末冶金铝合金材料特点铝基粉末冶金件普遍具有以下几个特点：能够避免成分的偏析，保证合金具有均匀的组织和稳定的性能；能利用金属和金属、金属和非金属(包括一些高熔点的材料)的组合效果，生产各种特殊性能的材料⑼；密度低(A1的密度为2.70g/cm3),约为Fe(7.874g/cm3)和Cu(8.96g/cm3)的1/3；不需要做防锈处理，因为A1表而极易形成一层氧化膜，进而起到防护作用，相对于需要防护涂层的零件节省了生产成本；有较强的吸能性，在撞车时比钢制零件多吸收50%以上的冲击能，从而减少对人员的伤害，同时提高安全性和乘坐舒适性

7、何。铝基粉末冶金铝合金材料除具有上述特点之外，还具有如下特性：1：铝基粉末冶金合金材料优于青铜、黄铜和不锈钢等材料，其机械性能可优于或接近这些材料，但在价格上却远远低于这些材料。2：铝基粉末冶金铝合金材料成型压力低，整形、复压等所需压力也都很低，一般在:150MPa的压力下成型件相对密度可达到90%,在350MPa的压力下可达96%以上，因此容易达到高精度。3：铝基粉末冶金铝合金压制成型坏件强度较其它粉末冶金坯件强度高，易于操作,可