深圳粉末冶金工艺粉末冶金转轴「聚鑫金属」

金属的磁性怎么来的

为什么只有少数的金属有磁性？

可以等价于问：为什么只有少数金属是铁磁性的，而大部分金属是非铁磁性（即抗磁性和顺磁性）？

这个得从金属磁化的物理本质说起：近代物理证明，构成物质的原子由原子核和电子所构成，每个电子都在作循轨和自旋运动，物质的磁性就是由于电子的这些运动产生的。对于金属来说，金属是由点阵的离子和自由电子构成。在磁场的作用下电子运动会产生抗磁磁矩，与此同时，点阵的离子和自由电子会产生顺磁磁矩。电化学抛光过程分为两步：(1)宏观整平溶解产物向电解液中分散,材料外表几何毛糙下降,Ra＞1μm。

下面，我们分析下各种金属的磁特性。

1、金属的抗磁性和顺磁性（金属的非铁磁性）

金属中铜（Cu）、银（Ag）、金(Au)、?（Cd）、等，它们的离子所产生的抗磁性大于自由电子的顺磁性，因此是抗磁性物质。

在元素周期表中接近非金属的一些金属元素，如锑（Sb）、铋（Bi）、与锡（Sn）等，它们的自由电子在原子价增加时逐步向共价结合过渡，而共价电子的磁矩互相抵消，因此表现出异常的抗磁性。

所有碱金属都是顺磁性物质，碱土金属（除“铍”外）也都是顺磁性的，这是由于它们的自由电子所产生的顺磁性占主导地位。

碱金属指元素周期表ⅠA族元素中所有的金属元素，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）六种。

碱土金属指元素周期表中Ⅱ A族元素，包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)六种。

三价金属铝（Al）、硒(Se)、镧(La)也是顺磁性，它们的顺磁性主要是由自由电子或离子的顺磁性所决定。

稀土金属也是顺磁性，而且磁性较强，这是因为这些元素的原子4f层或5d层没有填满，存在着未能抵消的自旋磁矩所造成。

钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）等过渡族元素，它们的3d层未被填满，自旋磁矩未被抵消或而产生强烈的顺磁性。

2、金属的铁磁性

对于铁磁性金属来说，不大的外磁场便会使它强烈磁化，很容易被磁铁吸附。

铁磁性金属的原子磁矩主要来源于电子的自旋磁矩，即使在没有外磁场的条件下，就可以形成一个个小的“自发磁化区”，我们称之为“磁畴”。

正是由于在每个磁畴中原子的磁矩已完全排列起来，所以在一个不太强的外磁场，就可以产生一个很强的磁化强度，即楼主认为的“有磁性”。

重新回到问题的起点，金属的磁性是由其原子结构特性决定的，常温下，只有少数的金属可以形成自发磁化区----“磁畴”，所有只有少数金属有磁性

至于铁磁性金属为什么会形成磁畴的原因，涉及量子力学理论：铁磁性物质内部相邻原子的电子之间有一种静电交换作用，正是这种静电交换作用迫使各原子的磁矩平行或者反向平行排列，使得一个小区域内的各个原子的磁矩按同一方向排列，最终形成自发磁化区域----磁畴。MIM技术是目前金属零部件成型最科学的精净成型技术，其特点在于成本低，性能优异，可根据不同需求灵活调整各项性能指数，应用领域非常广泛。

铁磁性金属与非铁磁性金属的磁化机制有着很大差异，由于不能自发形成磁化区域，所以非铁磁性金属（常见的有镁、铝、铜、钛、奥氏体不锈钢）的磁性很弱，无法形成明显的SN两极。

热流道技术

热流道注射模具是真正的无流道凝料注射模具，热流道技术是注射工艺过程中的一项先进技术。

通过精密的设计、制造和控制技术，使整个流道内的注射料始终保持熔融状态，不产生流道凝料，不流涎，不使注射料过热分离或降解。

热流道结构主要是有主流道喷嘴、流道板、喷嘴、加热和测温元件、安装和紧固零件组成。

由于技术难度很高，整个热流道系统目前一般有专业的公司设计制造。整套复杂的热流道模具有经验丰富的注射模具企业和热流道装备公司共同设计和制造，以保证注射成型顺利的进行。

热流道系统模具结构复杂，成本较高，适合大批量连续生产:

-采用热流道系统无流道凝料脱模过程，整个注射过程更容易实现自动化控制；

-没有流道回收料掺入使用，生产过程稳定性提高，大批量生产产品质量一致性提高；

-流道压力损失减小，注射压力可以降低，降低了注射料分离降解的倾向，降低了产品的残余应力，减小变形；

-保压时间更长且有效，减小注射件的收缩率，零件各部位密度更加均匀；

-可以制造尺寸更大、壁厚更薄、形状更加复杂、精度更高的制品；

-与通常MIM模具不能采用的潜伏式浇口结合，减少毛坯浇口处理环节，可以提高生产效率；

-节约能源，大批量生产可以降低成本。

我国近十年来粉末冶金成形新技术综述

粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术，在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经进入当代材料科学的发展前沿。

   目前粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展，本文着重介绍几种近十年来粉末冶金零件的成形新技术。

