试题
1 、碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些？
2 、制取铁粉的主要还原方法有哪些？比较其优缺点。
3 、发展复合型铁粉的意义何在？
4 、还原法制取钨粉的过程机理是什么？影响钨粉粒度的因素有哪些？
5 、作为还原钨粉的原料，蓝钨比三氧化钨有什么优越性，其主要工艺特点是什么？
6 、试举出还原 - 化合法的应用范围。
7 、试举出气相沉积法的应用范围。
8 、试举出液相沉淀法的应用范围。
9 、水溶液电解法的成粉条件是什么？与电解精炼有什么异同？
10 、影响电解铜粉粒度的因素有哪些？
11 、电解法可生产哪些金属粉末？为什么？
12 、金属液气体雾化过程的机理是什么？影响雾化粉末粒度、成分的因素有哪些？
13 、离心雾化法有什么特点？
14 、快速冷凝技术的特点是什么？快速冷凝技术的主要方法有哪些？
15 、雾化法可生产哪些金属粉末？为什么？
16 、有哪些方法可生产铁粉？比较各方法的优缺点。
17 、从技术上、经济上比较生产金属粉末的三大类方法：还原法，雾化法和电解法。
18 、试论述超细粉末的前景及应用。
19、粉末颗粒有哪几种聚集形式？它们之间的区别在哪里？
20、氢损法测定金属粉末的氧含量的原理是什么？该方法适用于怎样的金属？为什么说它测定的一般不是全部氧含量？
21、什么叫当量球直径？今假定有一边为 1 m 的立方体颗粒，试计算它的当量球体积直径和当量球表面直径各是多少？
22、假定某一不规则形状颗粒的投影面积为 A ，表面积为 S ，体积为 V ，请分别导出与该颗粒具有相等 A 、 S 和 V 的当量球投影面直径 D A ，当量球表面直径 D s 和当量球体积直径 D V 的具体表达式。
23、请解释为什么粉末的振实密度对松装密度的比值愈大时，粉末的流动性愈好？
24、将铁粉过筛分成— 100+200 目和— 325 目两种粒度级别，测得粗粉末的松装密度为2.6g/cm 3 。再将 20% 的细粉与粗粉合批后测得松装密度为 2.8g/cm 3 ，这是什么原因？请说明。
25、沉降分析的计算粒度公式（ 2-5 ）中的密度应该用什么颗粒密度表示？为什么说悬浊液中粉末分散不好是造成分析误差的最大原因？
26、单点吸附法是怎样将 BET 吸附二常数式简化成通过坐标原点的直线方程？吸附法测定的粉末粒度是用一种什么当量球直径表示？为什么它比透过法测定的粒度偏小？原则上它应该反映聚集颗粒的什么颗粒的大小？
27、气体通过粉末床的阻力同粉末粒度有什么关系？为什么费氏仪（常压空气透法）测定粉末比表面值不是全比表面值？
28、用沉降分析方法测得铝粉（密度为 2.7g/cm 3 ）的粒度组成如下：
粒度范围， um 质量， g
0 ～ 1 0.0
1 ～
2 0.4
2 ～ 4 5.5
4 ～ 8 23.4
8 ～ 12 19.0
12 ～ 20 17.6
20 ～ 32 5.9
32 ～ 44 1.1
44 ～ 88 0.3
＞ 88 0.0
?绘制粒度分布图，以表示累积质量百分数与粒度的 1og 值的变化关系；
?以质量基准表示的平均粒度值是多少？
?估计以个数基准表示的平均粒度值是多少？
?说明哪几种粒度测定方法适合于这种粉末？
29、压制前粉末料需进行哪些预处理？其作用如何？
30、选择成形剂的原则是什么？成形剂的加入方式有几种？
31、喷雾干燥制粒的工艺过程如何？有何优缺点？
32、粉末压制过程的特点怎样？以示意图表示。
33、压制压力、净压力、摩擦压力、侧压力之间的关系怎样？
34、压制时压力的分布状况怎样？产生压力降的原因是什么？压坯中产生压力分布不均匀的原因有哪些？
35、压坯中密度分布不均匀的状况及其产生原因是什么？
36、试述巴尔申压制理论的简况。
37、试述艾西 - 柯罗皮斯基压制理论的简况。
38、试述川北公夫压制理论的简况。
39、试述黄培云压制理论的简况及其新发展。
40、试述各种压制理论的比较。
41、影响压制过程的因素数有哪些？
42、压坯废品的种类及其产生原因有哪些？
43、粉末冶金技术中的特殊成形包括哪些内容？与一般钢模压制法相比较有什么特点？
44、假设某企业需要一批直径40 × 1000mm 、直径60 × 1000mm 的 YG 类硬质合金轧辊，要求材质的孔隙度接近 0% ，请你提出一套成形工艺。
45、与一般的冷压烧结后再进行热等静压制法比较，烧结 - 热等静压制工艺有什么特色？
46、热等静压制技术最适宜于加工什么样的材料？同热压法比较，它的特点是什么？它适用于大批生产小型粉末冶金零件吗？为什么？
47、喷射成形的特点是什么？它有哪几种方法？
48、综述挤压成形法的特点，它适用于什么材料？
49、市场上十分需要一种铝 - 铜 - 铝的复合板材，其尺寸要求为厚 3.0mm ，宽 200mm ，长为 500mm ，请问能用粉末治金方法成形生产吗？请选择一种最优的制造方法。
50、某机床厂生产一种专用机床，需要一批1000 × 300 × 50mm 的导板，要求为含油率在 13% ～ 16% 的粉末铁基制品。请问用什么办法制造？请设计一套制造成形工艺。
51、注射成形技术适用于生产什么形状的产品？在经济上技术上该方法有什么优缺点？
10 、爆炸成形法有什么特点？同等静压制法比较，它们有什么差异？
52、烧结理论研究的两个基本问题是什么？为什么说粉末体表面自由能降低是烧结体系自由能降低的主要来源或部分？
53、粉末等温烧结的三个阶段是怎样划分的？实际烧结过程还包括哪些现象？
54、用机械力表示的烧结驱动力的表达式是怎样？式中的负号代表什么含义？简述空位扩散驱动力公式推导的基本思路和原理。
55、应用空位体积扩散的学说解释烧结后期孔隙尺寸和形状的变化规律。
56、从晶界扩散的烧结机构出发，说明烧结金属的晶粒长大（再结晶）与孔隙借空位向或沿晶界扩散的关系。
57、如何用烧结模型的研究方法判断某种烧结过程的机构？烧结温度、时间、粉末粒度是如何决定具体的烧结机构的？某一烧结机构占优势是什么含义？
58、简要叙述粉末粒度和压制压力如何影响单元系固相烧结体系的收缩值？
59、分析影响互溶多元系固相烧结的因素。
60、互不溶系固相烧结的热力学条件是什么？为获得理想的烧结组织，还就满足怎样的充分条件？
61、简明阐述液相烧结的溶解 - 再析出机构及对烧结后合金组织的影响。
62、分析影响熔浸过程的因素和说明提高润湿性的工艺措施有哪些？为什么？
63、当采用 H 2 和 CO 作还原性烧结气氛时，为什么说随温度升高 H 2 的还原性比 CO 强？
64、可控碳势气氛的制取原理是什么？如何控制该气氛的各种气体成分的比例？指出其中的还原性和渗碳性气体成份。
65、何谓碳势？用天然气的热离解气作烧结气氛，其渗碳反应式是怎样的？随温度升高，哪一种反应使碳势升高？为什么？
66、活化烧结和强化烧结的准确含义有什么不同？简单说明用 Ni 等过渡金属活化烧结钨的基本原理和烧结机构。
67、热压工艺的基本特点怎样？它与热等静压有什么异同点？
68、用塑性流动理论（默瑞方程为代表）说明热压工艺参数对致密化的影响。
69、扩散蠕变理论的要点是什么？简单说明晶粒长大（再结晶）与致密化的关系。
