金属粉末轧制是成形工艺中的重要成形手段之一,对于制造金属薄板、带材,特别是高孔隙度的多孔薄带材时,它无疑是一种简捷的成形方法。金属粉末轧制技术,早在19世纪中叶就有人做过尝试,但其真正的发展,还是从20世纪40年代才开始。采用此项成形技术逐渐能够制造各种金属多孔材料,金属及合金板、带材,复合材料、耐磨材料和摩擦材料,以及电工材料和磁性材料等。我国从20世纪60年代初开始研究和采用此项成形技术,40多年来,在金属粉末轧制设备和工艺技术方面都有不小的改进,在制造具有特殊性能的微孔薄带材和高纯度金属板、带材方面有一定的优势,并形成一定的生产能力。

原始状态的金属粉末是一种半流动的松散粒状介质,由不连接或弱连接的一些单独颗粒或团粒所组成,具有一定的流动性和分散性。金属粉末颗粒之间有空隙存在,才能保证在其压力加工过程中,粉末颗粒有移近的可能性和压实状态下的相互定位。

金属粉末轧制也可以把它看成是一种在不封闭状态下的粉末连续压制过程(图1),位于漏斗中的粉末,在粉末颗粒自重和粉末颗粒与旋转辊面间摩擦力的带动下,不断流向处于压紧状态下的辊缝之间,并被轧辊碾压成具有一定强度的多孔板、带材,其轧件性能与原始金属粉末性能比较有很大的变化,由松散状态变为具有一定抗压、抗拉、抗弯和抗剪切强度的刚性多孔体。

金属粉末轧制可有各种不同的方式方法,其区别在于轧辊轴的平面部位(垂直、水平和倾斜),被加工件的状态(冷轧、温轧和热轧)和粉末供料方式(粉末自重和强迫喂料)等。其中垂直冷轧粉末方法,应用为广泛,主要原因是由于设备结构简单和粉末自重喂料的良好条件。一般致密金属轧制前后只是金属体的形状变化,而体积不变。但金属粉末轧制则不同,轧制前后不仅是形状变化,体积也发生很大变化。比如原始粉末松装密度为1 14ｇ/ｃｍ3的电解镍粉末,在工作辊径14ｍｍ的四辊轧机上进行轧制(单位轧制压力98ＭＰａ)成形后,就可变为密度3 6ｇ/ｃｍ3的多孔带材。每克粉末所占的体积,由松装状态的0 88ｃｍ3减小到0 28ｃｍ3。由此可见,致密金属轧制前后体积相等原理已不适用于金属粉末轧制,而代之的应是粉末轧制前后粉末重量相等原理。