粉末冶金成型产品回弹原理
粉末冶金成型产品的回弹原理是指在成型过程中，粉末在受到
压力后会产生弹性变形，一旦压力消除，粉末就会恢复原来的形状。这种回弹原理在粉末冶金成型过程中起着重要作用。
首先，当粉末受到压力时，粉末颗粒之间会发生相互挤压和变形。这种变形是弹性变形，即粉末颗粒并没有发生永久性的形状改变，而是暂时性地改变了位置和形状。这种弹性变形是由于粉末颗
粒之间的空隙和表面之间的分子间力的作用。
其次，当压力消除时，粉末颗粒之间的分子间力会使得粉末颗
粒恢复原来的位置和形状，这就是回弹的原理。粉末冶金成型产品
在脱模后会出现一定程度的回弹，即产品尺寸会略微增大，这是由
于粉末颗粒的弹性回复导致的。
此外，粉末冶金成型产品的回弹还受到一些其他因素的影响，
比如粉末的形状、大小和分布，成型压力的大小和持续时间，以及
成型模具的设计等。这些因素都会影响粉末的回弹效果。
总的来说，粉末冶金成型产品的回弹原理是由粉末颗粒之间的
弹性变形和分子间力的作用所决定的，而成型过程中的各种因素都会对回弹效果产生影响。因此，在粉末冶金成型过程中需要综合考虑这些因素，以获得理想的成型产品。
材料成型原理及工艺 材料成型是指将原料通过一定的工艺过程，使其获得所需形状的过程。在材料成型中，最常见的方式包括热成型、冷成型和粉末冶金成型等。这些成型工艺的原理和应用在各个领域都有广泛的应用。 热成型是指通过加热材料使其软化并塑性变形以达到所需形状的一种成型方法。主要包括热压成型、热拉伸成型、热挤压成型等。其原理是通过加热使材料达到一定的软化点或熔点，然后通过外力施加，使材料塑性变形并成型。热成型适用于塑料、玻璃、金属等材料的成型，并且可以制造复杂形状的产品。 冷成型是通过机械力作用在室温下进行的成型方法。冷成型主要包括挤压成型、压铸成型、冷轧成型等。其中，冷挤压是常见的一种冷成型方式，主要应用于金属材料的成型。其原理是通过施加机械力，使材料在室温下产生塑性变形，并达到所需形状。具有高精度、高效率的特点。 粉末冶金成型是一种将粉末材料在一定温度下进行成型的方法。其主要过程包括压制和烧结两个过程。首先将粉末材料经过一定的工艺处理得到一定的物理性质，然后该粉末被用来制造一种新型的成型工艺。原理是通过压制使粉末粒子结合，并在一定的温度下进行烧结，最终得到所需形状的产品。其优点是可以制造复杂形状的产品，同时可以利用废料进行再利用。 在材料成型过程中，还有一些辅助工艺和辅助设备的应用，以实现更好的成型效
果。例如模具是实现材料成型的重要工具，通过对模具进行设计和制造，可以获得不同形状和尺寸的产品。在热成型过程中，需要控制加热温度、保持时间、冷却速率等参数，以确保产品的质量。在冷成型过程中，需要选择合适的冷却介质和冷却方式，以使产品达到所需的硬度和强度。在粉末冶金成型过程中，需要控制压制力、压制时间和烧结温度等参数，以实现产品的致密度和力学性能。 总结起来，材料成型的原理和工艺非常丰富多样，根据不同材料和产品的要求选择合适的成型方式可以实现高效率、高质量的制造。随着科技的进步和工艺的改进，材料成型在各个行业的应用也越来越广泛。
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
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6.5T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： 原料粉末+添加剂（合金元素粉末、润滑剂、成形剂） ↓ 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） ↓ 粉末冶金材料或粉末冶金零部件—后续处理 Fig.1-1 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
