《粉末冶金原理》复习题教案资料
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粉末冶金培训资料粉末冶金是一种先进的加工技术,其特点是利用粉末材料直接制造成零件或制品。
由于其制造过程不需要熔化和冷凝,因此可以实现高纯度和均匀性的材料制备,从而提高材料的性能和品质。
粉末冶金的应用领域包括汽车、航空航天、电子、机械等多个行业,具有广阔的市场前景。
为了能够更好地掌握粉末冶金技术,培训资料的准备至关重要。
首先,了解粉末冶金的基本概念和原理是非常必要的。
粉末冶金是一种通过粉末材料的压制和烧结来制造零件或制品的方法。
其核心原理是将金属或非金属粉末按一定比例混合,并通过冷压或热压的方式将其压制成形,然后在高温下进行烧结,使粉末颗粒间发生结合,最终形成致密的零件或制品。
在整个过程中,粉末冶金不需要熔化金属,因此可以保持材料的高纯度。
其次,对于粉末冶金材料的性能和特点进行深入了解也是必不可少的。
粉末冶金制造的零件或制品具有高纯度、均匀性好、尺寸复杂等特点。
与传统的金属加工方法相比,粉末冶金可以制造出更复杂的形状,同时还可以用于制备高性能的金属材料,如高温合金、硬质合金等。
此外,由于粉末冶金不需要进行熔融处理,所以可以节约能源和原材料,有利于环境保护。
对于粉末冶金加工过程的基本流程和设备,需要详细了解。
粉末冶金加工过程主要包括粉末制备、粉末混合、成型和烧结等几个环节。
首先是粉末制备,根据材料的要求选择合适的方法进行制备,如球磨法、气相法、电化学法等。
然后是粉末混合,将不同的粉末按照一定的比例混合均匀,通常采用干法或湿法进行。
接下来是成型,通过冷压或热压的方式将粉末压制成形,常用的成型方法有压铸、注射成形、压制等。
最后是烧结,将压制成形的粉末在高温下进行加热处理,使粉末颗粒结合成致密的零件或制品。
在粉末冶金过程中,需要注意一些关键因素和技术细节。
首先是粉末的选择和处理,不同的粉末材料有不同的性质和特点,因此需要根据零件或制品的要求选择合适的粉末,并对其进行必要的处理,如除杂、粒度控制等。
其次是成型的工艺参数控制,这包括压力、温度、保压时间等方面,对于不同的粉末材料和形状复杂度,需要进行合理的参数选择和控制。
专业课原理概述部分一、选择题(每题1分,共5分)1. 下列哪种方法不属于粉末冶金的基本工序?A. 制粉B. 成型C. 焊接D. 烧结A. 物理法B. 化学法C. 机械法D. 生物法A. 粉末颗粒间的粘结B. 孔隙度的降低C. 材料体积的膨胀D. 密度的提高4. 下列哪种粉末冶金产品不适合采用注射成型技术?A. 微型齿轮B. 复杂形状零件C. 大型结构件D. 精密仪器零件A. 蜡B. 纤维素C. 硼酸D. 铝合金二、判断题(每题1分,共5分)1. 粉末冶金工艺可以生产出任意复杂形状的零件。
()2. 粉末冶金过程中,烧结是唯一使材料致密化的步骤。
()3. 粉末冶金制品的力学性能一定低于相同成分的铸件。
()4. 粉末冶金技术在航空航天领域有广泛应用。
()5. 粉末冶金工艺中,制粉是一个步骤。
()三、填空题(每题1分,共5分)1. 粉末冶金的基本工序包括____、____、____。
2. 常用的金属粉末制备方法有____、____、____。
3. 粉末冶金烧结过程中,会发生____、____、____等现象。
4. 粉末冶金成型方法主要有____、____、____等。
5. 粉末冶金制品具有____、____、____等优点。
四、简答题(每题2分,共10分)1. 简述粉末冶金的基本原理。
2. 什么是粉末冶金注射成型?它有哪些优点?3. 粉末冶金烧结过程中,影响材料性能的主要因素有哪些?4. 简述粉末冶金在航空航天领域的应用。
五、应用题(每题2分,共10分)1. 某一粉末冶金制品的原料为铁粉和铜粉,试分析其烧结过程中可能发生的化学反应。
2. 请设计一种粉末冶金工艺流程,用于生产微型齿轮。
3. 某粉末冶金制品在烧结过程中出现开裂现象,请分析可能的原因并给出解决措施。
4. 如何通过粉末冶金工艺提高制品的致密度?5. 论述粉末冶金在新能源汽车领域的应用前景。
六、分析题(每题5分,共10分)1. 分析粉末冶金制品在制备过程中可能出现的缺陷及其产生原因,并提出相应的解决措施。
