粉末冶金（Powder metallurgy），顾名思义，就是一种以金属粉末为原料，经压制和烧结制成各种制品的加工方法。这不是一种什么新工艺和技术，甚至可追溯到古埃及时候，但是在追求可持续性发展和绿色发展的今天，也算是契合了时代的发展，得到了越来越多的应用。今天我们就一起来了解一下这种制造方法，或许能给大家的零部件制造方式提供一种新选择。
工艺过程
粉末冶金和锻造或铸造工艺类似，不同的是其原始材料为金属粉末（常见的有铁、钢、铜等）。将粉末状的原材料运用复杂模具在室温下（特殊情况下也可加热）进行压制，压制完的工件尺寸接近完成品，但其机械性能还是不稳定的。为使其进一步强化，接下来再以接近但略低于所用金属的熔点下的温度进行烧结，此时产品的的微观组织将发生变化，得到一个尺寸精确、拥有较高强度的部件。
一般情况下粉末冶金得到的部件可以直接使用了，但也可根据需要进行二次加工处理，比如精加工、热处理、电镀或涂层、喷丸强化等等，以增强或提高零件的公差、密度、强度、形状、耐腐蚀性等性能。
粉末冶金优点
与其它生产制造技术相比，粉末冶金几乎不产生材料浪费，材料利用率超过97%，并且可以直接成型复杂的几何形状，并在烧结产品中保持紧密的尺寸公差控制，这样可以减少甚至可能完全消除传统制造工艺中的加工操作。这也是我们称之为绿色制造技术的原因。
除了这些工艺上带来的节省外，粉末冶金还有其独特性，利用其原材料为粉末的优势，实现一些在传统加工中很难或不可能实现的一些控制，比如化学成分组合的配比控制、对微观结构的控制、对孔隙度的控制等。
下面我们通过一些具体的产品示例，增强大家的理解。
1. 将无法溶合的材料组合在一起
粉末冶金允许以亲密的混合形式加工通常被视为不可混淆的材料组合。此类粉末冶金应用的成熟示例包括：
(1)制动衬片和离合器面的摩擦材料
将其中一系列非金属材料（用于传递耐磨性或控制摩擦水平）嵌入铜基或铁基中。
(2)硬质合金
常用于切削工具，成型工具或磨具。它们包括与金属相结合的硬质相，只有通过在高于粘合剂熔点的温度下进行液相烧结才能产生的微观结构。与钴结合的碳化钨是这种材料的主要示例，但也可以使用包括一系列其他碳化物，氮化物，碳氮化物或氧化物的其他硬质合金，并且可以将钴以外的其他金属用作粘合剂（Ni，Ni-Cr，镍钴等）。
(3)金刚石切削工具材料
其中细小的金刚石砂砾均匀地分散在金属基体中。同样，在这些材料的加工中采用液相烧结。
(4)电触头材料
例如铜/钨，银/氧化镉。
2.加工熔点很高的材料
粉末冶金技术可以处理熔点很高的材料，包括难熔金属，例如钨，钼和钽。这种金属很难通过熔化和铸造来生产，并且在铸造状态下通常非常脆。钨坯的生产是粉末冶金的早期应用领域之一，随后用于拉制白炽灯的电线。
3.孔隙率受控的产品
粉末冶金技术可以制造结构孔隙率可控的产品。烧结过滤器元件就是这种应用的例子。另一个主要的例子是保油或自润滑轴承，这是粉末冶金历史最悠久的应用之一，在该应用中，烧结结构中相互连接的孔隙率用于容纳润滑油。
4.具有优越性能的产品
在某些特定的应用中，与常规的铸造或锻造工艺相反，粉末冶金工艺通常可以通过对微观结构的出色控制来产生卓越的性能。此类应用程序中的好例子是：
(1)磁性材料
几乎所有的硬（永久）磁铁和大约30％的软磁铁都是从粉末原料加工而成的。
(2)高速钢
与锻造产品相比，粉末冶金加工材料具有更精细，更可控的微观结构，具有更高的韧性和切削性能。
(3)镍或钴基高温合金
镍基或钴基超合金用于航空发动机应用，其中粉末冶金工艺可提供常规无法达到的成分范围和微结构控制，因此可提高工作温度和性能。
粉末冶金的限制
虽然粉末冶金有着各种优势，在其应用上目前还存在着一些限制。主要有以下几点：
1. 零件尺寸、重量有限制：
粉末冶金由于期间需要压制工艺，这会用到压机，因而受到当前压机吨位的限制，尺寸不可能做的很大，一般最大在250mm左右。而且由于金属粉末的流动性受限，粉末冶金工艺生产20kg以上的零部件还存在困难。
2. 不适用于冲击和动态载荷应用
由于粉末冶金零件的密度通常较低，导致其强度和韧性不如锻造件或机加工件。粉末压实和烧结后存在的气孔也会影响材料的机械性能。这使得粉末冶金件不太适合用在有冲击和高动态载荷等高应力、高应变的应用上。
3. 较高的设备和模具成本
粉末冶金的工艺决定了其要使用专用的模具和设备，而且成本相对较高，在小批量生产时不具经济性，因而粉末冶金通常适用于大批量生产。
