1、熱壓

是一種將模壓與燒結(jié)相結(jié)合的成形方法。因?yàn)榻饘俸秃辖鸱勰┰诟邷叵滤苄院?容易變形,所以熱壓制品通常比冷壓燒結(jié)制品更致密，強(qiáng)度也較高。熱壓可在大氣、保護(hù)氣氛或真實(shí)條件下進(jìn)行。加熱方式主要有三種：傳導(dǎo)、感應(yīng)和電阻加熱。制品的密度與熱壓溫度、壓力和時(shí)間有關(guān)。但是，當(dāng)熱壓溫度高到材料中出現(xiàn)液相時(shí),壓力就不能太大了。否則液相組分會(huì)被擠出,這不僅能引起材料成分的改變，而且會(huì)嚴(yán)重地?fù)p壞模具。熱壓只要配備有加熱系統(tǒng)的壓機(jī)和耐高溫的模具即可。常用的模具材料為石墨。由于熱壓所需要的壓力較小，產(chǎn)品致密，尺寸精確，因此常用于生產(chǎn)硬質(zhì)合金軋輥、頂錘等大型零部件。熱壓還適用于生產(chǎn)燒結(jié)性很差的金屬陶瓷等材料。熱壓的缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低，成本較模壓成形高。

2、等靜壓

通過(guò)液體或氣體傳遞壓力使粉末體各向均勻受壓而實(shí)現(xiàn)致密化的方法，稱為等靜壓制，簡(jiǎn)稱等靜壓。等靜壓可分為冷等靜壓和熱等靜壓兩種。

（1）冷等靜壓：通常是將粉末密封在軟包套內(nèi)，然后放到高壓容器內(nèi)的液體介質(zhì)中，通過(guò)對(duì)液體施加壓力使粉末體各向均勻受壓，從而獲得所需要的壓坯。液體介質(zhì)可以是油、水或甘油。包套材料為橡膠之類的彈塑性材料。金屬粉末可直接裝套或模壓后裝套。由于粉末在包套內(nèi)各向均勻受壓,所以可獲得密度較均勻的壓坯,因而燒結(jié)時(shí)不易變形和開裂。其缺點(diǎn)是壓坯尺寸精度差，還要進(jìn)行機(jī)械加工。冷等靜壓已廣泛用于硬質(zhì)合金、難熔金屬及其他各種粉末材料的成形.

（2）熱等靜壓：將金屬粉末裝入高溫下易于變形的包套內(nèi)，然后置于可密閉的缸體中（內(nèi)壁配有加熱體的高壓容器），關(guān)嚴(yán)缸體后用壓縮機(jī)打入氣體并通電加熱。隨著溫度升高，缸內(nèi)氣體壓力增大。粉末在這種各向均勻的壓力和溫度的作用下成為具有一定形狀的制品。加壓介質(zhì)一般用氬氣。常用的包套材料為金屬（低碳鋼、不銹鋼、鈦），還可用玻璃和陶瓷。由于溫度和等靜壓力的同時(shí)作用，可使許多種難以成形的材料達(dá)到或接近理論密度，并且晶粒細(xì)小，結(jié)構(gòu)均勻，各向同性和具有優(yōu)異的性能。熱等靜壓法最適宜于生產(chǎn)硬質(zhì)合金、粉末高溫合金、粉末高速鋼和金屬鈹?shù)炔牧虾椭破罚灰部蓪?duì)熔鑄制品進(jìn)行二次處理，消除氣孔和微裂紋；還可用來(lái)制造不同材質(zhì)緊密粘接的多層或復(fù)合材料與制品。全球大約有20臺(tái)先進(jìn)的具有快速循環(huán)使用性能的熱等靜壓機(jī)，主要用于航空器件、醫(yī)療植A器件、耐磨件，工業(yè)氣動(dòng)渦輪和噴射靶材的制備。

3、粉末鍛造

將金屬粉末壓制成預(yù)成形坯，燒結(jié)后再加熱進(jìn)行鍛造，以減少甚至完全消除其中的殘余孔隙的方法,稱為粉末鍛造。其鍛造方式有三種：

(1)熱復(fù)壓。預(yù)成形坯的形狀接近成品形狀，外徑略小于鍛模模腔內(nèi)徑。因?yàn)殄懺鞎r(shí)材料不發(fā)生橫向流動(dòng)，鍛件有0～2％的殘余孔隙度。

