粉末冶金 试题
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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 )制备的金属网筛密度的区域具有相同化学成分,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。
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。
粉末冶金试题一、名词解释1、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2、比表面积:单位质量或单位体积粉末具有的表面积3、二次颗粒:4、假合金:两种或两种以上金属元素因不经形成固溶体或化合物构成合金体系通称为假合金,是一种混合物。
5、成形性:粉末在经模压之后保持形状的能力。
6、压缩性:粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性。
7、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。
8、孔隙度:粉体或压坯中孔隙体积与粉体体积或压坯体积之比;9、松装密度: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10、弹性后效:11、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12、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 )金属网筛。
13、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因入还原性气体或真空条件称为保护气氛。
14、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;15、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;16、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17、等静压制:是借助高压泵的作用把液体介质(气体或液体)压入耐高压的钢体密封容器内,高压流体的静压力直接作用在弹性模套内粉末上,使粉末体在同一时间内各个方法均匀受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯。
18、液相烧结:在具有两种或者多种组分的金属粉末或粉末压坯在液相和固相同时存在状态下进行的粉末烧结。
P13319、固相烧结:烧结过程中组元不发生融化的烧结;按其组元的多少它可分为单元系烧结和多元系烧结两类。
熔浸烧结:20、粉末粒度:21、热压烧结:22、活化烧结:23、机械法:24、物理化学法:25、烧结:二、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。
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。
粉末冶金考试题型题例一、判断题1.粉末冶金技术已经有3000年的历史了。
2.粉末冶金工艺只能生产多孔材料。
3.粉末冶金工艺只能生产金属结构材料和制品。
4.古代的海绵铁是采用还原法生产的。
5.近代粉末冶金工业发展的第二阶段出现了含油轴承制品。
6.压制成形、挤压成形、注浆成形、热压注成形都适合制备金属制品。
7.国内目前应用最广泛的制Fe粉方法是双流雾化法。
8.气雾化粉末形状一般不规则,氧含量都较高。
9.水雾化粉末形状一般近于球形,但氧含量较高。
10.水雾化法比气雾化法制备金属粉末不容易氧化。
11.Taylor筛制的分度以400目筛孔尺寸0.074mm为基准。
12.粉末粒度的累计分布曲线是一条单调下降的曲线。
13.将单位质量粉末的总表面积称为体积比表面积。
14.金属粉末的杂质含量可用酸不溶法测量。
15.圆形度是指颗粒的实际周长与颗粒相同投影面积的圆的周长之比。
16.流变极限应力与出现裂纹前的最大变形量的乘积是粉末坯料的塑性指标。
17.粉末成形制坯时都需要施加压力。
18.陶瓷粉末压制成形的压力往往高于金属粉末成形的压力。
19.粉末轧制成形带坯厚度方向上的密度通常是不均匀的。
20.注浆成形适于制造几何形状复杂的大型零件。
21.粉末挤压成形也可以将粉末包套挤压。
22.粉末挤压成形产品壁厚可以很薄。
23.烧结是粉末冶金不可缺少的一道工序。
24.表面能大于晶界能是烧结的驱动力。
25.烧结系统自由能升高是粉末烧结过程的驱动力。
26.粉末挤压成形温度高于室温时称为热挤压法。
27.有些粉末冶金工艺中没有烧结工序。
28.烧结温度比烧结时间对烧结体性能的影响大。
二、填空题1.粉末冶金工艺中粉末准备工作的主要内容有、、等。
2.粉末颗粒最大投影面积为f,则其正方形名义径可表示为。
3.粉末的工艺性能包括、、等。
4. 圆柱体压坯高径比大,采用单向压制产品密度不均匀时,改善的方法有、、等。