粉末冶金复习重点1.粉末冶金的定义:粉末冶金是制取金属粉末,以及采用成形和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)制成制品的工艺技术。
也称金属陶瓷法。
P12.金属粉末的制备方法分为机械法和物理化学法;雾化法为另一类制取粉末的方法。
P63.雾化法的定义:是将液体金属或合金直接破碎成为细小的液滴,其大小一般小于150um,而成为粉末。
P164.二流雾化的定义:借助高压水流或气流的冲击来破碎液流,也称水雾化或气雾化。
P165.影响二流雾化法性能的因素:雾化介质,金属液流的特性,雾化装置的结构特征等。
P246.还原法:20分计算题,P33页。
7.气相沉积法的方式:(1)金属蒸气冷凝:主要用于制取具有大的蒸气压的金属(如锌、镉等)粉末。
由于这些金属的特点是具有较低的熔点和较高的挥发性。
如果将这些金属蒸气在冷却面上冷凝下来,便可形成很细的球形粉末;(2)羰基物热离解;(3)气相还原,包括气相氢还原和气相金属热还原;(4)化学气相沉积。
P45、468.液相沉淀法制取复合粉末的方案:(1)使基体金属和弥散金属盐或氢氧化物的某种溶液中同时析出达到均与分布,然后经过干燥、分解、还原过程以得到基体金属和弥散相的复合粉末;(2)将弥散相制成最终粒度,然后悬浮在含基体金属的水溶液中作为沉淀结晶。
P49、509.粉末体:简称粉末,室友大量颗粒之间的空隙所构成的集合体。
P57 10.粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒;单颗粒以某种形式集聚就构成二次颗粒;其中的原始颗粒就称为一次颗粒。
P5711.氢损测定:是将金属粉末的试样在纯氢气流中煅烧足够长的时间,粉末中的氧被还原生成水蒸气,某些元素与氢生成挥发性化合物,与挥发性金属一同排除,测得试样粉末的质量损失称为氢损。
P62%100⨯--=CA B A 氢损值 式中 A ——粉末试样加烧舟的质量B ——氢中煅烧后残留物加烧舟的质量C ——烧舟质量12.酸不溶物法:粉末试样用某种无机酸溶解,将不溶物沉淀并过滤出来,煅烧后称重,再按下式计算酸不溶物含量。
第一章粉末的制取一.粉末制取的方法:机械粉碎法、雾化法、还原法、气相沉积法、液相沉积法、电解法、水热法、纳米及超细粉末的制备技术二.机械粉碎法●固态金属的机械粉碎既可以是一种独立的制粉方法,又可以是其他方法的补充。
●机械粉碎是靠压碎、击碎和磨削等作用,将块状金属、合金或化合物机械地粉碎为粉末的。
●物料最终的粉碎程度:粗碎、细碎✓压碎:碾碎、辊轧、鄂式破碎✓击碎:锤磨✓击碎和磨削多方面作用:球磨、棒磨等机械研磨比较适用于脆性材料,涡旋研磨、冷气流粉碎多用于制取塑性金属或合金的粉末。
1.机械研磨法●研磨的任务(作用)包括:减小或增大粉末粒度;合金化;固态混料;改善、转变或改变材料的性能等。
●研磨后的金属粉末会有加工硬化、形状不规则以及出现流动性变坏和团块等特征。
(1)研磨规律●研磨是粉末冶金工艺中耗时最长、生产效率最低的一个工序。
研磨过程中作用在颗粒材料上的力:冲击、磨耗、剪切以及压缩✓冲击:是一个颗粒体被另一个颗粒体瞬时撞击,这时,两个颗粒体可能都在运动,或者一个颗粒体是静止的。
✓磨耗:由于两物体间的摩擦作用产生磨损碎屑或颗粒。
(较脆弱材料和耐磨性极低的材料)✓剪切:用切断法将颗粒断裂成单个颗粒,而同时产生很少的细屑。
压缩:缓慢施加压力于颗粒体上,压碎或挤压颗粒材料。
(2)影响球磨的因素●决定因素:装料比、球磨筒尺寸、球磨机转速、研磨时间、球磨体与被研磨物料的比例、研磨介质、球体直径等。
●球磨筒尺寸的影响:球筒直径D与长度L之比D/L:D/L>3 硬而脆的材料D/L<3 塑性材料2.介质的影响:物料除可以在空气介质中干磨外,还可以在液体介质中进行湿磨。
✓液体介质:水、酒精、汽油、丙酮等。
✓湿磨的特点:①可减少金属的氧化;②防止金属颗粒的再聚集长大;③减少物料的成分偏析;④防止粉末飞扬,改善劳动环境;⑤湿磨会增加辅助工序,如过滤、干燥等。
3.球体大小对物料的粉碎有很大的影响。
一般是把大小不同的球配合使用。
