1909年,美国纽约州的库利奇发明拔制电灯钨丝,这一事件极大地推动了粉末冶金的发展。随后在1923年,粉末冶金硬质合金出现,对机械加工领域产生重大影响,也间接促使金属粉末烧结技术得到更多关注和研究。在这一时期,对于金属粉末的制备方法有了更多创新,如机械粉碎法、雾化法、还原法、电解法等逐渐成熟,为获得不同特性的金属粉末提供了可能,进而推动了金属粉末烧结板制造工艺的改进。随着粉末制备技术的进步,烧结工艺也不断优化。人们开始认识到烧结温度、时间、气氛等因素对烧结板性能的重要影响,并进行了大量实验研究。通过控制这些因素,能够在一定程度上提高烧结板的密度、强度等性能,使其应用领域从简单的装饰品制作拓展到一些对材料性能有一定要求的工业领域,如机械零件的制造等。例如,在机械制造中,一些小型的结构件开始采用金属粉末烧结板制造,利用其可加工成复杂形状且材料利用率高的特点,降低生产成本,提高生产效率。利用 3D 打印定制化金属粉末,制造具有复杂内部结构的烧结板。平凉金属粉末烧结板厂家

注射成型技术在金属粉末烧结板制造中得到进一步发展,特别是在制造高精度、小型化零件方面具有优势。通过优化粘结剂体系和注射工艺参数,能够实现复杂形状金属粉末烧结板的高效成型。例如,在电子元件制造中,采用金属注射成型(MIM)技术制造微型散热片烧结板。MIM 技术将金属粉末与粘结剂均匀混合后,通过注射机注入模具型腔中成型,然后经过脱脂和烧结等后续处理得到终产品。这种微型散热片烧结板具有高精度的尺寸和复杂的散热鳍片结构,能够有效提高电子元件的散热效率。与传统加工方法相比,MIM 技术制造的微型散热片烧结板生产效率提高了 3 - 5 倍,成本降低了 20% - 30%。平凉金属粉末烧结板厂家研制含纳米多孔金属结构的粉末,提高烧结板的比表面积与吸附能力。

模压成型是将经过预处理的金属粉末放入特定模具中,在一定压力下使其压实成型的方法。这是一种较为传统且应用的成型工艺,适用于制造形状相对简单、尺寸精度要求较高的金属粉末烧结板。模压成型的过程一般包括装粉、压制、脱模三个步骤。装粉时,要确保粉末均匀地填充到模具型腔中,避免出现粉末堆积不均匀或有空隙的情况,否则会导致压制后的坯体密度不均匀。压制过程中,压力的大小、施加方式和保压时间是影响坯体质量的关键因素。压力过小,粉末颗粒之间结合不紧密,坯体强度低,在后续处理过程中容易出现变形或破裂;压力过大,则可能导致模具损坏,同时坯体内部可能产生较大的内应力,在烧结过程中引起变形甚至开裂。合适的保压时间能够使粉末颗粒在压力作用下充分调整位置,达到更紧密的堆积状态,提高坯体的密度和强度。脱模时,要注意避免对坯体造成损伤,通常会采用一些脱模剂或特殊的脱模装置来辅助脱模。
在工业文明的进程中,材料技术的突破往往成为推动社会发展的隐形引擎。金属粉末烧结板,这一看似寻常的工业材料,却在百年间悄然完成了从实验室样品到战略材料的蜕变。它的发展史不仅是一部技术创新史,更折射出人类对材料性能极限的不断探索。从初为解决钨丝生产难题而诞生的技术萌芽,到如今支撑着新能源、生物医疗等前列领域的前沿应用,金属粉末烧结板的演变轨迹,恰似一部微观视角下的现代工业进化论。0世纪初的工业浪潮中,爱迪生实验室里闪烁的钨丝灯照亮了粉末冶金技术的黎明。1909年,威廉·科立芝博士在通用电气实验室的突破性发现——钨粉烧结工艺,不仅解决了白炽灯丝易断的难题,更为金属粉末成型技术埋下了种子。这项初为照明服务的技术,在两次世界大战的催化下加速进化。1930年代,德国工程师将青铜粉末压制成型,创造出较早工业级金属烧结过滤器,用于战车液压系统的油料净化。此时的烧结板尚显粗糙,孔隙分布如同孩童信手涂抹的水彩,不均匀却充满生命力。在曼哈顿计划的秘密实验室里,铀粉末烧结技术悄然发展,为后来核工业中的燃料元件制备埋下伏笔。创新采用可降解金属粉末,用于临时支撑结构的烧结板,完成使命后自然降解。

水雾化法是利用高速水流冲击金属液流,其冷却速度比气体雾化法快得多,能够使金属液迅速凝固成粉末。水雾化法的优点是成本低,生产效率高,但其制备的粉末形状不规则,多为不规则的块状或片状,且由于水与金属液的接触,可能会导致粉末表面存在一定程度的氧化和杂质污染。在一些对粉末性能要求相对不高的领域,如水雾化法制备的铁基粉末常用于制造普通机械零件的烧结板。还原法是利用还原剂将金属氧化物还原成金属粉末的方法。常用的还原剂有氢气、一氧化碳等。以氢气还原金属氧化物为例,其反应过程为:金属氧化物与氢气在一定温度下发生化学反应,氢气夺取金属氧化物中的氧,将金采用微胶囊技术包裹添加剂粉末,在烧结时按需释放调控烧结板性能。平凉金属粉末烧结板厂家
研制含金属碳化物的粉末,增强烧结板的高温抗氧化与耐磨性能。平凉金属粉末烧结板厂家
烧结过程一般可分为三个阶段:初期阶段,颗粒之间由点接触逐渐转变为面接触,形成烧结颈,坯体的强度和导电性开始增加,但密度变化较小;中期阶段,烧结颈快速长大,颗粒之间的距离进一步减小,孔隙率明显降低,坯体的密度和强度显著提高;后期阶段,大部分孔隙被消除,坯体接近理论密度,晶粒继续长大,组织趋于稳定,但如果烧结时间过长,可能会导致晶粒过度长大,影响烧结板的性能。烧结温度是影响烧结质量的重要因素之一。温度过低,粉末颗粒的原子活性不足,扩散速率慢,烧结颈难以形成和长大,导致烧结不完全,坯体的密度和强度达不到要求。随着烧结温度的升高,原子扩散速率加快,烧结过程加速,能够获得更高密度和强度的烧结板。平凉金属粉末烧结板厂家