5. 粉末颗粒有、和等几种聚集形式。
6. 粉末压制性是和的总称。
粉末冶金复习题填空:1.粉末冶金是用 ( )作为原料,经过()和()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()和()。
机械法是将原材料机械地粉碎,而()基本上不发生变化的工艺过程;物理化学法是借助()或()的作用,改变原材料的()或()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()、()和()三类;〔1〕,即大小在1mm以上的称为(),0.1μm以下的称为(),而介于二者的称为()。
4.粉末冶金工艺过程包括()工序,()工序和()工序。
5.粉末冶金成形前的预处理包括()、()、()、()、和()等。
6.粉末特殊成形方法有()、()、()、()、()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)( )(2)()(3)()。
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()、()、()。
9.常用的粉末冶金锻造方法有()和();而粉末热锻又分为()、()和()三种。
10.粉末冶金复合材料的强化手段包括()、()和()。
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()、()及()等的性质。
12.粉末在压制过程中,粉末的变形包括()、()和()。
13.通常等静压按其特性分成()和()。
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()的过程,即烧结体相对于粉末体在一定条件下处于()状态。
15.典型的烧结机构包括()、()、()、()、()、()和()等。
16.多孔预成形坏的变形特性是研究粉末冶金锻造过程塑性理论的基础。
锻造时,与致密金属坯的塑性变形相比,多孔预成形坯具有以下()、()、()、()变形特性。
17. 一般粉末治金材料是金属和孔隙的复合体,其孔隙度范围很广,有低于l~2%残留孔隙度的(),有10%左右孔限度的(),有>15%孔隙度的(),也有高达98%孔隙度的()。
一、名词解释:(20分,每小题2分)临界转速比表面积一次颗粒离解压电化当量气相迁移颗粒密度比形状因子二、分析讨论:(25分)1 粉末冶金技术有何重要优缺点,并举例说明。
(10分)2 分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。
(10分)3、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料(5分)三、分析计算:(30分,每小题10 分)1机械研磨制备铁粉时, 将初始粒度为200微米的粉末研磨至100微米需要5个小时,问进一步将粉末粒度减少至50微米,需要多少小时提示W=g (D f a -D i a ),a=-22 在低压气体雾化制材时,直径1mm的颗粒,需要行走10米和花去4秒钟进行固化,那么在同样条件下,100卩m粒度颗粒需要多长时间固化:计算时需要作何种假设。
3、相同外径球型镍粉末沉降分析,沉降桶高度100mm,设一种为直径100微米实心颗粒,一种为有内径为60的空心粉末,求他们的在水中的沉降时间。
d 理=8.9g /cm 3 ,介质黏度n =1x10 -2 Pa • S四、问答:(25分)1 气体雾化制粉过程可分解为几个区域,每个区域的特点是什么(10分)2 熔体粘度,扩散速率,形核速率,以及固相长大速率都与过冷度相关,它们各自对雾化粉末显微结构的作用如何(15分)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(10分)松装密度,成形性,粉末粒度,粉末流动性,粉末比表面积,(10分)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。
(20分)2、气体雾化制粉过程中,有哪些因素控制粉末粒度(10分)3、分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。
(10分)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+, Kp=P H2O /P H215 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。
粉末冶金复习题1.粉末冶金概念:是用金属粉末作为原料,经过成型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.粉末冶金基本过程:第一步是制取金属粉末、合金粉末、金属化合物粉末以及包裹粉末,第二步是将原料粉末通过成型、烧结以及烧结后的处理制得成品。
3.在固态下制备粉末的方法包括:1.从固态金属与合金制取金属与合金粉末的机械粉碎法和电化腐蚀法 2.从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的有还原法,从金属和非金属粉末、金属氧化物和非金属粉末制取金属化合物的有还原–化合法。
