粉末冶金齒輪

粉末冶金包括制粉和制品。用SPS燒結(jié)NdFeB磁性合金，若在較高溫度下燒結(jié)，可以得到高的致密度，但燒結(jié)溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)α相和晶粒長(zhǎng)大，磁性能惡化。其中制粉主要是冶金過(guò)程，和字面吻合。而粉末冶金制品則常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出材料和冶金的范疇，往往是跨多學(xué)科（材料和冶金，機(jī)械和力學(xué)等）的技術(shù)。尤其現(xiàn)代金屬粉末3D打印[1-2]  ，集機(jī)械工程、CAD、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)于一身，使得粉末冶金制品技術(shù)成為跨更多學(xué)科的現(xiàn)代綜合技術(shù)。

力學(xué)特性粉末的力學(xué)性能即粉末的工藝性能，它是粉末冶金成形工藝中的重要工藝參數(shù)。目前，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、bing器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中具發(fā)展活力的分支之一。粉末的松裝密度是壓制時(shí)用容積法稱量的依據(jù)；粉末的流動(dòng)性決定著粉末對(duì)壓模的充填速度和壓機(jī)的生產(chǎn)能力；粉末的壓縮性決定壓制過(guò)程的難易和施加壓力的高低；而粉末的成形性則決定坯的強(qiáng)度。

化學(xué)性能主要取決于原材料的化學(xué)純度及制粉方法。較高的氧含量會(huì)降低壓制性能、壓坯強(qiáng)度和燒結(jié)制品的力學(xué)性能，因此粉末冶金大部分技術(shù)條件中對(duì)此都有一定規(guī)定。例如，粉末的允許氧含量為0.2%～1.5%，這相當(dāng)于氧化物含量為1%～10%。

粉末冶金齒輪納米材料

致密納米材料的制備越來(lái)越受到重視。（3）可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。利用傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等方法來(lái)制備納米材料時(shí)，很難保證能同時(shí)達(dá)到納米尺寸的晶粒和完全致密的要求。利用SPS技術(shù)，由于加熱速度快，燒結(jié)時(shí)間短，可顯著抑制晶粒粗化。例如：用平均粒度為5μm的TiN粉經(jīng)SPS燒結(jié)（1963K，196～382MPa，燒結(jié)5min），可得到平均晶粒65nm的TiN密實(shí)體[3]。文獻(xiàn)[3]中引用有關(guān)實(shí)例說(shuō)明了SPS燒結(jié)中晶粒長(zhǎng)大受到極大限度的抑制，所制得燒結(jié)體無(wú)疏松和明顯的晶粒長(zhǎng)大。

在SPS燒結(jié)時(shí)，雖然所加壓力較小，但是除了壓力的作用會(huì)導(dǎo)致活化能力Q降低外，由于存在放電的作用，也會(huì)使晶粒得到活化而使Q值進(jìn)一步減小，從而會(huì)促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，因此從這方面來(lái)說(shuō)，用SPS燒結(jié)制備納米材料有一定的困難。

但是實(shí)際上已有成功制備平均粒度為65nm的TiN密實(shí)體的實(shí)例。在文獻(xiàn)[38]中，非晶粉末用SPS燒結(jié)制備出20～30nm的Fe90Zr7B3納米磁性材料。用SPS容易得到晶粒取向度好的試樣，可觀察到晶粒擇優(yōu)取向的Bi4Ti3O12陶瓷的電性能有強(qiáng)烈的各向異性[32]。另外，還已發(fā)現(xiàn)晶粒隨SPS燒結(jié)溫度變化比較緩慢[7]，因此SPS制備納米材料的機(jī)理和對(duì)晶粒長(zhǎng)大的影響還需要做進(jìn)一步的研究。