70、粉末冶金多孔材料有哪些孔隙特性？各有哪些主要应用？
71、孔隙及孔隙度对粉末冶金材料的拉伸性能有什么影响？如何解释？
72、在粉末冶金材料的机械物理性能中，哪些性能对孔隙形状敏感？哪些不敏感？应采取什么措施来提高对孔隙形状敏感的性能？
73、粉末冶金材料的一次大能量冲击性能和小能量多次冲击性能各有什么特点？如何解释和选用？
74、孔隙度对粉末冶金制品的热处理、表面处理和机加工性能有什么影响？应采取什么措施改善？
75、弥散强化的机理及其影响因素是什么？它在金属基复合材料中有何意义？
76、弥散强化材料有哪些体系？现在又发展了些什么体系？发展前景如何？
77、影响金属陶瓷性能的因素有哪些？
78、影响硬质合金性能的因素有哪些？
79、举出硬质合金强度理论，比较各家理论优缺点。
80、金属基复合材料中的纤维强化机理是什么？
81、纤维强化材料有哪些体系？现在又发展了些什么体系？发展前景如何？
82、相变韧化的机理是什么？应用于哪些方面？
83、弥散韧化的机理是什么？它在陶瓷基复合材料中有何意义？
课程名称：粉末冶金学 Powder Metallurgy Science 第一章导论 1粉末冶金技术的发展史History of powder metallurgy 粉末冶金是采用金属粉末（或非金属粉末混合物）为原料，经成形和烧结操作制造金属材料、复合材料及其零部件的加工方法。 粉末冶金既是一项新型材料加工技术，又是一项古老的技术。 .早在五千年前就出现了粉末冶金技术雏形，古埃及人用此法制造铁器件； .1700年前，印度人采用类似方法制造了重达的“DELI 柱”（含硅Fe合金，耐蚀性好）。 .19世纪初，由于化学实验用铂（如坩埚）的需要，俄罗斯人、英国人采用粉末压制、烧结和热锻的方法制造致密铂，成为现代粉末冶金技术的基础。 .20世纪初，现代粉末冶金的发展起因于爱迪生的长寿命白炽灯丝的需要。钨灯丝的生产标志着粉末冶金技术的迅速发展。 .1923年硬质合金的出现导致机加工的革命。 .20世纪30年代铜基含油轴承的制造成功，并在汽车、纺织、航空、食品等工业部门的广泛应用。随后，铁基粉末冶金零部件的生产，发挥了粉末冶金以低的制造成本生产高性能零部件的技术优点。 .20世纪40年代，二战期间，促使人们开发研制高级的新材料（高温材料），如金属陶瓷、弥散强化合金作为飞机发动机的关键零部件。 .战后，迫使人们开发研制更高性能的新材料，如粉末高速钢、粉末超合金、高强度铁基粉末冶金零部件(热锻)。大大扩大了粉末冶金零部件及其材料的应用领域。 .粉末冶金在新材料的研制开发过程中发挥其独特的技术优势。 2粉末冶金工艺 粉末冶金技术的大致工艺过程如下：
↓ 成形（模压、CIP、粉浆浇注、轧制、挤压、温压、注射成形等） ↓ 烧结（加压烧结、热压、HIP等） ↓ —后续处理 Typical Processing flowchart for Powder Metallurgy Technique 3粉末冶金技术的特点 .低的生产成本： 能耗小，生产率高，材料利用率高，设备投资少。 ↑↑↑ 工艺流程短和加工温度低加工工序少少切削、无切削 .材料成分设计灵活、微观结构可控（由工艺特征决定）： 能制造普通熔练法不可能生产的材料，如W-Cu、SnO 2 -Ag、WC-Co、Cu-石墨、金 属陶瓷（TiC-NiCr,Al 2O 3 -Ni或Cu,TiB 2 -Cu等）、弥散强化材料（Al 2 O 3 -Cu Al 2 O 3 -Al， Y 2O 3 -Fe基合金）、粉末超合金（非相图成分）、难熔金属及其合金如钨钼、含油 轴承、过滤材料等。 .高的性能： 粉末高速钢、粉末超合金因无成分偏析和稳定的组织（细的晶粒）而性能优于熔炼法制备的合金；纳米材料，金属－陶瓷梯度复合材料（梯度硬质合金）。 主要不足之处： .由于受设备容量的限制，传统粉末冶金工艺制造的粉末冶金零部件的尺寸较其它加工方法（铸造，机加工等）小； .材料韧性不高； .零部件的形状复杂程度和综合力学性能有限等。
详细说明 改进前的设计 改进后的设计 1．应使压模中的粉末受到大致相等的压缩，并能顺利地从压模中取出模压成型的制品。在零件压制方向如有凸起或凹槽时，则粉末在压制时各部分的密实度不易一致，因此凸起或凹槽的深度以不大于零件总高度的１／５为宜，并有一定的拔模锥度 2．当由上向下压制的结构零件较长时，其中间部分和两端的粉末密实度差别比较大。所以在实际生产中，常现在其长度为直径的2.5～3.5倍，壁愈薄其长度与直径之比的倍数愈低 3．当零件的壁厚急剧变化或零件的壁厚悬殊时，零件各部的密度也相差很大，这样烧结时会引起尺寸变化和变形，应尽量避免 4．设计带有凸缘或台阶的零件，其内角应设计成圆角，以利于压制时凹模中粉末的流动和便于脱模，并可避免产生裂纹 5．尽量避免深窄的凹槽、尖角或薄边的轮廓，避免细齿滚花和细齿形因为这些结构装粉成型都很困难 6．避免尖边、锐角和切向过渡 7．零件只能设计成与压制方向平行的花纹，菱形的花纹不能成型，应避免 8．与压制方向垂直的孔（图a ）、径向凹槽（图b ）、内螺纹及外螺纹（图c ）、倒锥（图d ）、拐角处的退刀槽（图f ）等结构难以压制成型，当需要时可在烧结后进行切削加工 9．底部凹陷的法兰（图a ）、外圆中部的凸缘（图b ）不能压制成型。上部凹陷的法兰（图c ）为坯件，当埋头孔的面积小于压制面积的1倍左右，深度（H ）小于零件全高的1/4左右时，要作5°的拔梢（图d ）才可以成型
10．从模具强度和压制件强度方面的因素考虑，并从孔与外侧间的壁厚要便于装粉考虑，制品窄条部分的最小尺寸应有一定的限度 11．为了使凸模具有必要的刚度，使粉末容易充满型腔和便于从压模内取出制品，零件结构应避免尖锐的棱角，并适当增加横截面的面积 12．避免过小的公差 13．对于长度大于20mm 的法兰制作，法兰直径不应超过轴套直径的1.5倍，在可能条件下，应尽量减下法兰的直径，以避免烧结后的变形。法兰根部的圆角半径可参考右图的表，轴套壁厚（δ）与法兰边宽（b ）都必须大于1.5mm 设计阶梯形制件时，阶差不应小于直径的1/16，其尺寸不应小于0.9mm 轴套直径/mm <12 >12～25 >25～50 >50～65 >65 圆角半径/mm 0.8 1.2 1.6 2.4 >2.5 14．粉末冶金制件的端部最好不要有过锐棱角，并避免工具倒圆。倒角时尽可能留出0.2mm 左右的小平面，以延长凸模的寿命 在设计粉末冶金齿轮时，齿根圆直径应大于轮毂直径3mm 以上，以减小成型中的困难 15．在很多情况下，粉末冶金零件适于代替机械加工比较困难或加工劳动量大、材料利用率低的一些零件。在某些情况下，还可以代替一些本来需要加工后装配在一起的部件 需要装配的零件 不需装配的粉末冶金零件 16．当把铸件或锻件改为粉末冶金零件时，将粉末冶金零件上的凸部移到与其相配合的零件上，以简化模具结构和减少制造上的困难 用模锻或铸造，然后用机械加工法制造 用粉末冶金法制造