(2)無(wú)飛邊鍛造。這種鍛造在限模中進(jìn)行，材料有橫向流動(dòng)，鍛件不產(chǎn)生飛邊。

(3)閉模鍛造。預(yù)成形坯的形狀較簡(jiǎn)單，且外徑比鍛模內(nèi)徑小得多，鍛造時(shí)產(chǎn)生飛邊，是一種與常規(guī)鍛造相類似的方法。無(wú)飛邊鍛造和閉模鍛造常用于生產(chǎn)要求致密度很高的零件。預(yù)成形坯的設(shè)計(jì)和制造是粉末鍛造的關(guān)鍵步驟之一。此外，對(duì)于熱鍛預(yù)成形坯必須加以保護(hù)，以免氧化和脫落的氧化皮陷入鍛件中造成鍛造廢品。粉末鍛件的密度可達(dá)理論密度的98％以上。與常規(guī)鍛造相比，粉末鍛造的壓力小，溫度低，材料利用率高，工藝簡(jiǎn)單，尺寸精確；鍛件的性能可接近普通鍛件，而且方向性小。粉末鍛件廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、運(yùn)輸機(jī)械等方面.

4、粉末擠壓

粉末擠壓的優(yōu)點(diǎn)在于擠壓件長(zhǎng)度尺寸不受限制，產(chǎn)品密度均勻，生產(chǎn)可連續(xù)進(jìn)行、效率高、靈活性大，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。粉末擠壓又分為金屬粉末直接擠壓和裝包套后熱擠壓兩種。

直接擠壓：將塑性良好的有機(jī)物和金屬粉末混合后，置入擠壓模具內(nèi)，在外力作用下使增塑粉末通過(guò)一定幾何形狀的擠壓嘴擠出，成為各種管材、棒材及其他異形的半成品。影響擠壓過(guò)程的主要因素是增塑劑的含量、預(yù)壓壓力、擠壓溫度和擠壓速度。

包套擠壓：熱擠壓能把熱壓和熱塑性加工結(jié)合在一起，從而獲得全致密的優(yōu)質(zhì)材料；但為了防止粉末或壓坯氧化，需要將它們裝入包套內(nèi)進(jìn)行熱擠壓。

包套的材質(zhì)必須滿足下列要求：包套材料在擠壓溫度下的剛性應(yīng)盡量接近被擠壓粉末，不與粉末發(fā)生反應(yīng)并可通過(guò)酸洗或機(jī)械加工的方法除掉。

有關(guān)喂料流變學(xué)方面的理論與實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)有重大實(shí)際意義的問(wèn)題。圍繞粘結(jié)荊技術(shù)與擠壓流變學(xué)問(wèn)題的攻關(guān)與開發(fā)必將有力地推動(dòng)增塑粉末擠壓成形新技術(shù)的研究與應(yīng)用。

5、粉末軋制

用金屬粉末為原料直接軋制金屬成材的工藝。金屬粉末先在粉末軋機(jī)上軋成帶坯(或稱“生帶”)，再經(jīng)燒結(jié)、冷軋（或熱軋）、退火,即可制成致密的或多孔的成品板帶材。這種工藝比傳統(tǒng)的經(jīng)過(guò)冶煉、鑄錠、開坯、軋制成材等工序的工藝簡(jiǎn)單，成材率為85～90％。但由于金屬粉末成本較高，生產(chǎn)率低，所以這種工藝主要用于生產(chǎn)特殊性能的材料，如多孔板材，多層金屬?gòu)?fù)合材、摩擦材料和反應(yīng)堆材料等。粉末軋制法發(fā)明于1902年。粉末軋機(jī)一般為二輥或四輥式。輥徑根據(jù)所軋制的生帶厚度設(shè)計(jì)，一般生帶厚度為輥徑的0.33～2％。目前軋制的寬度多在60～300mm。粉末軋機(jī)外形和供料漏斗。

軋制生帶有三種方法：①金屬粉末直接軋制。即在室溫下通過(guò)裝料設(shè)備把金屬粉末直接喂入旋轉(zhuǎn)的軋輥間連續(xù)壓實(shí)成生帶。②粘結(jié)粉末軋制。即在金屬粉末中加入粘結(jié)劑制成薄坯，再送入粉末軋機(jī)軋成生帶。③金屬粉末熱軋。即在保護(hù)氣氛中把粉末預(yù)先加熱到一定溫度再行軋制。