4.在液态下制备粉末的方法包括:(1)从液态金属与合金制金属与合金粉末的雾化法;(2)从金属盐溶液置换和还原金属、合金以及包裹粉末的置换法、溶液氢还原法;(3)从金属盐溶液电解制金属与合金粉末的水溶液电解法;(4)从金属熔盐电解制金属和金属化合物粉末的熔盐电解法。
5.在气态下制备粉末的方法包括:(1)从金属蒸汽冷凝制取金属粉末的蒸汽冷凝法;(2)从气态金属羟基物离解制取金属、合金以及包裹粉末的羟基物热离解法6.碳还原法实质是加成反应碳还原法的还原次序:铁氧化物还原过程是分阶段进行的,即从高价氧化铁到低价氧化铁,最后转变成金属:Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe7.氢还原钨氧化物的基本原理WO3+0.1H2=WO2.90+0.1H2OWO2.90+0.18H2=WO2.72+0.18H2O WO2.72+0.72H2=WO2+0.72H2O WO+2H2=W+2H2O8.还原-化合法制取碳化钨粉:钨与碳形成三种碳化钨:W2C,α-WC,β-WC。
β-WC在2525~2785温度范围内存在,低于2450℃时,钨碳系只存在两种碳化物:W 2C和α-WC9(6.12%)钨粉碳化过程的总反应为W+C→WC 钨粉碳化过程只要通过与含碳气相发生反应。
9.气相沉积法用在粉末冶金中的有以下几种:1.金属蒸汽冷凝,这种方法主要用于制取具有大蒸汽压的金属粉末。
粉末冶金随堂测试您的姓名: [填空题] *_________________________________1. 下列类型的零件,不适合进行粉末冶金零件开发的是()? [单选题] *A. 轴套类B. 曲柄类C. 轴类(正确答案)D. 齿轮类2. 粉末冶金工艺的优点有哪些 *A. 材料利用率高(正确答案)B. 零件材料纯度高(正确答案)C. 材料成分配比准确(正确答案)D. 成本低廉(正确答案)E. 零件存在孔隙3. 粉末冶金含油轴承一般要经过浸油处理,处理的目的是起 *A. 热作用(正确答案)B. 冷却作用C. 泵作用(正确答案)D. 防锈4. 粉末冶金含油轴承的使用寿命一般用测试什么来衡量 [单选题] *A. 硬度B. 密度C. 含油率D. PV值(正确答案)5. 粉末冶金零件由于孔隙的存在,对于需要电镀处理的零件,在电镀之前需要进行什么处理 [单选题] *A. 浸油B. 水蒸气发黑C. 封孔(正确答案)D. 机加工6. 一般压制成型的粉末冶金零件生产时,正确的顺序是:制粉-混粉-()-()-()-() [单选题] *烧结-后处理-压制-包装压制-烧结-后处理-包装(正确答案)包装-压制-烧结-后处理包装-烧结-后处理-压制7. 杰克产品上的粉末冶金零件使用的使用的成型工艺包括 *A. 温压成型B. 压制成型(正确答案)C. 注射成型(正确答案)D. 爆炸成型E. 挤压成型8. 压制成型时,为了改善压坯密度的不均匀性,一般采取以下措施 *A. 增加压机压力B. 减小粉末与模具之间的摩擦力(正确答案)C. 采用双向压制技术(正确答案)D. 降低设计时的长径比(正确答案)9. 下列不属于粉末冶金零件后处理工艺的是 [单选题] *A. 水蒸气发黑B. 整形C. 切削加工D. 焊接E. 混粉(正确答案)10. 为什么压制成型的制粉末冶金零件的发黑工艺要使用水蒸气发黑 [单选题] *A. 节能、成本低B. 效率高C. 环保D. 孔隙的原因(正确答案)11. 下列两个零件哪个零件更适合进行粉末冶金材料开发? [单选题] *A(正确答案)B12. 就上题所选的答案,简述下为何它更适合粉末冶金材料开发的原因 [填空题] * _________________________________。
一、名词解释:( 20 分,每小题 2 分)临界转速比表面积一次颗粒离解压电化当量气相迁移颗粒密度比形状因子二、分析讨论:( 25 分)1 粉末冶金技术有何重要优缺点,并举例说明。
( 10 分)2 分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。
( 10 分)3 、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料?( 5 分)三、分析计算:( 30 分,每小题 10 分)1 机械研磨制备铁粉时,将初始粒度为 200 微米的粉末研磨至 100 微米需要 5 个小时,问进一步将粉末粒度减少至 50 微米,需要多少小时?提示 W=g ( D f a -D i a ), a=-22 在低压气体雾化制材时,直径 1mm 的颗粒,需要行走 10 米和花去 4 秒钟进行固化,那么在同样条件下,100 μ m 粒度颗粒需要多长时间固化:计算时需要作何种假设。
3 、相同外径球型镍粉末沉降分析,沉降桶高度 100mm ,设一种为直径 100 微米实心颗粒,一种为有内径为 60 的空心粉末,求他们的在水中的沉降时间。