粉末冶金技术 摘要：粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程成为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切削或少切削的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。 关键词：粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇 Powder metallurgy technology (11 grade material class two) Abstract:Powder metallurgy is used for preparing metal or metal powder (or metal powder and metal powder mixture) as raw material, after forming and sintering, manufacture of metal materials, composite and various types of products technology.Powder metallurgy method and the production of ceramic have similar place, therefore, a series of new powder metallurgy technologies can also be used for preparing ceramic material. Powder metallurgy materials refers to the use of several kinds of metal powder or metal and non metal powder as raw material, through mixing, pressing, sintering process and made of materials.The process to become powder metallurgy method, is different from the melting and casting method.Its production process and ceramic products are similar, so called ceramic metal.Powder metallurgy method not only has some special properties of material preparation method, is also a kind of without cutting or less cutting processing method. It has high productivity, high material utilization rate, saving machine tools and production area etc..But the metal powder and high mold cost, product size and shape are subject to certain restrictions, flexibility is poor.Powder metallurgy method often used for the production of hard alloy, antifriction material, structural material, friction material, refractory metal materials, filter materials, metal ceramic, no segregation in high speed tool steel, magnetic materials, heat resistant materials. Key words:powder metallurgy, basic process, application, development trend, problems and opportunities
1.粉末冶金：制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料， 经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 2.二次颗粒：单颗粒以某种方式聚集就构成二次颗粒 3.松装密度：粉末在规定条件下自然充填容器时，单位体积内自由松装粉末体的质量 g/cm3。 4.孔隙率：孔隙体积与粉末体的表观体积之比的百分数称为孔隙度（θ）。 5.中位径：将各种粒级粉末个数或百分数逐一相加累积并做图，可以得到累积分布曲线， 分布曲线对应５０％处称为中位径 弹性后效：在压制过程中，粉末由于受力而发生弹性变形和塑性变形，压坯内存在着很大的内应力，当外力停止作用后，压坯便出现膨胀现象 6.合批：将成分相同而粒度不同的粉末进行混合，称为合批 7.烧结机构：研究烧结过程中各种可能的物质迁移方式及速率。 8.热压：热压又称为加压烧结，是把粉末装在模腔内，在加压的同时使粉末加热到正常 烧结温度或更低一些的温度，经过较短时间烧结成致密而均匀的制品。 9.活化烧结：是指采用化学或物理的措施，使烧结温度降低、烧结过程加快，或使烧结 体的密度和其它性能得到提高的方法。 10.单颗粒：粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 11.振实密度：粉末装于振动容器，规定条件下，经振动敲打后测得的粉末密度。 12.粒度：以mm或μm的表示的颗粒的大小称颗粒直径，简称粒径或粒度。 13.混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀。分为机械法和化学法。 14.搭桥：粉末在松装堆集时，由于表面不规则，彼此之间有摩擦，颗粒相互搭架而形成 拱桥孔洞的现象。 15.快速冷凝技术的特点：（1）急冷可大幅度地减小合金成分的偏析；（2）急冷可增加合 金的固溶能力；（3）急冷可消除相偏聚和形成非平衡相；（4）某些有害相可能由于急冷而受到抑制甚至消除；（5）由于晶粒细化达微晶程度，在适当应变速度下可能出现超塑性等。 16.粉末颗粒的聚集形式：聚合体、团粒、絮凝体；区别：通过聚集方式得到的二次颗 粒被称为聚合体或聚集颗粒；团粒是由单颗粒或二次颗粒靠范德华力粘接而成的，其结合强度不大，用研磨。擦碎等方法在液体介质中容易分散成更小的团粒或二次颗粒或单颗粒；絮凝体则是在粉磨悬浊液中，由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒。 17.减少因摩擦出现的压力损失的措施：1）添加润滑剂、2）提高模具光洁度和硬度、3） 改进成形方式，如采用双面压制等。 18.粉末冶金技术的优点：1. 能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料：① 能控制制品的孔隙度(多孔材料、多孔含油轴承等)；②能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果，生产各种特殊性能的材料（钨-铜假合金型的电触头材料、金属和非金属组成的摩擦材料等）；③能生产各种复合材料。 2.粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越：①高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好（粉末高速钢可避免成分的偏析）；②生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金法（钨、钼、铌等难熔金属）。缺点：1、粉末成本高；2、制品的大小和形状受到一定限制；3、烧结零件的韧性较差。 19.粉末料预处理的方式及作用：1、退火：还原氧化物，消除杂质，提高纯度；消除加工 硬化，稳定粉末的晶体结构；钝化金属，防止自燃。2、混合：使不同成分的粉末混合均匀，便于压制成形和后续处理。3、筛分：筛分的目的在于把颗粒大小不匀的原始粉