粉末冶金复习题?填空:??1.粉末冶金是用?(金属粉末货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.从制粉过程的实质来分,现有制粉方法可归纳为(物理化学法)和(机械法)。
机械法是将原材料机械地粉碎,而?(化学成分)基本上不发生变化的工艺过程;物理化学法是借助(化学的)或(物理)的作用,改变原材料的(化学成分)或(聚集状态)而获得粉末的工艺过程。
?3.通常把固态物质按分散程度不同分成(致密体)、(粉末体)和(胶体)三类;〔1〕,即大小在1mm以上的称为(致密体),0.1μm以下的称为(胶体),而介于二者的称为(粉末体)。
?4.粉末冶金工艺过程包括(制粉)工序,(成形)工序和(烧结)工序。
?5.粉末冶金成形前的预处理包括(粉末退火)、(筛分)、(混合)、(制粒)、和(加润滑剂)等。
?6.粉末特殊成形方法有(等静压成形)、(连续成形)、(无压成形)、(注射成形)、(高能成形)等。
?7.粉末的等温烧结过程,按时间大致可以划分为三个界限(1)(粘结阶段)(2)(烧结颈长大阶段)(3)(闭孔隙球化和缩小阶段)。
?8.通常按烧结过程有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类分为(单元系烧结)、(多元系固相烧结)、(多元系液相烧结)。
?9.常用的粉末冶金锻造方法有(粉末热锻)和(粉末冷锻);而粉末热锻又分为(粉末锻造)、(烧结锻造)和(锻造烧结)三种。
?10.粉末冶金复合材料的强化手段包括(弥散强化)、(颗粒强化)和(纤维强化)。
?11.粉末是颗粒与颗粒间的空隙所组成的分散体系,因此研究粉末体时,应分别研究属于(单颗粒)、(粉末体)及(粉末体的孔隙)等的性质。
?12.粉末在压制过程中,粉末的变形包括(弹性变形)、(塑性变形)和(脆性变形)。
?13.通常等静压按其特性分成(冷等静压)和(热等静压)。
?14.?烧结过程有自动发生的趋势。
从热力学的观点看,粉末烧结是(系统自由能减小)的过程,即烧结体相对于粉末体在一定条件下处于(能量较低)状态。
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;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。
粉末冶金原理期末复习题库一、选择题1. 粉末冶金是一种通过粉末压制和烧结来制造材料或零件的技术,以下哪项不是粉末冶金的特点?A. 高密度B. 可制造复杂形状C. 无需锻造D. 材料浪费少2. 粉末冶金中,粉末的粒度对材料的哪些性质有影响?A. 烧结温度B. 机械性能C. 粉末流动性D. 所有以上3. 在粉末冶金中,烧结温度的高低会影响以下哪些因素?A. 材料的孔隙率B. 材料的强度C. 材料的硬度D. 所有以上4. 粉末冶金中的粉末制备方法包括哪些?A. 机械粉碎B. 化学气相沉积C. 电解D. 所有以上5. 粉末冶金中,哪种烧结方式可以制造出接近全密度的材料?A. 常压烧结B. 热压烧结C. 冷压烧结D. 真空烧结二、填空题6. 粉末冶金中,________是指粉末颗粒之间的结合力。
7. 粉末冶金材料的孔隙率可以通过________来降低。
8. 粉末冶金中,________是指粉末颗粒在压制过程中的重新排列和变形。
9. 粉末冶金制品的机械性能可以通过________来提高。
10. 粉末冶金中,________是指在粉末颗粒之间形成金属键的过程。
三、简答题11. 简述粉末冶金在工业应用中的优势。
12. 解释粉末冶金中的“粉末流动性”及其重要性。
13. 描述粉末冶金中烧结过程的基本原理。
14. 粉末冶金中如何通过控制烧结条件来获得所需的材料性能?15. 粉末冶金制品在哪些领域有广泛的应用?四、计算题16. 假设有一批粉末冶金材料,其原始密度为ρ0,烧结后密度为ρ1,烧结温度为T,试计算烧结后材料的孔隙率。
17. 如果粉末冶金材料的原始粉末粒度为d0,经过压制后粒度变为d1,试计算压制过程中粉末颗粒的变形率。
五、论述题18. 论述粉末冶金技术在航空航天领域的应用及其重要性。
19. 分析粉末冶金技术在环保和可持续发展方面的优势。
20. 讨论粉末冶金技术在新材料开发中的潜力和挑战。
六、案例分析题21. 某粉末冶金工厂在生产过程中遇到了材料强度不足的问题,请分析可能的原因并提出解决方案。