粉末冶金原理 粉末冶金新技术 摘要 本文主要从粉末冶金的基本工艺过程阐述粉末冶金工业今年出现的新工艺，粉末冶金的制粉，成型，烧结等方面论述了粉末冶金的新工艺以及这些工艺的特点及相关应用，论述粉末冶金的新工艺的发展方向 关键字：粉末冶金、新技术、粉末冶金工艺 1.引言 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。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用 粉末冶金是一门新兴的材料制备技术。近代粉末冶金兴起于19世纪末20 世纪初。至20世纪30年代, 粉末冶金整套技术逐步形成, 工业生产初具规模, 对工艺过程及其机理的研究也取得了一定成果。20世纪中期, 粉末冶金生产技术发展迅速, 产品应用领域不断扩大, 成为现代工业的重要组成部分。并在此基础上, 为适应科学技术飞速发展对材料性能和成形技术提出的更高要求, 开发了多项粉末冶金新工艺, 包括: 热等静压、燃烧合成、快速凝固、喷射成形、机械合金化、粉末注射成形、温压成形、快速全向压制、粉末锻造、热挤压、爆炸。 2.粉末冶金新技术--制粉 2.1雾化法制备金属粉末---低氧含量铁粉 生产在无氧气氛中进行, 并包含一些石蜡,这些分解为碳与氢。碳与铁反应, 形成很薄的富碳表面层。碳含量使颗粒的延性降低, 但提高了表面的烧结活性。在粉末压块中, 碳易于扩散到颗粒中心及相邻的颗粒
中, 因而可用于生产不需添加石墨的粉末冶金钢。瑞典IPS钢粉公司每年低氧含量雾化铁粉, 其氧含量低于 (0.015%)。 对于粉末冶金应用来说,这种无氧粉末允许使用便宜的合金元素(铬和锰等) 代替镍和铜。镍作为战略性资源，不但价格昂贵，并且还是一种致癌物, 应尽量避免使用。这种粉末也很适合于用温压与热等静压工艺来生产高强度部件。2.2烧结硬化粉 为提高烧结钢的力学性能,通常在烧结后还须进行热处理。为降低生产成本,开发了许多烧结后已硬化、不须再进行热处理的材料。美国Hoeganaes公司推出了一种烧结硬化铁基粉末Ancoresteel737SH,其淬透性与压缩性均比现有的烧结硬化材料高。利用烧结硬化粉可生产不需要再淬火或很少再淬火和回火的粉末冶金零件；除降低成本外,烧结硬化可提供更好的公差控制(淬火和回火常引起一定程度的变形)。这种粉末可用于汽车工业,特别适用于发动机部件,传动部件及近终形齿轮等。 2.3燃烧火焰--化学气相法生产纳米粉末 采用燃烧火焰--化学气相法生产纳米粉末。在此法中,稳定的平头火焰是由低压燃料/氧气混合气的燃烧产生的。化学母体与燃料一起导入燃烧室,在火焰的热区进行快速热分解。由于燃烧室表面温度分布良好,气相逗留时间短以及化学母体浓度均匀,并在很窄的热区进行热分解,因而能生产出粒度分布集中的高质量的纳米粉。 2.4机械化学法生产廉价的纳米粉末 澳大利亚开发出一种机械化学法,可廉价生产纳米金属粉与陶瓷粉。它采用球磨机来激活化学反应,使形成极细的纳米金属或化合物晶粒,再分离与提取微细晶粒。例如机械研磨FeCl3,由钠、钙或铝将其还原为铁与氯化物的混合物。用适当洗涤法去除氯化物后,便可得到纳米铁颗粒。 这一方法可成功生产10～20nm的粉末,化学纯度高,表面氧化物低于10%～15%。也可生产氧化物粉末,粒度小于5nm。潜在高技术应用:切削工具、先进陶瓷、高密度磁记录介质、磁流体、催化剂等。