用粉末軋制法生產(chǎn)的孔隙度為20～90％的多孔材料的厚度為0.05～9mm；致密材料的厚度為0.20～4mm。生產(chǎn)廉價(jià)的金屬粉末，提高軋制速度,發(fā)展寬粉末軋機(jī),提高生帶邊部整齊度及縱、橫方向的密度均勻性等，是粉末軋制的研究方向。

6、溫壓技術(shù)

溫壓技術(shù)是粉末冶金領(lǐng)域近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，可生產(chǎn)出高密度、高強(qiáng)度，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。所謂溫壓技術(shù)就是采用特制的粉末加溫、粉末輸送和模具加熱系統(tǒng)，將加有特殊潤(rùn)滑劑的預(yù)合金粉末和模具等加熱至130 ～150℃，并將溫度波動(dòng)控制在12.5℃以內(nèi)，然后和傳統(tǒng)粉末冶金工藝一樣進(jìn)行壓制、燒結(jié)而制得粉末冶金零件的技術(shù)。其技術(shù)關(guān)鍵：一是溫壓粉末制備，二是溫壓系統(tǒng)。與傳統(tǒng)工藝相比，溫壓成形的壓坯密度約有0.15～0.30g/cm3 的增幅，其密度可達(dá)7.45g/cm3。在相同的壓制壓力下，溫壓材料的屈服強(qiáng)度比傳統(tǒng)工藝平均高11%，極限拉伸強(qiáng)度平均高13.5%，沖擊韌性可提高33%。另外，溫壓零件的生坯強(qiáng)度高，可達(dá)20～30Mpa，比傳統(tǒng)方法提高50～100%，不僅降低生坯搬運(yùn)過(guò)程中的破損率而且能對(duì)生坯進(jìn)行機(jī)加工，表面光潔度好。此外，溫壓工藝的壓制壓力低和脫模力小，同時(shí)零件性能均一，產(chǎn)品精度高，材料利用率高。

溫壓工藝還有一個(gè)特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。研究表明，假如一次壓制、燒結(jié)的普通粉末冶金工藝的成本為1.0，則粉末鍛造的相對(duì)成本為2.0，復(fù)壓復(fù)燒的相對(duì)成本為1.5，滲銅的相對(duì)成本為1.4，而溫壓技術(shù)的相對(duì)成本為1.25。目前，采用溫壓技術(shù)生產(chǎn)的粉末冶金零件已達(dá)200多種，零件重量在5～1200g。

7、粉末壓制成形

粉末壓制成形(powder pressing)指在壓模中利用外加壓力的粉末成形方法。又稱粉末模壓成形。壓制成形過(guò)程由裝粉、壓制和脫模組成。粉末壓制成形的內(nèi)容包括粉末壓制理論、粉末壓坯、粉末壓制模具和粉末壓制壓力機(jī)4個(gè)方面。

壓制成形過(guò)程中，顆粒間以及顆粒與模壁間存在的內(nèi)、外摩擦引起壓力損失使壓坯各部位受力不均，因此壓坯密度分布不均勻。不均勻的程度與選用的壓制方式有關(guān)。基本的壓制方式有單向壓制、雙向壓制、浮動(dòng)壓制、拉下式壓制和摩擦芯桿壓制5種。粉末壓制成形法是應(yīng)用最普遍的成形方法，但是傳統(tǒng)的模壓成形也有其局限性。一些不可壓制的部位如徑向孔、槽和內(nèi)外螺紋以及倒錐等都只能在燒結(jié)后進(jìn)行切削加工才能成形。不過(guò)，新發(fā)展的橫向孔成形法和粉末移動(dòng)成形法已使某些限制不存在，可以制取形狀更復(fù)雜的壓坯.

8、流動(dòng)溫壓技術(shù)

流動(dòng)溫壓技術(shù)（Warm FIOW Compaction，簡(jiǎn)稱WFC）是在粉末壓制、溫壓成形工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合了金屬粉末注射成形工藝的優(yōu)點(diǎn)而提出來(lái)的一種新型粉末冶金零部件近凈成形技術(shù)。其關(guān)鍵技術(shù)是提高混合粉末的流動(dòng)性。它通過(guò)提高了混合粉末的流動(dòng)性、填充能力和成形性，從而可以在80～130℃溫度下，在傳統(tǒng)壓機(jī)上精密成形具有復(fù)雜幾何外形的零件，如帶有與壓制方向垂直的凹槽、孔和螺紋孔等零件，而不需要其后的二次機(jī)加工。WFC 技術(shù)既克服了傳統(tǒng)粉末冶金在成形復(fù)雜幾何形狀方面的不足，又避免了金屬注射成形技術(shù)的高成本，是一項(xiàng)極具潛力的新技術(shù)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。WFC 技術(shù)作為一種新型的粉末冶金零部件近凈成形技術(shù)，其主要特點(diǎn)如下：