名词解释 机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落 时，筒体的转动速度 单位质量或单位体积粉末具有的表面积（一克质量或一定体积的粉末所具有的表 面积与其质量或体积的比值称为比表面积） 由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒 每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后 的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 96500库仑应该有 一克当量的物质经电解析出 细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后 沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程 颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值。真密度实际上就是粉末的固 体密度 g/cm3 将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子 d=ρ/ρ理）的倒数称为相对体积，用β＝1/d表示 粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对粒径作图，即为粒度 分布；（一定体积或一定重量（一定数量）粉末中各种粒径粉末体积（重量、 数量）占粉末总量的百分数的表达称为粒度分布） 变形困难的现象称为加工硬化 (其它物质流)击碎制造粉末的方法 由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化 将金属或合金的熔液快速冷却（冷却速度>105℃/s），保持高温相、获得性能奇 异性能的粉末和合金（如非晶、准晶、微晶）的技术，是传统雾化技术的重要发 展 两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物而构成 的合金体系，假合金实际是混合物 为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条 件称为保护气氛 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流动性。 2 ）制备的金属网筛
粉未治金技术 金属注射成形技术（MIM）由陶瓷零件的粉末注射成形技术发展而来，是一种新型的粉末冶金近净成形技术。MIM 技术的主要生产步骤如下： 金属粉末与粘结剂混合——制粒——注射成形——脱脂——烧结——后续处理——最终产品 该技术适用于大批量生产性能高、形状复杂的小尺寸的粉末冶金零部件。近几十年来，MIM技术发展势头迅猛，能应用的材料体系包括：Fe-Ni合金、不锈钢、工具钢、高比重合金、硬质合金、钛合金、镍基超合金、金属间化合物、氧化铝、氧化锆等。目前注射成形技术在国外已经有不少大规模的产业化应用，如瑞士的手表业。而国内近年来也已经涌现出不少具有一定实力MIM产品的生产企业，如中南工大的湖南英捷，北京安泰，山东乳山金珠以及上海富驰等。 金属和陶瓷粉末材料注射成型(粉末注射成型-PIM)作为一种有竞争力的技术，已经在精密零件领域确立了其地位。PIM的成功来自于塑料注射成型技术和粉末技术的组合，前者具有获得形状的高自由度；后者提供很宽的选择材料的可能性。这导致了形成一个年增长率高于20%的强有力的增长中的市场。粉末注射成型是一种接近纯塑造的加工方法，它组合了粉末技术和塑料注射成型技术的各种优势。聚合物注射成型的主要优点是高速和自动化地生产大批量、几何形状复杂而又无需进行重要的后修饰零件的可能性。PIM加工过程现在可以加工几乎所有可得到的、以适当的粉末形式存在的材料，包括金属、陶瓷、硬质合金、金属间化合物和复合材料。在粉末注射成型中，金属或陶瓷粉通过与足量的聚合物和蜡(粘接剂)混合和均化形成注射成型混合物，这种原料有聚合物的流动性质，能作为粒料用通常的注射成型方法进行加工。注射成型零件(绿色坯块)用如同塑料注射成型那样的方法成型，并采用或多或少有点复杂的注射成型模具。为了得到成品，粘接剂通常在一个两级加工过程中，借助热效应和/或一种化学过程，被从绿色坯块中除去(称谓脱粘接剂)。所形成的"褐色坯块"与注射成型零件有大致相同的形状和尺寸。但由于已经除去粘接剂，所以是一个多孔结构的零件。此零件然后在大约85%的熔点温度，在一个适当地调节好的环境中烧结。孔通过液相的扩散、成型，和颗料增大等而封闭。在烧结过程中零件形状完全保持，结果是用塑料成型加工法可得到的复杂的形状也能在金属和陶瓷零件上再现。精细的原料粉和光洁的模具表面可保证PIM加工方法具有突出的表面质量。按照用途的不同，烧结好的零件可在随后的产品后处理工序中，用搭接、研磨、机械、化学抛光、涂布等方法达到最终的、准备好供使用的状况。注射成型是确定几何形状和尺寸的关键工序。就像热塑性塑料情况那样，来自注料道和流道的混合料冷料可以再行造粒和回收使用，或者可采用热流道喷嘴，直接注射入零件。 零件尺寸从2 mm到5 cm PIM加工方法的典型应用是生产相对较小、密实而又形状复杂的零件，对它们的需求数量，每年在几千到几百万之间。它的高成型自由度使早先用几个工序生产或用几个零件装备起来形成的零件可用一个单独的PIM零件代替。有内部螺纹的、有难于加工的侧陷槽的、要求高表面质量的零件也能可靠地和自动化地进行生产。对于PIM零件，存在有一系列设计判据。PIM零件的典型的和经济上有吸引力的尺寸范围大约从2 mm到5 cm。紧固元件，如眼孔、螺纹或拉钩被集成到零件上也是很典型的，零件也包括，如齿轮、滑动螺栓、滑动表面、传动夹头或结构轴等结构元件。PIM特别适于制造有多功能特点的零件，成型自由度高，这大大扩展了传统生产工艺的适用范围，并且不需要复杂的机械修整和连接加工。 在许多生活领域中的应用PIM零件现在用于很多日常生活领域，如汽车和空间工业、化学工业、办公室设备和计算机工业，但也用于医药技术、运动设备和军事装备。例如厨房搅拌器的驱动托架，用不锈钢制成，重量为135g，这是一个相对较重的PIM零件。汽车点火开关盖以Fe2Ni为材料，由Radevormwald 的GKN Sinter Metals公司大批量生产。这种零件重8.8g，烧结后牢固地镀上铬。Dornstetten 的Klaeger公司批量生产的陶瓷杯，可省去固定把手的复杂工作程序。其他在消费品和宝石行业的著名的应用例子是不锈钢、钛和贵金属手表零件，例如由瑞士Grenchen的ETA公司生产的这类零件。注射成型机制造商Arburg公司采用了气体辅助技术，使中空的、重量轻的零件进入PIM加工过程。 世界范围的销售额为7亿美元简单概括一下PIM技术的历史发展情况，与PIM有关的第一个商业活动发生在1960年。但只是在过去的15年里，接受程度和市场潜力才取得稳定的增长。这一技术成熟到这种程度，它成为