1粉末冶金的特点： 粉末冶金在技术上和经济上具有一系列的特点。 从制取材料方面来看，粉末冶金方法能生产具有特殊性能的结构材料、功能材料和复合材料。(1)粉末冶金方法能生产普通熔炼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； 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； 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； 2)生产难熔金属材料和制品，一般要依靠粉末冶金法； 从制造机械零件方面来看，粉末冶金法制造的机械零件时一种少切削、无切削的新工艺，可以大量减少机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。 总之，粉末冶金法既是一种能生产具有特殊性能材料的技术，又是一种制造廉价优质机械零件的工艺。 2粉末冶金的工艺过程 （1）生产粉末。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。 （2）压制成型。粉末在500~600MPa压力下，压成所需形状。 （3）烧结。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。 （4）后处理。一般情况下，烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。 现代粉末冶金的主要工艺过程 生产粉末 制坯 烧结 3、粉末冶金发展中的三个重要标志： 第一是克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸过程中产生的困难 第二是本世纪30年代用粉末冶金方法制取多孔含油轴承取得成功 第三是向更高级的新材料新工艺发展。 4、怎样理解“粉末冶金技术既古老又年轻”？ 粉末冶金是一项新兴技术，但也是一项古老技术。根据考古学资料，远在纪元前3000年左右，埃及人就在一种风箱中用碳还原氧化铁得到海绵铁，经高温锻造制成致密块，再锤打成铁的器件。3世纪时，印度的铁匠用此种方法制造了“德里柱”，重达6.5t。19世纪初，相继在俄罗斯和英国出现将铂粉经冷压、烧结，再进行热锻得致密铂，并加工成铂制品的工艺·19世纪50年代出现了铂的熔炼法后，这种粉末冶金工艺便停止应用，但它对现代粉末冶金工艺打下了良好的基础。 直到1909年库利奇(W. D. Coolidge)的电灯钨丝问世后，粉末冶金才得到了迅速的发展。 5、粉末冶金在现代工业中的应用情况 高性能结构材料、金属陶瓷、超导材料、非晶态材料、纳米材料、复合材料、多孔材料 粉末冶金在解决材料领域问题的范围是很广泛的。就材料成分而言，有铁基粉末冶金、有色金属粉末冶金、稀有金属粉末冶金等。就材料性能而言，既有多孔材料，又有致密材料；既有硬质材料，又有很软的材料，既有重合金，
粉末冶金的原理 粉末冶金是一种利用金属及其合金的可塑性和高活性的特点，通过粉末的制备、成型和烧结等工艺，制造出具有特定形状和性能的金属制品的方法。 粉末冶金的基本原理是将金属原料熔化后急速凝固形成细小的颗粒，再经过后续的粉末处理工艺，最终使颗粒状金属粉末具有特定的物理、化学和结构性能。具体的工艺流程包括原料的选择和处理、粉末的制备、成型和烧结。 原料的选择和处理是粉末冶金的关键步骤之一。适当选择合适的金属粉末原料是保证成品性能的关键。通常，金属原料的选择要考虑其物理性质、化学性质及可塑性等因素。为提高冶金反应的活性和金属粉末的可塑性，常常需要对原料进行预处理，如氧化还原处理、合金化处理等。 粉末的制备是将金属原料加工成颗粒状金属粉末的过程。目前常用的粉末制备方法主要有气雾化法、溶剂法、机械研磨法等。其中，气雾化法是一种常见的制备方法，它通过高压气流将金属熔化后迅速喷雾成粉末。这样可以得到细小均匀的金属颗粒。 成型是将金属粉末按照所需形状装入一定模具中，并施加一定压力，使金属粉末紧密结合成形状固定的坯体。常用的成型方法包括压制成型、注塑成型、挤压成型等。通过成型，可以得到具有所需形状的零部件或半成品。 最后，经过成型的金属粉末坯体还需要进行烧结，即在一定温