（1）可成形具有復(fù)雜幾何形狀的零件

（2）壓坯密度高、密度均勻；

（3）對(duì)材料的適應(yīng)性較好；

（4）工藝簡(jiǎn)單，成本低。目前，WFC技術(shù)在國(guó)外還處于研究的初始階段，其關(guān)鍵制造技術(shù)及其致密化機(jī)理研究尚未見報(bào)道。

9、模壁潤(rùn)滑技術(shù)

傳統(tǒng)粉末零件成形時(shí)，為了減少粉末顆粒之間和粉末顆粒與模壁之間的摩擦，在粉末混合料中需添加一定量的潤(rùn)滑劑，但混進(jìn)的潤(rùn)滑劑因密度低，不利于獲得高密度的粉末冶金零件；而且潤(rùn)滑劑的燒結(jié)會(huì)污染環(huán)境，甚至?xí)档蜔Y(jié)爐的壽命和產(chǎn)品的性能。模壁潤(rùn)滑技術(shù)的應(yīng)用則很好地解決了這一難題。近年來(lái)，采用模壁潤(rùn)滑取代粉末潤(rùn)滑技術(shù)已成為粉末成形研究和開發(fā)的又一熱點(diǎn)。目前，實(shí)現(xiàn)模壁潤(rùn)滑的主要途徑有兩個(gè)：

一是利用下模沖復(fù)位時(shí)與陰模及芯桿之間的配合間隙所產(chǎn)生的毛細(xì)作用，將液相潤(rùn)滑劑帶到陰模及芯桿表面。

二是用噴槍將帶有靜電的固態(tài)潤(rùn)滑劑粉末噴射到壓模的型腔表面上，即在裝粉靴的前部裝一個(gè)附加的潤(rùn)滑劑靴裝置。成形開始時(shí)，潤(rùn)滑劑靴推開壓坯，壓縮空氣將帶有靜電的潤(rùn)滑劑從靴內(nèi)噴射到模腔內(nèi)，因?yàn)闈?rùn)滑劑粉末所帶的極性與陰模相反，粉末在電場(chǎng)牽引下撞擊并粘附在模壁上，然后裝靴粉裝粉，進(jìn)行常規(guī)壓制成形。采用模壁潤(rùn)滑技術(shù)明顯提高粉末材料的生坯密度，密度可達(dá)到7.4g/cm3，且模壁潤(rùn)滑與粉間潤(rùn)滑相比，鐵粉的生坯強(qiáng)度可分別提高128～217%。日本豐田汽車中心研究人員利用溫壓、模壁潤(rùn)滑與高壓制壓力使鐵基粉末壓坯幾乎達(dá)到全致密。

10、高速壓制技術(shù)

高速壓制技術(shù)（High Velocity Compaction，簡(jiǎn)稱HVC）是瑞典的Hoaganas 公司在2001年6月推介的一種新技術(shù)。高速壓制生產(chǎn)零件的過(guò)程和傳統(tǒng)的壓制過(guò)程工序相同。混合粉末加進(jìn)送料斗中，粉末通過(guò)送粉靴自動(dòng)填充模腔壓制成形，之后零件被頂出并轉(zhuǎn)入燒結(jié)工序。所不同的是高速壓制的壓制速度比傳統(tǒng)壓制高500～1000倍，壓機(jī)錘頭速度高達(dá)2～30m/s，液壓驅(qū)動(dòng)的錘頭重達(dá)5～1200Kg，粉末在0.02s之內(nèi)通過(guò)高能量沖擊進(jìn)行壓制，壓制時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波。通過(guò)附加間隔0.3s的多重沖擊能達(dá)到更高的密度。HVC 技術(shù)具有高密度、高性能、低成本、高生產(chǎn)率和可成形大零件的特點(diǎn)。該技術(shù)適用于制備閥門、簡(jiǎn)單齒輪、氣門導(dǎo)筒、主軸承蓋、輪轂、齒輪、法蘭、軸套宇軸承套圈和凸輪凸角機(jī)構(gòu)等產(chǎn)品。目前正在繼續(xù)研究生產(chǎn)更復(fù)雜的多級(jí)部件。