粉末冶金齿轮设计简介 作者：REVER 为帮助客户理解粉末冶金齿轮的特点，加深双方之间理解，便于双方沟通，特作如下介绍： 齿轮种类很多，目前广泛使用的是渐开线齿轮，所以以渐开线齿轮为例作简单介绍。 一．粉末冶金齿轮材料： 1．粉末冶金齿轮的材料适合于粉末冶金材料标准，粉末冶金材料有多种材料标准，多数国家和部分大公司都有自己的标准，由于日本和美国在粉末冶金的研究方 面走在世界前列，所以目前广泛采用的材料标准是JIS(日本)，MPIF(美国)两种 标准。 2．齿轮通常对强度都有一定的要求，故其选用材料的性能要好，目前齿轮使用较广泛的材料是Fe-Cu-C-Ni的材料，(其符合JIS SMF5030，SMF5040标准；符 合MPIF FN-0205，FN-0205-80HT标准)；也有厂家选择Cu，Fe-Cu-C材料。 ★在图纸材料一栏中要注明材料等级：如 JIS SMF5030。 注：在材料标准中包含了推荐的相应密度和硬度范围。 二．粉末冶金齿轮密度确定： 由于齿轮用于传动，对齿轮的强度要求较高，故要求产品的密度也较高(通常是齿轮密度越高则齿抗越高，强度越好)： 1．常温压制成形齿轮密度通常控制在6.60g/cm3 min OR 6.80 g/cm3 min。 2．温压压制成形齿轮密度通常控制在7.00g/cm3 min。 ★在图纸密度一栏中注明密度等级：如 6.6g/cm3 min。 三．粉末冶金齿轮硬度确定： 齿轮硬度与产品的材料、密度等级及后处理密切相关。以材料Fe-Cu-C-Ni 为例，其相应的硬度建议为： 1．密度6.6g/cm3 min 时： 1)．烧结态硬度控制在 HRB 40min； （FN-0205-20 烧结态硬度典型值为 HRB 44） 2)．水蒸汽处理硬度控制在 HRB 50min； 3)．渗碳处理硬度控制在HRC 20min； （FN-0205-80HT 渗碳处理硬度典型值为 HRC 23） 2．密度6.8g/cm3 min 时： 1)．烧结态硬度控制在 HRB55min； （FN-0205-25 烧结态硬度典型值为 59HRB） 2)．水蒸汽处理硬度控制在 HRB70min； 3)．渗碳处理硬度控制在HRC25min； （FN-0205-105HT 渗碳处理硬度典型值为 HRC 29） 3．密度7.0g/cm3 min 时： 1)．烧结态硬度控制在 HRB 65min； （FN-0205-30 烧结态硬度典型值为 HRB 69） 2)．渗碳处理硬度控制在HRC 30min； （FN-0205-130HT 渗碳处理硬度典型值为 HRC 33）
《粉末冶金原理》复 习题
名词解释 临界转速机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落 时，筒体的转动速度 比表面积单位质量或单位体积粉末具有的表面积（一克质量或一定体积的粉末所具有的表面积与其质量或体积的比值称为比表面积） 二次颗粒由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒 离解压每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 电化当量这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出 气相迁移细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程 真密度颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值。真密度实际上就是粉末的固体密度 似密度又叫有效密度，颗粒质量用包括闭孔在内的颗粒体积去除得的相对密度粉末或压坯密度与对应材料理论密度的比值百分数 松装密度粉末在规定条件下自然填充容器时，单位体积内的粉末质量，单位为g/cm3 比形状因子将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子 压坯密度压坯质量与压坯体积的比值 相对体积粉末体的相对密度（d=ρ/ρ理）的倒数称为相对体积，用β＝1/d表示
粒度分布将粉末样品分成若干粒径，并以这些粒径的粉末质量（颗粒数量、粉末体积）占粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对 粒径作图，即为粒度分布；（一定体积或一定重量（一定数量）粉末 中各种粒径粉末体积（重量、数量）占粉末总量的百分数的表达称为 粒度分布） 粉末加工硬化金属粉末在研磨过程中由于晶格畸变和位错密度增加，导致粉末硬度增加，变形困难的现象称为加工硬化 雾化法利用高速气流或高速液流将金属流(其它物质流)击碎制造粉末的方法．二流雾化由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化 快速冷凝将金属或合金的熔液快速冷却（冷却速度>105℃/s），保持高温相、获得性能奇异性能的粉末和合金（如非晶、准晶、微晶）的技术， 是传统雾化技术的重要发展 假合金两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物而构成的合金体系，假合金实际是混合物 保护气氛为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条件称为保护气氛 压制性粉末压缩性与成形性的总称 成形性粉末在经模压之后保持形状的能力，一般用压坯强度表示 压缩性粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性，一般用压坯密度表示 粉末粒度一定质量（一定体积）或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度 粉末流动性 50 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流动性。