度下对金属粉末进行加热处理，使其颗粒之间发生结晶和扩散，相互融合并形成坚固的金属材料。烧结可以通过自发热烧结、辅助烧结等方法来实现。烧结过程中，金属粉末之间的氧化物和杂质也会在高温下被还原和挥发。 通过以上的处理工艺，粉末冶金可以制备出具有复杂形状、高强度、良好磨损性能和耐磨性能的金属制品。由于粉末冶金具有成本低、能耗少、无需后加工等优势，因此在汽车、航空航天、工具等领域得到广泛应用。
绪论 粉末冶金：是冶金学的一种，是制取金属粉末，采用成形和烧结工艺将金属粉末〔添加或不添加外金属粉末〕制成材料和制品的一项工艺技术。 粉末冶金的特点： 优：1.能生产其他方法无法生产成很难生产的材料和制品：Cu-W合金〔假合金〕〔Cu、W完全不互熔、电触头、发汗材料〕；2，能够产生具有特殊性能的产品，性能优越：多孔含油轴承；3.粉末冶金是一种少切削甚至不切削的工艺：生产φ45齿轮。 缺：1.只适合大规模的生产，否那么不经济；2.在制取形状复杂、尺寸大的产品时受到限制。 第一章 制粉法的分类：机械法(涡旋法，捣磨法，球磨法，切割磨法，超细粉碎法，雾化法)和物理化学法(冷凝法，热分解法，复原法，沉淀法，置换法，电解法，合金分解法，有机溶媒法)。复原过程的根本原理和复原剂的选择(课本第9页)。 金属氧化物复原的动力学(见课本第15页)。 多项反响的机理 (1)“吸附—自动催化〞理论 第一步：吸附—气体复原剂分子被金属氧化物吸附。 第二步：反响—被吸附的复原剂分子固体氧化物中的氧相互作用并产生新相。 第三步：解吸—反响的气体产物从固体外表上解吸 MeO(固) + X(气) = MeX(固)·X(吸附) + Me(固)·X(吸附) = Me(固)·XO(吸附) + Me(固)·XO(吸附) = Me(固)+XO(气) = MeO(固) + X(气) = Me(固)+XO(气) 扩散到MeO的外表〔复原剂氧化物通过产物层扩散〕 〔2〕反响速度与时间关系曲线〔见课本23页〕 碳复原法制取铁粉的本质 影响复原过程和铁粉质量的因素 〔1〕原料 a 原料中杂质的影响； b 原料粒度的影响 〔2〕固体碳复原剂 a 固体碳复原剂类型的影响； b 固体碳复原剂用量的影响〕 〔3〕复原工艺条件 a 复原温度和复原时间的影响； b 料层厚度的影响； c 复原罐密封程度的影响 〔4〕添加剂 a 参加一定的固体碳的影响； b 返回料的影响； c 引入气体复原剂的影响； d 碱金属盐的影响 〔5〕海绵铁的处理 退火的目的：1.提高铁粉纯度；2.消除加工硬化；3.防止粉末自燃 影响固体碳复原铁鳞的主要因素 〔1〕原料
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、烧结及后解决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经常叫金属陶瓷法。 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。 固态物质按分散限度不同分为致密体、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：粒径介于两者之间。 1. 粉末的化学成分 重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”来表达，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）所占的比例。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