11、動(dòng)磁壓制技術(shù)

動(dòng)力磁性壓制技術(shù)（ dynamic magnetic compaction，簡(jiǎn)稱DMC）是1995 年美國(guó)開始研究的一種新型的高性能粉末最終成形壓制技術(shù)。DMC是采用脈沖調(diào)制電磁場(chǎng)施加的壓力來(lái)固結(jié)粉末。與傳統(tǒng)的粉末冶金壓制工藝一樣，動(dòng)力磁性壓制也是兩維壓制工藝，但卻是徑向壓制而不是軸向壓制。當(dāng)粉末裝入一個(gè)導(dǎo)電的容器（護(hù)套）內(nèi)，置于高場(chǎng)強(qiáng)的中心腔中，線圈通入高電流脈沖，線圈中形成磁場(chǎng)，護(hù)套內(nèi)因而產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流與施加的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生由外向內(nèi)壓縮護(hù)套的磁力，使粉末得到壓制，整個(gè)壓制過(guò)程時(shí)間不足1ms。 DMC 具有以下特點(diǎn)：

（1）由于不使用模具，因而可達(dá)到更高的壓制力，維修與生產(chǎn)成本更低；

（2）在任何溫度與氣氛中均可施加壓力，且適合所有材料，工作條件更靈活；

（3）不使用潤(rùn)滑劑與粘結(jié)劑，有利于環(huán)境保護(hù)。目前，許多動(dòng)磁壓制的應(yīng)用已接近工業(yè)化階段。DMC 適于制造柱形對(duì)稱的終形件，薄壁管，高縱橫比部件和內(nèi)部形狀 復(fù)雜的部件。

12、放電等離子燒結(jié)技術(shù)

放電等離子燒結(jié)技術(shù)（ Spark Plasma Sintering，簡(jiǎn)稱SPS）最早源于1930 年美國(guó)科學(xué)家提出的脈沖電流燒結(jié)原理，但直到日本于1988 年研制出第一臺(tái)工業(yè)型SPS裝置，該技術(shù)才真正引起世人的關(guān)注。該技術(shù)集粉末成形和燒結(jié)于一體，不需要預(yù)先成形，也不需要任何添加劑和粘結(jié)劑。主要是利用外加脈沖強(qiáng)電流形成的電場(chǎng)清除粉末顆粒表面氧化物和吸附的氣體，凈化材料，活化粉末表面，提高粉末表面的擴(kuò)散能力，再在較低機(jī)械壓力下利用強(qiáng)電流短時(shí)加熱粉體進(jìn)行燒結(jié)致密。有關(guān)研究表明，該技術(shù)由于場(chǎng)活化等作用在較大程度上降低了粉體的燒結(jié)溫度，縮短了燒結(jié)時(shí)間，并充分利用了粉末自身發(fā)熱的作用，熱效率極高，加熱均勻，可通過(guò)一次成形獲得高精度、均質(zhì)、致密、含氧量低和晶粒組織細(xì)小的零件。目前,SPS研究對(duì)象主要集中于陶瓷、金屬陶瓷、金屬間化合物、復(fù)合材料、納米材料以及功能材料等。在制備和成形非晶合金、形狀記憶合金、金剛石等材料方面也作了不少嘗試，并取得了較好的結(jié)果。

13、爆炸壓制技術(shù)

爆炸壓制（ExpIosive Compaction）又稱沖擊波壓制，是利用化學(xué)能的一種高能成形方法。它通常將金屬粉末材料置于具有一定結(jié)構(gòu)的模具中施加爆炸壓力，爆炸物質(zhì)的化學(xué)能在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為周圍介質(zhì)中的高壓沖擊波，并以脈沖波的形式作用粉末，使其獲得高密度。作用時(shí)間僅為10～100us，粉末成形為1ms 左右。爆炸壓制方法是一種獨(dú)特的加工方法，可使松散材料達(dá)到理論密度。能將不適合傳統(tǒng)壓力加工的材料制造成零件，可使傳統(tǒng)的不可壓縮的金屬陶瓷材料、低延性金屬等壓制成復(fù)合材料，典型的應(yīng)用是將高溫合金粉末用于成形飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的耐高溫零件。