粉末冶金原理试题及答案粉末冶金原理试题及答案一、名词解释:粉末加工硬化,二流雾化,假合金,二次颗粒,保护气氛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;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;不是根据相图规律构成的合金体系,假合金实际是混合物;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;为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系因入还原性气体或真空条件称为保护气氛;松装密度,成形性,粉末粒度,粉末流动性,粉末比表面积,粉末自由充满规定的容积内所具有的粉末重量成为松装密度粉末在经模压之后保持形状的能力一定质量(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50 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末比表面积。
二、分析讨论:1 、与传统加工方法比较,粉末冶金技术有何重要优缺点,试举例说明。
解 :优点:材料利用率高,加工成本较低,节省劳动率,可以获得具有特殊性能的材料或产品,缺点:由于产品中孔隙存在,与传统加工方法相比,材料性能较差例子:铜—钨假合金制造,这是用传统方法不能获得的材料;2 、气体雾化制粉过程中,有哪些因素控制粉末粒度?解 :二流之间的夹角,夹角越大,雾化介质对金属流柱的冲击作用越强,得到的粉末越细;采用液体雾化介质时,由于质量大于气体雾化介质,携带的能量大,得到的粉末越细;金属流柱直径小,获得粉末粒度小;金属温度越高,金属熔体黏度小,易于破碎,所得粉末细小;3 、分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。
解 :粉末平均粒度越小,粉末形貌越复杂,粉末颗粒之间以及粉末表面留下空隙越大,松装密度越小;粉末平均粒度越小,粉末形貌越复杂,粉末颗粒之间的运动摩擦阻力越大,流动性越差,松装密度越小。
三、分析计算:1 、经氢气还原氧化铁制备还原铁粉:FeO+H 2 =Fe+H 2 O平衡常数: LgKp=-1000/T+0.5, Kp=P H2O /P H2讨论还原温度分别为 500 o C , 600 o C , 700 o C 时,平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。
粉末冶金原理试题及答案粉末冶金原理试题及答案一、名词解释:粉末加工硬化,二流雾化,假合金,二次颗粒,保护气氛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;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;不是根据相图规律构成的合金体系,假合金实际是混合物;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;为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系因入还原性气体或真空条件称为保护气氛;松装密度,成形性,粉末粒度,粉末流动性,粉末比表面积,粉末自由充满规定的容积内所具有的粉末重量成为松装密度粉末在经模压之后保持形状的能力一定质量(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50 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末比表面积。
二、分析讨论:1 、与传统加工方法比较,粉末冶金技术有何重要优缺点,试举例说明。