金属粉末注射成型 一( 金属粉末注射成型的概念和原理 粉末冶金不仅是一种材料制造技术, 而且其本身包含着材料的加工和处理, 它以少无切削的特点越来越受到重视, 并逐步形成了自身的材料制备工艺理论和材料性能理论的完整体系。现代粉末冶金技术不仅保持和大大发展了其原有的传统特点(如少无切削、少无偏析、均匀细晶、低耗、节能、节材、金属,非金属及金属高分子复合等) , 而且已发展成为制取各种高性能结构材料、特种功能材料和极限条件下工作材料、各种形状复杂的异型件的有效途径。近年来, 粉末冶金技术最引人注目的进展, 莫过于粉末注射成型(MIM )迅速实现产业化, 并取得突破性进展。[1] 金属注射成型,Metal Injection Molding,,简称MIM～是传统的粉末冶金工艺 与塑料成型工艺相结合的新工艺～是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科交叉的产物,是粉末冶金和精密陶瓷成型加工领域中的新技术～利用模具可注射成型, 快速制造高密度、高精度、复杂形状的结构零件, 能够快速准确地将设计思想转变为为具有一定结构、功能特性的制品, 并可直接批量生产出零件,是制造技术行业一次新的变革[2]。 其注射机理为:通过注射机将金属粉末与粘接剂的混合物以一定的温度～速度 和压力注人充满模腔～经冷却定型出模得到一定形状、尺寸的预制件～再脱出预制件中的粘接剂并进行烧结～可得到具有一定机械性能的制件。其成型工艺工艺流程如下:金属粉末～有机粘接剂?混料?成型?脱脂?烧结?后处理?成品。 二(金属粉末注射成型的工艺流程[3] 2.1金属粉末的选择 首先根据产品的技术要求和使用条件选择粉末的种类～然后决定粉末颗粒尺寸。金属粉末注射成型所用的粉末颗粒尺寸一般在0.5，20μ,,从理论上讲～粉末
粉末成型方法 简介 粉末成型方法是一种常用的制造工艺，用于将金属、陶瓷等材料的粉末通过压制和烧结等工艺形成所需的零件或产品。这种方法具有高效、灵活、经济等优点，被广泛应用于各个领域，如汽车制造、电子设备、航空航天等。 本文将详细介绍粉末成型方法的原理、步骤和应用，并对其优缺点进行分析。 原理 粉末成型方法基于粉末冶金原理，通过对粉末进行压制和烧结等处理，使其形成所需形状和性能的零件或产品。其原理可以概括为以下几个方面： 1.粉末选择：根据所需产品的材料特性和性能要求，选择合适的金属、陶瓷等 材料的粉末作为原料。 2.混合：将选定的粉末进行混合，以保证成品的均匀性和一致性。 3.压制：使用压力机将混合后的粉末放入模具中，并施加一定压力进行压制。 通过压制，粉末颗粒之间的接触面增加，形成初步的绿体。 4.烧结：将压制后的绿体进行烧结处理，使其在高温下发生结合和致密化。烧 结过程中，粉末颗粒之间发生扩散和晶粒长大，从而形成具有一定强度和密度的成品。 5.后处理：根据产品要求进行表面处理、加工等后续工艺，以得到最终的零件 或产品。 步骤 粉末成型方法一般包括以下几个步骤： 1.原料准备：选择合适的金属、陶瓷等材料的粉末作为原料，并根据需要进行 混合、筛选等处理。 2.压制：将混合后的粉末放入模具中，并使用压力机施加一定压力进行压制。 压制过程中要控制好压力和时间，以确保绿体的均匀性和致密性。 3.烧结：将压制后的绿体放入高温炉中进行烧结处理。烧结温度和时间根据原 料性质和产品要求进行选择，以确保绿体能够完全结合和致密化。 4.后处理：根据产品要求进行表面处理、加工等后续工艺，如研磨、抛光、镀 层等，以得到最终的零件或产品。
回弹测试的原理 回弹测试是一种常用的测试方法，用于评估材料的力学性能，尤其是弹性力学性能。它可以确定材料受力后的变形程度和恢复程度，从而分析材料的回弹性能。回弹测试主要通过测量材料在加载和卸载过程中的力学参数来评估材料的回弹 性能。 回弹测试的原理基于物体在受力后发生弹性变形的特性。当物体受到外力作用时，其内部的分子结构会发生变化，导致物体的形状和大小发生变化。在物体受到外力后，如果该物体的内部结构具有回弹性，物体在外力消失时能够恢复到原始形状和大小。回弹性是材料本身所具有的一种性质，这种性质能够使物体在受力后能够恢复到原始状态。 回弹测试通常使用回弹仪进行。回弹仪主要由一个落锤和一个测试台组成。在测试过程中，落锤从一定高度自由落下并撞击测试物体。撞击后，测试物体会发生弹性变形，并产生一个反弹力。这个反弹力会使落锤向上弹起，并重新达到一定高度。根据落锤弹起的高度和撞击前的高度差，可以计算出测试物体的回弹高度。回弹高度越大，说明材料的回弹性能越好。 在具体的实验中，回弹仪通常采用指定的测试标准，如ASTM E18、GB/T 222等。测试之前，需要根据所选的标准进行仪器校准和样品准备。在测试过程中，测试样品应放置在坚硬平整的测试台上，以保证测试的准确性和可靠性。此外，为了确保测试的可重复性和可比性，每个样品的测试应重复多次，并取平均值进