   一、温压技术

   温压技术是粉末冶金领域近几年发展起来的一项新技术，可生产出高密度、高强度，具有非常广泛的应用前景。所谓温压技术就是采用te制的粉末加温、粉末输送和模具加热系统，将加有特殊润滑剂的预合金粉末和模具等加热至130～150℃，并将温度波动控制在±2．5℃以内，然后和传统粉末冶金工艺一样进行压制、烧结而制得粉末冶金零件的技术。其技术关键：一是温压粉末制备，二是温压系统。在金属粉末冶金制品烧结中，烧结气氛是影响烧结制品性能的重要因素之一。

   与传统工艺相比，温压成形的压坯密度约有0.15～0.30g／cm3的增幅，其密度可达7.45g／cm3。在相同的压制压力下，温压材料的屈服强度比传统工艺平均高11％，极限拉伸强度平均高13．5％，冲击韧性可提高33％。另外，温压零件的生坯强度高，可达2O～30MPa，比传统方法提高50—100％，不仅降低生坯搬运过程中的破损率而且能对生坯进行机加工，表面光洁度好。此外，温压工艺的压制压力低和脱模力小，同时零件性能均一，产品精度高，材料利用率高。铁碳合金的基本组织①奥氏体：碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。

   温压工艺还有一个特点是工艺简单，成本低廉。研究表明，假如一次压制、烧结的普通粉末冶金工艺的成本为1.0，则粉末锻造的相对成本为2.0，复压复烧的相对成本为1.5，渗铜的相对成本为1.4，而温压技术的相对成本为1．25。目前，采用温压技术生产的粉末冶金零件已达200多种，零件重量在5—1200g。例如，德国SinterstahlGmbH公司用温压技术生产复杂的摩擦传动用同步齿环，在美国新奥尔兰举行的PM2TEC2001国际会议上获奖。该零件的齿部密度超过7.3g／cm，环体密度超过7.1g／cm，生坯强度达到28MPa。采用了扩散合金化的烧结硬压粉末，zui低抗拉强度为850MPa。由于使用了温压技术和采用粉末冶金零件，使得综合成本降低了38％。☆表面粗糙度表面粗糙度反应了粉末颗粒的大小，然而不像其他竞争的工艺，可控的织构可能对成本没有什么影响。

   二、流动温压技术

   流动温压技术(Warm Flow Compaction，简称WFC)是在粉末压制、温压成形工艺的基础上，结合了金属粉末注射成形工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件近净成形技术。其关键技术是提高混合粉末的流动性。它通过提高了混合粉末的流动性、填充能力和成形性，从而可以在8O～130~C温度下，在传统压机上精密成形具有复杂几何外形的零件，如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等零件，而不需要其后的二次机加工。WFC技术既克服了传统粉末冶金在成形复杂几何形状方面的不足，又避免了金属注射成形技术的高成本，是一项极具潜力的新技术，具有非常广阔的应用前景。由于压制和模具上的原因，一般不适宜生产蜗轮、人字形齿轮和螺旋角大于35°的斜齿轮。

   WFC技术作为一种新型的粉末冶金零部件近净成形技术，其主要特点如下：(1)可成形具有复杂几何形状的零件；(2)压坯密度高、密度均匀；(3)对材料的适应性较好；(4)工艺简单，成本低。

浅谈铸件与不锈钢锻件之间的区别

铸件应用有着悠久的历史。在古代，人们用铸件做钱币祭器、工具和一些生活用具。然而在现代，铸件主要用于机器零部件的毛坯或者直接用作机器零部件。机械产品中铸件开始越来越占比例，用量也是逐年增加，铸件的形状、品种也在不断变化。铸件渐渐成为了我们日常生活中不可缺少的一部分，各类门把、门锁、小水管道等各类场合都可以看到铸件的运用。步骤如下﹕1使表面粗糙度达到一定要求﹐可通过表面磨光﹐抛光等工艺方法来实现。

　　铸件有优良的机械、物理性能，它可以有各种不同的强度、硬度、韧性配合的综合性能，还可兼具一种或多种特殊性能，如耐磨、耐高温和低温、耐腐蚀等。

　　铸件的重量和尺寸范围都很宽，重量最轻的只有几克，最重的可达到400吨，壁厚最薄的只有0.5毫米，最厚可超过1米，长度可由几毫米到十几米，可满足不同工业部门的使用要求。

　　铸件与不锈钢锻件之间都有那些区别呢？

　　1、铸件具有良好的耐磨性与消震功能，因为铸铁中石墨有利于润滑及贮油，所以耐磨性好。同样，由于石墨的存在，灰口铸铁的消震性优于钢。

　　2、铸件工艺性能好，由于灰口铸铁含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低，流动性良好，收缩率小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外，由于石墨使切削加工时易于形成断屑，所以灰口铸铁的可切削加工性优于钢。

　　3、不锈钢经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于不锈钢的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。粉末冶金生胚强度的概念粉末冶金生坯强度是指冷压的粉末压坯的机械强度。

　　4、铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。然而锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件，都是铸件所无法比拟的。

　　无论是铸件还是不锈钢锻件，都是机械生产中不可缺少的一部分，在机械生产中，根据产品性能的不同，选择相应的铸件或锻件，只有充分发挥铸件或锻件的作用，才能有好的机械产品。