粉末冶金技术的巨大市场潜力本文为大家介绍开发粉末冶金技术，促进发的核心竞争力 目前，我国汽车零部件企业不仅面临着激烈的影响的跨国企业和国内企业 激烈的同质化竞争，以及原材料成本的上游和下游的挤压和东道国经销商不断 提高标准的产品质量和我国大多数汽车零部件企业的现状是水平低的专业，产 品开发能力。绝大多数企业不具备的组成部分的产品开发，产品开发主要依和 下游的挤压和东道国经销商不断提高标准的产品质量赖于原始设备制造商，它 是难以适应的要求，车辆更换，企业核心竞争力较低自己。因此，企业在成本 上升的压力和传导不能有效的武力水平下降的企业盈利。 面对目前的困难，其核心极参与促进企业的竞争力已成为一个迫切需要解决。我们知道，汽车零件和部件的核心，高附加值是：发动机进排气门，发动 机连杆，变速箱齿轮中的同步器锥环和油泵从动齿轮，如主要的。这些地区， 主流的核心技术，粉末冶金技术。如：联系是一个重要的发动机零件，许多图 纸就引进模式提供了疲劳试验的负载连接，并呼吁在疲劳载荷周期超过5000000。和大多数国内汽车发动机杆用连杆锻造连杆和铸造中学疲劳星期超过500000是非常困难的，因为联系不属于我，酒吧的加工，小缺陷的连接更大的 影响力杆的疲劳寿命。虽然主流主要粉末锻造连杆，如：通用汽车公司别轿车，宝马德国宝马，GNK Sintermetals生产，以满足拉伸强度，甚至链接1041MPa。因此，为了培养自己的核心竞争力，这是迫切需要的动议粉末冶金技术发展计 划的一个突破在国内及零件，以提高争力已弱。 加速增长的我国汽车市场的潜力，突出粉末冶金技术市场近年来，我国汽 车产业一直保持快速发展。据中国汽车工业协会统计，2007年上半年，我国汽 车生产和销一共有4456700和4373800，增加了22.36%和23.3%。我国已成为 世界第二大汽车消费国，第三大汽车生产国，最大的潜在市场，汽车。随着大 力发展我国汽车工业，导致快速发展的零部件市场。2006，我国汽车零部件企 业销售收入达4035.00亿元。据估计，到2010年，我国国内汽车零部件生产将达到70000.0亿风格产业，导致快速发展的零部件市场。
粉末冶金成形技术
第四章粉末冶金成形技术 一、粉末冶金成形定义： 用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作原料，采用压制、烧结及后处理等工序来制造某些金属材料、复合材料或制品的工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺相似，因此粉末冶金成型技术又常常叫金属陶瓷法。 方法：将均匀混合的粉末材料压制成形，借助粉末原子间的吸引力和机械啮合作用，使制品结合成为具有一定强度的整体，然后再高温烧结，进一步提高制品的强度，获得与一般合金相似的组织。 二、粉末冶金材料或制品 1. 难熔金属及其合金（如钨、钨——钼合金）； 2. 组元彼此不相溶，熔点十分悬殊的特殊性能材料，如钨——铜合金； 3. 难溶的化合物或金属组成的复合材料（如硬质合金、金属陶瓷） 三、粉末冶金成型技术特点： 1. 某些特殊性能材料的唯一成型方法； 2. 可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削的生产工艺； 3. 节约材料和加工工时； 4. 制品强度较低； 5. 流动性较差，形状受限； 6. 压制成型的压强较高，制品尺寸较小； 7. 压模成本较高。 四、粉末冶金成形过程 原始粉末+添加剂→混合→压制成型→烧结→零件成品
五、粉末冶金工艺理论基础 一）、金属粉末的性能 金属粉末的性能对其成型和烧结过程及制品质量有重要影响，分为化学成分、物理性能和工艺性能。 固态物质按分散程度不同分为致密体、粉末和胶体。 致密体：通常所说的固体，粒径在1mm以上； 胶体微粒：粒径在0.1μm以下； 粉末体或简称粉末：粒径介于二者之间。 1. 粉末的化学成分 主要金属或组元的含量，杂质或夹杂物的含量，气体的含量。 金属的含量一般不低于98-99%。 2. 粉末的物理性能 1）颗粒形状：球状、粒状、片状和针状。影响粉末的流动性、松装密度等。 2）粒度：粉末颗粒的线性尺寸，用“目”来表示，用筛分法等测量。对压制时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有影响。 3）粒度分布：按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、数量或体积）所占的百分比。对粉末的压制和烧结有影响。 4）颗粒比表面积：单位质量粉末的总表面积，可算出颗粒的平均尺寸。对粉末的压制和烧结有影响。 3. 粉末的工艺性能 1）流动性：粉末的流动能力，用50g粉末在规定条件下从标准漏斗中流出所需的时间来表示,单位为s/50g。
1.什么是粉末冶金？与传统方法相比的优点是什么？ 答：粉末冶金：制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物） 作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 粉末冶金的优越性： A.少切削、无切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动；普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于5% B.能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。 C.能够制备其他方法难以生产的零部件。 2.制粉的方法有哪些？ 答：A.机械法：通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化 的方法。 B.物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。 C.化学法：依靠化学反应或电化学反应过程，生成新的粉态物质。 3.机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。 4.球磨法制粉时球和物料的运动情况： A.球磨机转速较慢时，球和物料沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。 B.球磨机转速较高时，球在离心力的作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的高度，然后在重力的作用下掉下来，称为抛落。 C.继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力时，紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转，此时物料的粉碎作用将停止，这种转速称为临界转速
