金屬粉末燒結技術早可追溯至20世紀初,當時主要用于制備鎢絲等簡單制品。20世紀30年代,德國率先開發出青銅燒結過濾器,標志著金屬粉末燒結板開始進入工業應用領域。這一階段的產品主要采用簡單的壓制-燒結工藝,材料體系以銅、鎳等傳統金屬為主,產品性能相對單一。隨著粉末冶金技術的進步,金屬粉末燒結板進入快速發展期。不銹鋼、鈦合金等新材料體系相繼出現,等靜壓、粉末軋制等新工藝開始應用。產品性能提升,應用領域從簡單的過濾擴展到化工、汽車等多個行業。合成含稀土元素的金屬粉末,有效改善燒結板微觀組織,增強其高溫穩定性與抗氧化性。撫州金屬粉末燒結板
20世紀60年代末至70年代初,粉末高速鋼、粉末高溫合金相繼出現,促進了粉末鍛造及熱等靜壓技術的發展及在度零件上的應用。這一時期,金屬粉末燒結板的材料種類更加豐富,除了傳統的鋼鐵材料,各種合金粉末被廣泛應用于燒結板的制造。通過合理設計合金成分,能夠使燒結板獲得更優異的性能,如高溫合金粉末燒結板在航空航天領域展現出巨大優勢,可用于制造發動機部件等,滿足了航空航天等領域對材料耐高溫、度等性能的嚴苛要求。同時,在燒結工藝方面,熱壓燒結、放電等離子燒結(SPS)等新型燒結技術不斷涌現。熱壓燒結在燒結時施壓,能降低燒結溫度、縮短時間,獲得更高密度和性能的制品;放電等離子燒結通過脈沖電流產生放電等離子體和焦耳熱快速加熱燒結,可顆粒表面雜質,表面,升溫快、時間短且能抑制晶粒長大,用于制備納米材料等。這些新型燒結技術的應用,進一步提升了金屬粉末燒結板的性能,使其在更多領域得到應用,如電子信息領域中,一些具有特殊性能要求的電子元件開始采用金屬粉末燒結板制造。上饒金屬粉末燒結板供貨商研制含超導材料的金屬粉末,為超導應用領域提供高性能燒結板。
在現代,各種先進制造技術在金屬粉末燒結板領域得到廣泛應用。除了前面提到的 3D 打印技術和納米粉末冶金技術外,計算機模擬與仿真技術也發揮著重要作用。通過計算機模擬,可以在實際制造之前對粉末的流動、成型過程以及燒結過程中的溫度場、應力場等進行模擬分析,預測產品性能,優化工藝參數,減少實驗次數,降低研發成本和周期。例如,在設計新型航空發動機用金屬粉末燒結板時,利用計算機模擬技術可以提前評估不同工藝參數下燒結板的性能,從而確定比較好的制造工藝。
為了改善金屬粉末的成型性能、燒結性能以及終燒結板的性能,常常需要添加一些添加劑。添加劑的種類繁多,作用各不相同。潤滑劑是一類常見的添加劑,如硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等。在粉末壓制過程中,潤滑劑能夠降低粉末顆粒與模具壁之間的摩擦力,使粉末在模具中填充更加均勻,減少壓制壓力的不均勻分布,從而提高成型坯體的密度均勻性和表面質量,同時也有利于坯體的脫模,減少模具的磨損,延長模具的使用壽命。粘結劑在一些特殊的成型工藝中起著關鍵作用,如在注射成型中,常用的粘結劑有石蠟、聚乙烯、聚丙烯等。粘結劑能夠將金屬粉末粘結在一起,使混合粉末具有良好的流動性和成型性,便于通過注射機注入模具型腔中形成復雜形狀的坯體。在后續的脫脂和燒結過程中,粘結劑會被去除,但它在成型階段對保證坯體的形狀和尺寸精度至關重要。創新使用原位生成增強相的金屬粉末,在燒結時增強燒結板的性能。
增材制造技術,尤其是基于金屬粉末的 3D 打印技術,為金屬粉末燒結板的制造帶來了性的變化。與傳統成型工藝相比,3D 打印能夠直接根據三維模型將金屬粉末逐層堆積并燒結成型,實現復雜形狀燒結板的快速制造。在航空航天領域,利用選區激光熔化(SLM)技術制造航空發動機的復雜冷卻通道燒結板。SLM 技術能夠精確控制激光能量,使金屬粉末在局部區域快速熔化并凝固,形成具有精細內部結構的燒結板。這種冷卻通道燒結板可以根據發動機的熱流分布進行優化設計,有效提高冷卻效率,降低發動機溫度,提升發動機的性能和可靠性。與傳統制造方法相比,3D 打印制造的冷卻通道燒結板重量可減輕 15% - 20%,且制造周期大幅縮短,從傳統方法的數周縮短至幾天。開發含石墨烯量子點的金屬粉末,提升燒結板光電性能與催化活性。湖州金屬粉末燒結板生產廠家
開發超疏水表面處理的金屬粉末,使燒結板具備防水、防污的特性。撫州金屬粉末燒結板
注射成型技術在金屬粉末燒結板制造中得到進一步發展,特別是在制造高精度、小型化零件方面具有優勢。通過優化粘結劑體系和注射工藝參數,能夠實現復雜形狀金屬粉末燒結板的高效成型。例如,在電子元件制造中,采用金屬注射成型(MIM)技術制造微型散熱片燒結板。MIM 技術將金屬粉末與粘結劑均勻混合后,通過注射機注入模具型腔中成型,然后經過脫脂和燒結等后續處理得到終產品。這種微型散熱片燒結板具有高精度的尺寸和復雜的散熱鰭片結構,能夠有效提高電子元件的散熱效率。與傳統加工方法相比,MIM 技術制造的微型散熱片燒結板生產效率提高了 3 - 5 倍,成本降低了 20% - 30%。撫州金屬粉末燒結板