解:优点:材料利用率高,加工成本较低,节省劳动率,可以获得具有特殊性能的材料或产品,缺点:由于产品中孔隙存在,与传统加工方法相比,材料性能较差例子:铜—钨假合金制造,这是用传统方法不能获得的材料;2 、气体雾化制粉过程中,有哪些因素控制粉末粒度?解:二流之间的夹角,夹角越大,雾化介质对金属流柱的冲击作用越强,得到的粉末越细;采用液体雾化介质时,由于质量大于气体雾化介质,携带的能量大,得到的粉末越细;金属流柱直径小,获得粉末粒度小;金属温度越高,金属熔体黏度小,易于破碎,所得粉末细小;3 、分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。
解:粉末平均粒度越小,粉末形貌越复杂,粉末颗粒之间以及粉末表面留下空隙越大,松装密度越小;粉末平均粒度越小,粉末形貌越复杂,粉末颗粒之间的运动摩擦阻力越大,流动性越差,松装密度越小。
三、分析计算:1 、经氢气还原氧化铁制备还原铁粉:FeO+H 2 =Fe+H 2 O平衡常数:LgKp=-1000/T+0.5, Kp=P H2O /P H2讨论还原温度分别为500 o C ,600 o C ,700 o C 时,平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。
《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。
孔隙度粉体或压坯中孔隙体积与粉体表观体积或压坯体积之比;标准筛用筛分析法测量粉末粒度时采用的一套按一定模数(根号 2 )制备的金属网筛弹性后效粉末经模压推出模腔后,由于压坯内应力驰豫,压坯尺寸增大的现象称作单轴压制在模压时,包括单向压制和双向压制,压力存在压制各向异性密度等高线粉末压坯中具有相同密度的空间连线称为等高线,等高线将压坯分成具有不同密度的区域混合混合系指将不同成分的粉末混合均匀的过程合批具有相同化学成分,不同批次生产过程得到的粉末的混合工序称为合批雾化介质雾化制粉时,用来冲击破碎金属流柱的高压液体或高压气体称为雾化介质活化能发生物理或化学反应时,形成中间络合物所需要的能量称为活化能平衡常数在某一温度、某一压力下,反应达到平衡时,生成物气体分压与反应物气体分压之比称为平衡常数闭孔隙粉末颗粒中由质体包围、且不同外界连通的孔隙比形状因子粉末颗粒面积形状因子与体积形状因子之比称为比形状因子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溶解析出物质通过固溶性质,固相物质经由固溶进入液相,形成饱和固溶体后继而析出,进行物质迁移的过程露点在标准大气压下,气氛中水蒸汽开始凝结的温度,是其中水蒸汽与氢分压比的量度烧结烧结是指粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下借助于原子迁移实现颗粒间联结的过程。
烧结驱动力烧结过程中驱使原子定向迁移的因素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团粒由单颗粒或二次颗粒依靠范德华力粘结而成的聚集颗粒活化烧结系指能降低烧结活化能,使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。
(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称为活化烧结)强化烧结是泛指能够增加烧结速率,或能够强化烧结体性能(合金化或抑制晶粒长大)的所有烧结过程碳势某一含碳量的材料在某种气氛中烧结时既不渗碳也不脱碳,以材料中的碳含量表示气氛的碳势内摩擦粉末颗粒之间的摩擦外摩擦力粉末颗粒与模具(阴模内壁、模冲、芯棒)之间的因相对运动而出现的摩擦制粒借助于聚合物的粘结作用将若干细小颗粒形成一团粒,减小团粒间的摩擦力,大幅度降低颗粒运动时的摩擦面积,增大运动单元的动力的过程拱桥效应(搭桥)颗粒间由于摩擦力的作用而相互搭架形成拱桥孔洞的现象脱模压力使压坯从模中脱出所需的压力,与坯件的弹性模量,残留应变量即弹性后效及其与模壁之间的摩擦系数直接相关温压系指粉末与模具被加热到较低温度(一般为150℃)下的刚模压制方法注射成形技术一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术,将粉末与热塑性材料均匀混合使成为具有良好流动性能(在一定温度下)的流态物质,而后把这种流态物在注射成形机上经过一定的温度和压力,注入模具内成形表面扩散球表面层原子向颈部扩散。