行统计分析。 回弹测试的结果可以通过不同的参数进行评估，如回弹比例、回弹能量、回弹指数等。回弹比例是指撞击后回弹高度与撞击前高度的比值，用于表示材料的回弹性能。回弹能量是指材料所储存的能量在撞击后回弹的能量，用于表示材料的回弹能力。回弹指数是回弹比例的对数形式，用以描述回弹率的绝对不同。这些参数可以帮助评估和比较不同材料的回弹性能，从而选择合适的材料应用于特定的工程项目。 总之，回弹测试是一种常用的测试方法，通过测量材料在加载和卸载过程中的力学参数来评估材料的回弹性能。其原理基于物体受力后发生弹性变形的特性。回弹测试结果可以通过回弹比例、回弹能量、回弹指数等参数进行评估和比较。这些测试结果对于材料的选择和应用具有重要的指导作用。
回弹仪测量中碳化原理 回弹仪是一种常用于测量硬度的仪器，广泛应用于材料科学、建筑工程、金属加工等领域。在回弹仪测量中碳化的原理主要涉及到弹性形变和回弹两个关键过程。以下是关于回弹仪测量中碳化原理的详细介绍。 1. 弹性形变的基本原理 回弹仪测量中碳化的基本原理之一是材料的弹性形变。当一块材料受到外力作用时，会发生弹性形变，即在受力作用下发生形状变化，当外力消失时，材料会恢复到原来的形状。这种弹性形变的大小与材料的硬度密切相关，硬度越大，材料的弹性形变越小。 2. 回弹的原理 回弹是指在受到外力形变后，材料在外力消失后迅速恢复原状的现象。回弹仪通过测量这种恢复的程度来间接反映材料的硬度。测量原理基于胡克定律，即弹簧所受的弹性形变与受力成正比。当一定质量的小锤从一定高度自由落下时，它会受到材料表面的阻力，产生弹性形变，然后弹起。通过测量弹起高度的变化，可以得出材料的硬度。 3. 硬度与回弹高度的关系 硬度与回弹高度之间存在着一定的关系。在回弹仪的测量中，通常使用一个标准试样与待测材料进行比较。通过标准试样的回弹高度与已
知硬度的材料相对应，建立起硬度与回弹高度的关系曲线。然后，通过测量待测材料的回弹高度，可以根据曲线得出其硬度值。 4. 影响回弹的因素 在回弹仪测量中，有一些因素可能会影响测量结果，需要注意：•试样表面状态：试样表面的平整度和光洁度会影响回弹高度的测量，不同的表面状态可能导致不同的测量结果。 •试样材料的弹性模量：不同材料的弹性模量不同，可能导致相同的形变产生不同的回弹高度，因此在比较不同材料时，需要 考虑其弹性模量。 •试样温度：温度对材料的硬度和弹性形变有一定影响，因此需要在合适的温度范围内进行测量。 •试样几何形状：试样的几何形状对回弹高度的测量也有影响，因此需要选择适当的试样形状和尺寸。 综上所述，回弹仪测量中碳化的原理涉及到弹性形变和回弹两个关键过程，通过测量材料回弹高度来间接反映其硬度。建立硬度与回弹高度的关系曲线，可以在实际工程和科研中为材料性能的评估提供重要依据。
回弹补偿的原理 回弹补偿是指在控制系统中采取一定策略来消除或减小物理系统造成的回弹现象。在实际的控制系统应用中，回弹补偿是一项重要的技术，它可以提高控制系统的性能和稳定性。下面将从回弹现象的原因、回弹补偿的作用机制和常用的回弹补偿方法进行详细的阐述。 首先，回弹现象的原因是由于物理系统的惯性和滞后特性造成的。在实际的物理系统中，由于系统本身的惯性和滞后特性，当输入信号发生变化时，物理系统的输出信号并不会立即跟随变化，而是有一定的滞后和惯性表现出来。这种滞后和惯性现象导致系统的输出信号在输入信号变化后会出现一定程度的震荡、波动或者超调现象，即回弹现象。 回弹现象会给控制系统带来不稳定性和性能下降的问题，因此需要采取一定的补偿措施来消除或减小回弹现象。回弹补偿的作用机制主要包括两个方面：一是通过减小系统的惯性和滞后特性来降低回弹现象；二是通过引入额外的控制环节来实现对系统输出信号的调整和修正。 在控制系统中，常用的回弹补偿方法有以下几种： 1.比例积分（PI）控制器：PI控制器是最常用的回弹补偿方法之一。它通过引入积分项来消除系统的滞后特性，从而减小回弹现象。比例项可以根据系统的特性来调整，并且通过使用积分项可以进一步消除误差。PI控制器通常用于对速度、