1?什么是粉末？粉末与胶体的区别？粉体的分类？ 答：粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在 于分散程度不同，通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体，把大小在0.1卩m 以下的固态物质称为胶体颗粒，而介于两者之间的称为粉末体。 粉体分类：A.粉末中能分幵并独立存在的最小实体称为单颗粒。 B.单颗粒如果以某种方式聚集，就构成二次颗粒。 2.聚集体、絮凝体、团聚体的划分？ 答：A.聚集体：通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体； B.絮凝体：用溶胶凝胶方法制备的粉末，是一种由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒； C.团聚体：由单颗粒或二次颗粒依靠范德华引力的作用下结合而成的粉末颗粒，易于分散。 3.粉末的物理性能包括：颗粒形状与结构、颗粒大小与粒度组成、比表面积、颗粒 的密度、显微硬度、光学和电学性质、熔点、比热容、蒸汽压等热学性质，由颗粒 内部结构决定的X射线、电子射线的反射和衍射性质，磁学与半导体性质。 4.粉末的工艺性能包括松装密度、振实密度、流动性、压缩性与成形性。 A.松装密度：粉末在规定条件下自然充填容器时，单位体积内自由松装粉末体的质 量（g/cm3）。 B.振实密度：粉末装于振动容器内，在规定条件下，经过振动敲打后测得的粉末密 度。 C.流动性：一定量粉末（50g）流经标准漏斗所需的时间，单位为（s/50g ）。 D.压缩性：粉末在压制过程中被压紧的能力。在规定的模具和润滑条件下加以测定, 用在
装球量：球磨筒内磨球的数量。 球料比：磨球与磨料的质量比电流效率：一定电量电解出的产物的实际质量与通过同样电量理论上应电解出的产物质量之比，用公式表示为n i=M/ （qlt）x 100% 粒度分布：指不同粒径的的颗粒在粉末总质量中所占的百分数，可以用某种统计分布曲线或统计分布函数描述。 松装密度：粉末在规定条件下自然填充容器时，单位体积内粉末的质量，单位为 g/cm3。 振实密度：在规定条件下，粉末受敲打或振动填充规定容器时单位体积的粉末质量。单颗粒：晶粒或多晶粒聚集，粉末中能分开并独立存在的最小实体。 一次颗粒：最先形成的不可以独立存在的颗粒，它只有聚集成二次颗粒时才能独立存在。 二次颗粒：由两个以上的一次颗粒结合而又不易分离的能独立存在的聚集颗粒称为二次颗粒。 压缩性: 粉末被压紧的能力 成形性: 粉末压制后，压坯保持既定形状的能力 净压力： 单元系烧结：纯金属、固定化学成分的化合物和均匀固溶体的粉末烧结体系，是一种简单形式的固相烧结。 多元系固相烧结：由两种以上组元（元素、化合物、合金、固溶体）在固相线以下烧结的过程。 气氛的碳势：某一含碳量的材料在某种气氛烧结时既不渗碳也不脱碳，以材料中碳含量表示气氛中的碳势。 活化烧结：系指能降低烧结活化能，是体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行，烧结体性能得以提高的烧结方法。 氢损值：金属粉末的试样在纯氢气中煅烧足够长时间，粉末中的氧被还原成了水蒸气，某些元素与氢气生成挥发性的化合物，与挥发性金属一同排除，测的试样粉末的相对质量损失，称为氢损。 液相烧结：烧结温度高于烧结体系低熔组分的熔点或共晶温度的多元系烧结过程，即烧结过程中出现液相的粉末烧结过程统称为液相烧结。 机械合金化是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。 热等静压：把粉末压坯或把装入特制容器内的粉末体在等静高压容器内同时施以高温和高压，使粉末体被压制和烧结成致密的零件或材料的过程 冷等静压：室温下，利用高压流体静压力直接作用在弹性模套内的粉末体的压制方法 1 、粉末制备的方法有哪些，各自的特点是什么？ 1 物理化学法 1 还原法：碳还原法（铁粉）气体（氢和一氧化碳）还原法（W,Mo,Fe,Ni,Cu,Co 及其合金粉末） 金属热还原法(Ta,Nb,Ti,Zr,Th,U)-SHS自蔓延高温合成。 1.2还原-化合法：适合于金属碳化物、硼化物、硅化物、氮化物粉末 1.3化学气相沉积CVD 1.4物理气相沉积PVD或PCVD (复合粉)
毕业设计（论文） 题目:粉末冶金及模具设计 专业:数控应用技术 班 成都电子机械高等专科学校
二〇〇七年六月 摘要 本文主要围绕粉末冶金及模具设计开展了以下几方面的研究 1、在粉末冶金技术的特点及其在新材料中的作用进行研究，重点介绍了粉末冶金在工业中的重要性及其压制步骤。 2、在粉末冶金工艺中，根据产品的要求选择金属粉末或非金属粉末为原材料来压制。 3、在粉末冶金模具设计原理方面，本文重点围绕精整模具设计进行研究，归纳、总结并提出了精整模具三个关键零部件(芯棒、模冲、阴模)。
关键词：粉末冶金粉末冶金模具精整 Abstract This text was main circumambience powder metallurgy and molding tool design to open an exhibition the following several aspect of research 1,carry on research in the new function within material in the characteristics of technique of the powder metallurgy and it,point introduction the powder metallurgy is in the industry of importance and
it inhibit a step。 2,in the powder metallurgy the craft,according to the metals powder of the request choice or nonmetal powder of product for original material to inhibit。 3,at the molding tool design of the powder metallurgy principle,this text point around Jing's whole molding tool design carry on research and induce,summary and put forward Jing the whole key with three molding tool zero partses(Xin stick,mold blunt,Yin mold)new of classification method。 Key Words:Craft and material of the powder metallurgy Powder metallurgy molding tool The Jing is whole