蒸发-凝聚表面层原子向空间蒸发,借蒸汽压差通过气相向颈部空间扩散,沉积在颈部。
体积扩散借助于空位运动,原子等向颈部迁移。
粘性流动非晶材料,在剪切应力作用下,产生粘性流动,物质向颈部迁移。
塑性流动烧结温度接近物质熔点,当颈部的拉伸应力大于物质的屈服强度时,发生塑性变形,导致物质向颈部迁移。
晶界扩散晶界为快速扩散通道。
原子沿晶界向颈部迁移。
单元系粉末烧结纯金属、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。
(单元系烧结是指纯金属或有固定化学成分的化合物或均匀固熔体在固态下的烧结,过程不出现新的组成物或新相,也不发生凝聚状态的改变(不出现液相),故也称为单相烧结)多元系固相烧结由两种以上的组元(元素、化合物、合金、固溶体)在固相线以下烧结的过程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瞬时液相烧结在烧结中、初期存在液相,后期液相消失。
烧结中初期为液相烧结,后期为固相烧结。
稳定液相烧结烧结过程始终存在液相。
熔浸多孔骨架的固相烧结和低熔点金属渗入骨架后的液相烧结过程。
前期为固相烧结,后期为液相烧结。
全致密假合金如W-Cu等。
润湿性液相对固相颗粒的表面润湿情况,由固、液相的表面张力(比表面能)γs 、γl以及两相的界面张力(界面能)γsl所决定热压又称为加热烧结,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点,经过较短时间烧结成致密而均匀的制品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水蒸气,某些元素与氢生成挥发性的化合物,与挥发性金属一同排除,测得试样粉末的相对质量损失,称为氢损。
其值可用下式表示:(A—B)/(A—C)*100%,其中A-粉末试样(5g)加烧舟质量,B-氢中煅烧后残余物加烧舟质量,C-烧舟质量蓝钨蓝钨是不掺杂钨粉和掺杂钨粉生产的原料,经煅烧仲钨酸铵而制得,是一种无确定成分的化合物,可描述为(NH4)xHyWO3水静压力等静压制中的水作用在粉末体中,粉末体受到的各个方向上相等的压力相对体积: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表示快速冷凝:将金属或合金的高温熔液快速冷却(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晶格扩散:即体积扩散,借助于空位运动(空位向球体内扩散),球内部原子等向颈部迁移一 . 填空题表面形状因子与体积形状因子比值称为比形状因子,正立方体的比形状因子等于 6 。
颗粒中或压抷中于外界相通的空隙称为连通孔隙,当烧结体中孔隙度小于7~8% ,保留的空隙主要是闭孔隙。
进行液相烧结基本条件是润湿角θ<90°,适当的溶解度,适当的液相数量。
球磨制粉是粉末破碎的方式主要有碰撞,碾磨和剪切。
热压和热等静压都是在高温中完成的压制,他们主要的差别是热压是单轴压制、压力较大、制品密度分布不均匀和热等静压是(水静力压制)球向静力压制、压力较小、制品密度基本一致。
压缩性是指粉末在压制过程中被压紧的能力,成形性是指粉末压制后压坯保持既定形状的能力,松装比重对他们影响分别是松装比重越小,压缩性越差和成形性越好;粉末粒径与形貌影响粉末松装比重。
四.问答题1.制取铁粉的方法主要有哪些?有哪些主要因素影响铁粉质量?答:制取铁粉的方法主要有还原法、雾化法、电解法。
主要影响因素:还原法:杂质含量、碳氧含量、还原温度、气氛、还原退火处理雾化法:介质压力、金属流温度、金属流表面张力及作用时间、过热度电解法:电解液组成、电解液温度、电流密度热压的致密化过程大致有三个连续的阶段:(1)快速致密化阶段——又称微流动阶段,即在热压初期发生相对滑动、破碎和塑性变形,类似于冷压成形时的颗粒重排。
此时的致密化速度较高,主要取决于粉末的粒度、颗粒形状和材料断裂强度与屈服强度(2)致密化减速阶段——以塑性流动为主要机构,类似于烧结后期的闭孔收缩阶段。
(3)趋近终极密度阶段——受扩散控制的蠕变为主要机构,此时的晶粒长大使致密化速度大大降低,达到终极密度后,致密化过程完全停止。