简而言之，烧结制品被用于 广泛的行业，以制造坚固、复杂和专业化的部件。您会在从结构性汽车零件和自润滑轴承到医疗植入物、电气触点和工业切削工具等应用中找到它们。选择该工艺是因为它具有加工高熔点金属和以最少浪费制造复杂形状的独特能力。
烧结得到广泛应用的核心原因不仅仅在于它制造的产品，更在于它能以传统熔炼和铸造无法实现的方式，从根本上控制材料的最终性能——例如密度、孔隙率和硬度。
为什么烧结是首选方法
烧结是一种热工艺，它利用压力和热量——低于材料的熔点——将粉末颗粒粘合在一起。与熔炼这一基本区别，正是其独特优势的来源，并推动其在特定、高价值应用中的使用。
用于复杂形状和高精度
烧结在生产接近最终尺寸的零件方面表现出色，通常称为近净成形制造。
该过程始于将金属或陶瓷粉末压入模具中，从而能够制造出从实心块材加工起来困难或成本高昂的高度复杂几何形状。
由于材料浪费极少，粉末冶金是齿轮、凸轮和结构部件等零件大批量生产的经济高效的选择。
控制孔隙率以实现独特功能
与产生实心、无孔物体的熔炼不同，烧结可以精确控制最终部件中空隙或孔隙率的数量。
这种能力对于制造用于流体和气体分离的多孔金属或塑料过滤器至关重要。互连的孔隙结构允许流体通过，同时截留污染物。
这也是自润滑轴承的原理基础。这些部件以特定的孔隙率制造，然后浸渍油，油在操作过程中释放出来提供持续润滑。
用于高性能和特种材料
许多先进材料，如钨或钼，具有极高的熔点，使用传统铸造来成型它们是不切实际的。
烧结使得这些金属能够被塑造成有用的产品，例如用于灯泡灯丝或加热元件的钨丝，而无需达到其液态。
该工艺还用于制造用于切削工具的超硬材料，并通过混合不同类型的粉末来制造电气触点和磁性材料等专用部件。
按行业划分的关键应用
上述原理转化为日常关键领域中使用的有形产品。
制造和汽车
烧结件的大部分是机械和车辆的结构部件。这包括齿轮、动力总成部件以及对强度和精度至关重要的其他复杂钢制零件。
电子和电气
烧结用于生产电气元件和触点。它也是制造某些半导体甚至光纤的关键工艺，在这些领域，材料的纯度和形状至关重要。
医疗和牙科
制造具有受控孔隙率和由生物相容性材料制成的部件的能力，使烧结成为医疗和牙科产品的理想选择。这包括植入物上促进骨骼生长的多孔涂层。
增材制造（3D 打印）
现代金属3D 打印通常依赖于烧结。激光选择性地烧结金属粉末层以构建定制对象，将 3D 打印的设计自由度与金属的强度相结合。
了解权衡
尽管功能强大，但烧结并非解决所有问题的理想方案。
初始模具成本
对于传统的压制-烧结粉末冶金，制造初始模具和工装的成本可能很高。这使得它对于中到大批量生产运行最经济。
固有的孔隙率和强度
虽然孔隙率可以是一种优势，但结构部件中任何残留的孔隙率都可能成为弱点。烧结部件可能无法达到与由相同合金的实心坯料锻造或机加工的部件相同的极限拉伸强度。
为您的目标做出正确的选择
选择正确的制造工艺完全取决于您的具体目标。
- 如果您的主要重点是具有成本效益的大批量复杂金属零件生产： 由于其近净成形能力和低材料浪费，烧结是一个绝佳的选择。
- 如果您的主要重点是过滤或自润滑： 烧结是制造具有精确、受控孔隙率部件的明确方法。
- 如果您的主要重点是制造由高温或超硬材料制成的部件： 烧结提供了一种实用的途径来制造难以熔化的钨和碳化物等材料的部件。
- 如果您的主要重点是定制的、一次性的金属原型或零件： 利用烧结的增材制造技术是满足此需求的明确解决方案。
最终，烧结是一项基础性的制造技术，它使得制造那些否则不切实际或不可能生产的高性能部件成为可能。
摘要表：
| 应用领域 | 关键烧结产品 | 关键优势 |
|---|---|---|
| 汽车 | 齿轮、动力总成部件 | 高强度、精度、大批量生产成本效益高 |
| 医疗/牙科 | 植入物、多孔涂层 | 生物相容性、受控孔隙率促进骨骼生长 |
| 电子 | 电气触点、半导体 | 材料纯度、复杂形状 |
| 工业 | 切削工具、过滤器、轴承 | 硬度、受控孔隙率实现自润滑 |
| 增材制造 | 定制 3D 打印金属零件 | 设计自由度、金属强度 |
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