位置和温度等变量进行控制。 2.比例积分微分（PID）控制器：PID控制器在PI控制器的基础上增加了微分项，可以更好地抑制系统的惯性特性，进一步减小回弹现象。通过对系统的积分项和微分项进行调整，可以达到更好的控制效果。 3.自适应控制：自适应控制是一种基于系统反馈信息的控制方法，它通过实时地调整控制器的参数来适应不同的系统工作状态。自适应控制可以根据系统的反馈信号实时地修正控制器的参数，从而实现对回弹现象的补偿。 4.模糊控制：模糊控制是一种基于模糊逻辑原理的控制方法，在控制系统中应用广泛。模糊控制通过建立模糊推理规则和模糊控制器的输入输出关系来实现对系统的控制。模糊控制器可以根据系统的工作状态实时地调整输出信号，从而实现对回弹现象的补偿。 综上所述，回弹补偿是一种可以提高控制系统性能和稳定性的重要技术。通过合理地选择回弹补偿方法，并根据系统的工作状态进行参数调整，可以有效地消除或减小回弹现象，提高控制系统的响应速度和稳定性。在实际的控制系统应用中，需要根据具体的系统特性和控制要求，选择合适的回弹补偿方法，并进行系统的调试和优化，以达到理想的控制效果。
__________________________________________________ 粉末冶金成形体裂纹产生的常见原因 简介 潜在出现的裂纹已经被视为具有巨大影响,并且经常成为生产复杂形状的零件时,粉末冶金技术应用方面的限制因素.在一项行业范围的调查中,消除或者是控制裂纹被认为是第二重要的优先研究课题.首要课题即是整体提升机械性能.这一点值得注意,但是,对于行业被调查对象来说,提升材料性能所得到的益处仅比解决裂纹问题的重量性略高. 粉末冶金零件的裂纹主要发生在烧结工序之前的成形压制过程或加工.尽管裂纹可能要在烧结之后才会变得明显,但是裂纹产生的根本原因极可能是烧结之前颗粒间粘结比较差.烧结时引起的应力可能会“打开”裂纹,但是这极有可能已经产生烧结之前的加工步聚.极少有例子表明不正确的产品设计可能导致烧结时较高的应力水平,为此应力水平可能会超过零件的强度从而导致机械失效.这种情况发生相对较少,并且并非认为是本项目中研究的任何裂纹产生的条件.因此,本文将讨论的裂纹是产生于烧结之前.烧结缺陷例如起泡或开裂并不认为是与裂纹这种缺陷同一等级的,所以本文并不涉及. 如果粉末冶金零件在理想条件下成型,那么致密化过程将会是双向的.对称的和同步的.但实际上,使用常规模具系统要达到这种效果是几乎不可能的.举例来说,在脱模阶段,上冲退出的同时,施加在成形体上的轴向压力减少.所有的模具受到的是零件相对应段相同的载荷,并且在卸压时承受回弹,成形体受到的也是相同的载荷.回弹很小,但是不能忽略不计,并且由于模具和成形体都尝试达到平衡状态,从而产生的是非均一性的应力条件.中模避免达到其非变形构型,因为成形体这个时候还在并且正在抵抗径向上的弹性应力.当产品从中模模腔脱出时,有必要或者由下冲施加一个向上的轴向力,或者中模向下运动,这种运动可以由一个存在于脱模开始时的径向压力的线性函数表示,当成形体退出中模模腔 ,条件也是差异很大,因为仅仅存在于模腔内的产品的一部分承受着径向的压力.最初的模具构造和磨损也会影响压力和应力条件,因为双向的,对称的和同步的致密化过程是不可能的,所以需要注意机械失效的条件. 成形体生胚强度 成形的一个主要目标是要获得成形体设计形状和尺寸的同时,