第一章 1. 什么是粉末冶金？与传统方法相比的优点是什么？ 答：粉末冶金：制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 粉末冶金的优越性： A. 少切削、无切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动；普通铸造合金切削量在 30-50%，粉末冶金产品可少于5%。 B. 能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。 C. 能够制备其他方法难以生产的零部件。 2. 制粉的方法有哪些？ 答：A. 机械法：通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。 B. 物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。 C. 化学法：依靠化学反应或电化学反应过程，生成新的粉态物质。 3. 机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。 4. 球磨法制粉时球和物料的运动情况： A.球磨机转速较慢时，球和物料沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。 B.球磨机转速较高时，球在离心力的作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的高度，然后在重力的作用下掉下来，称为抛落。 C.继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力时，紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转，此时物料的粉碎作用将停止，这种转速称为临界转速。 第二章 1.什么是粉末？粉末与胶体的区别？粉体的分类？ 答：粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在于分散程度不同，通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体，把大小在0.1μm以下的固态物质称为胶体颗粒，而介于两者之间的称为粉末体。 粉体分类：A. 粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 B. 单颗粒如果以某种方式聚集，就构成二次颗粒。 2. 聚集体、絮凝体、团聚体的划分？ 答：A. 聚集体：通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体； B. 絮凝体：用溶胶凝胶方法制备的粉末，是一种由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚
《粉末冶金车间设备及设计》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：粉末冶金车间设备及设计/ 课程总学时/学分：24/1.5 适用专业：金属材料工程 一、教学目的和任务 本课程是金属材料工程专业的一门跨大类选修课程。通过学习，使学生了解粉末冶金工艺过程中设备的种类，特点与技术性能；了解工厂设计或车间设计必备文献（课程中着重了“可行性研究”章节）；了解设计过程中设备选择、生产方案确定、劳动组织编制、经济核算、车间平面布置等；了解车间建设的基本土建、配电、暖通知识 二、教学基本要求 本课程分为两大部分：粉末冶金工艺常用设备；车间设计。 设备部分：重点介绍氢气还原炉，喷雾干燥设备，压制设备，氢气烧结炉，真空烧结炉。了解其他辅助设备。介绍雾化制粉，等静压，注射成形，热压等设备。 车间设计部分：重点介绍可行性研究的重要性，可行性研究报告的内容和撰写。了解车间设计说明书内容。重点介绍说明书中物料平衡计算及涉及的各工序工艺制度；劳动组织（生产管理与质量控制）；车间成本概算。了解技术经济指标，车间平面布置，工厂厂房的结构常识。 三、教学内容和学时分配 第一章（知识领域1）：制粉设备（4） （1）知识点：固体和气体还原，雾化，电解等制粉设备；碳管炉。 （2）要点：气体还原炉（氢气）。 第二章（知识领域2）：成形设备（4） （1）知识点：油压机，机械式压力机，冷等静压机等设备结构及工作原理；挤压和注射成形设备。 （2）要点：TPA 压力机，模架结构与作用。 第三章（知识领域3）：烧结设备（2） （1）知识点：氢气烧结炉，真空烧结炉结构与应用。 （2）要点：烧结炉的操作制度；常见事故的处理；正确使用氢气。 第四章（知识领域4）：热状态致密化和辅助设备（2）
第一章 1. 什么是粉末冶金与传统方法相比的优点是什么 答：粉末冶金：制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 粉末冶金的优越性： A. 少切削、无切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动；普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于5%。 B. 能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。 C. 能够制备其他方法难以生产的零部件。 2. 制粉的方法有哪些 答：A. 机械法：通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。 B. 物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。 C. 化学法：依靠化学反应或电化学反应过程，生成新的粉态物质。 3. 机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。 4. 球磨法制粉时球和物料的运动情况： A.球磨机转速较慢时，球和物料沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。 B.球磨机转速较高时，球在离心力的作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的高度，然后在重力的作用下掉下来，称为抛落。 C.继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力时，紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转，此时物料的粉碎作用将停止，这种转速称为临界转速。 第二章 1.什么是粉末粉末与胶体的区别粉体的分类 答：粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在于分散程度不同，通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体，把大小在μm以下的固态物质称为胶体颗粒，而介于两者之间的称为粉末体。 粉体分类：A. 粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 B. 单颗粒如果以某种方式聚集，就构成二次颗粒。 2. 聚集体、絮凝体、团聚体的划分 答：A. 聚集体：通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体；