粉末冶金鋁合金

鋁合金粉末經過壓實、脫氣、燒結熱壓成坯錠，再用常規的擠壓、軋制或鍛造方法加工成各種粉末冶金(PM)鋁合金製品。 特性快速凝固法和機械合金化法制粉賦予粉末冶金鋁合金優異的組織結構，使它們具有用常規鑄錠冶金(IM)工藝無法得到的高性能。 用這樣的粉末製成的鋁合金，綜合地利用了固溶強化、時效強化和彌散強化機制，使合金的強度、耐腐蝕性能和耐熱性能超過了任何IM鋁合金，同時又有較好的韌性和抗疲勞性能。

粉末冶金鋁合金(powder metallurgy aluminium alloy)
通過制粉、壓實、脫氣、燒結熱壓等工藝製取坯錠，再用塑性變形加工方法製成的變形(呂大銘)鋁合金。它們具有很好的綜合性能，是有廣闊發展前景的新型鋁合金。
簡史20世紀40年代，瑞士人伊爾曼(R．Irmann)等用球磨機在控制氧含量的保護介質中研磨鋁粉，使其表面生成很薄的氧化膜，將鋁粉壓實、燒結和熱加工成燒結鋁(SAP)，這是最初的粉末冶金鋁材。70年代，發展了兩種製取鋁合金粉末的方法，一種是快速凝固法，即把預合金化的熔體霧化急冷製成鋁合金粉末：另一種是機械合金化法，即用高能球磨機把用來合金化的金屬顆粒粉碎、混合，製成鋁合金粉末。鋁合金粉末經過壓實、脫氣、燒結熱壓成坯錠，再用常規的擠壓、軋制或鍛造方法加工成各種粉末冶金(PM)鋁合金製品。到80年代末為止，美國、前蘇聯和日本等國家研製成功10多種牌號的粉末冶金結構鋁合金和粉末冶金耐磨鋁合金，並已投入小批量生產，開始在航空航天工業和汽車工業上套用。
特性快速凝固法和機械合金化法制粉賦予粉末冶金鋁合金優異的組織結構，使它們具有用常規鑄錠冶金(IM)工藝無法得到的高性能。
(1)N快速凝固法制粉時，冷卻速度為10～10c/s，比常規鑄造鑄錠時的冷卻速度大幾個數量級，從而大大細化了晶粒，增加了合金化元素的過飽和固溶度，細化了金屬間化合物粒子，增加了合金成分的均勻性。用這樣的粉末製成的鋁合金，綜合地利用了固溶強化、時效強化和彌散強化機制，使合金的強度、耐腐蝕性能和耐熱性能超過了任何IM鋁合金，同時又有較好的韌性和抗疲勞性能。
(2)用機械合金化法制粉時，各種金屬粉末在高能球磨機中研磨、混合，反覆在球體強烈打擊下破碎、焊合和相互擴散而實現合金化。加入的助磨劑生成細小的、彌散分布的碳化物和氧化物質點。用這樣的粉末製成的鋁合金，綜合地利用了固溶強化、細晶粒強化、高密度位錯和亞結構強化、碳化物和氧化物質點彌散強化機制，因而具有很高的力學性能。
發展趨勢由於一些不能用常規鑄錠冶金工藝製取的鋁合金卻能通過粉末冶金工藝獲得，並且幾乎每個PM鋁合金的物理、化學性能和力學性能都比相似成分IM鋁合金的高，因此粉末冶金方法已成為發展新型鋁合金材料的重要途徑之一，一些工業已開發國家都投入了大量人力、物力和資金髮展粉末冶金鋁合金。現在存在的問題是，因為粉末冶金工藝包括有制粉、脫氣和壓實工序，工藝比較複雜，因此生產成本比較高，阻礙它的大規模生產和廣泛套用。其發展趨勢是：(1)研究簡化現有粉末冶金鋁合金生產過程的新工藝，以便於適合大規模工業性生產和降低成本；(2)繼續開發新的綜合性能好的高強粉末冶金鋁合金，新的耐熱性能好的粉末冶金鋁合金，新的低密度高彈性粉末冶金鋁合金，新的體脹係數小的耐磨的粉末冶金鋁合金。