d 理 = 8.9g /cm 3 ,介质黏度η =1x10 -2 Pa · S四、问答:( 25 分)1 气体雾化制粉过程可分解为几个区域,每个区域的特点是什么?( 10 分)2 熔体粘度,扩散速率,形核速率,以及固相长大速率都与过冷度相关,它们各自对雾化粉末显微结构的作用如何?( 15 分)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( 10 分)松装密度,成形性,粉末粒度,粉末流动性,粉末比表面积,( 10 分)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。
( 20 分)2、气体雾化制粉过程中,有哪些因素控制粉末粒度?( 10 分)3 、分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。
( 10 分)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。
18、分析烧结时形成连通孔隙和闭孔隙的条件..开孔:Ps=Pv -γ/ρPs仅是表面张应力-γ/ρ中的一部分;因为气体压力Pv与表面张应力的符号相反..当孔隙与颗粒表面连通即开孔时;Pv可取1atm;只有当烧结颈ρ长大;表面张力减小到与Pv平衡时;烧结收缩停止闭孔:Ps=Pv-2γ/rr孔:孔隙半径孔表示作用在孔隙表面使孔隙缩小的张应力..当孔隙 -2γ/r孔收缩时;气体若来不及扩散出去;形成闭孔隙..如果张应力大于气体压力Pv;孔隙继续收缩..Pv大到超出表面张力时;隔离孔隙停止收缩21、在哪些情况下需要向粉末中添加成形剂为什么a硬质粉末;由于粉末变形抗力很高;无法通过压制所产生的变形而赋予粉末坯体足够的强度;一般采用添加成形剂的方法以改善粉末成形性能;提高生坯强度;便于成形..橡胶、石蜡、PEG、PVA等..b流动性差的粉末、细粉或轻粉填充性能不好;自动成形不好;影响压件密度的均匀性..添加成形剂能适当增大粉末粒度;减小颗粒间的摩擦力..22、在粉末刚性模压制过程中;通常存在哪两种摩擦力哪种摩擦力会造成压坯密度分布而在CIP中的情况又如何性模压制过程中;通常存在外摩擦力和内摩擦力;其中外摩擦力会造成压坯密度分布不均匀;CIP中不存在外摩擦力..23、为什么作用在烧结颈表面的拉应力随着烧结过程的进行而降低σ=-γ/ρ作用在颈部的张应力指向颈外;导致烧结颈长大;孔隙体积收缩..与此同时;随着烧结过程的进行;烧结颈扩大;∣ρ∣的数值增大;烧结驱动力逐步减小..25、在制备超细晶粒YG硬质合金中;为什么通过添加铬和钒的碳化物能够控制合金中硬质相晶粒的长大铬和钒的碳化物在液态钴相中溶解度大;能降低体系的共晶温度;并且抑制剂组元偏聚WC/Co界面;抑制WC晶粒的溶解和干扰液态钴相中的W;C 原子在WC晶粒上的析出;从而阻止WC晶粒在烧结过程中的粗化..26、简述温压技术能较大幅度提高铁基粉末冶金零件密度的机理1)温压过程中;加工硬化的速度与程度降低;塑性变形充分进行;为颗粒重排提高协调性变形;2)采用新型润滑剂;降低粉末与模壁间、粉末颗粒间的摩擦;提高有效压制力;便于颗粒相互填充;有利于颗粒重排;总之;温压技术能改善主导致密化机理的塑性变形和颗粒重排;故而能较大幅度提高铁基粉末冶金零件密度..27、一个具有下图中的形状的粉末坯体;若采用整体下模冲结构会带来什么后果为什么如何改正模冲结构的设计备注:两台阶均为圆柱形..答:采用整体下模冲结构导致两台阶圆柱压坯的密度分布不均匀..密度不同的连接处就会由于应力的重新分布而产生断裂或分层..压坯密度的不均匀也将使烧结后的制品因收缩不一急剧变形而出现开裂或歪扭..故为了使具有复杂形状的横截面不同的压坯密度均匀;必须设计出不同动作的组合模冲;并且应使它们的压缩比相等..29、粉末烧结钢的晶粒为什么比普通钢细小有一汽车制造商的质检部配合开发部拟用铁基粉末冶金零件取代原机加工45钢件;对粉末冶金零件供应商按同材质提供的样件进行金相检验..质检人员发现粉末冶金件中的铁晶粒与原45钢机加工件之间有无差异为什么粉末冶金件中的铁晶粒比原45钢机加工件的晶粒细小..原因:1)粉末冶金件在烧结过程中;孔隙、夹杂物对晶界迁移的阻碍;a、孔隙的存在阻止晶界的迁移..粉末颗粒的原始边界随着烧结过程的进行一般发展成晶界..而烧结坯中的大量孔隙大都与晶界相连接;会对晶界迁移施加了阻碍作用b、粉末中的夹杂物也对晶粒长大施加一定的阻碍作用..这些夹杂物包括硅酸盐和金属的氧化物..其对晶界迁移的阻碍作用大于孔隙..因为孔隙随着烧结过程的进行可减弱或消失..而夹杂物一般难以消除若夹杂物在烧结过程中稳定时2)烧结温度低于铸造温度;因而;粉末烧结材料的晶粒一般较普通钢细小..31、某公司采用还原铁粉作主要原料制造材质为Fe-2Cu-1C的一零件;粉末中添加了0.7%的硬脂酸锌做润滑剂;在吨位为100吨的压机上成形;在压制后发现零件的压坯密度偏低..在不改变装备的情况下;该公司的技术人员最终解决了压坯密度偏低的问题..请问其可能采取了什么技术措施为什么1压制前 ;将还原铁粉进行还原退火处理..刚生产的还原铁粉有加工硬化;且氧碳含量相对较高;影响粉末压缩性..故进行还原退火;消除粉末加工硬化;减少杂质含量;降低氧碳含量;提高粉末总铁量;有利于提高粉末压缩性;进而提高压坯密度..2改善粉末流动性;提高模具的光洁度和硬度..34、液相烧结的三个基本条件是什么它们对液相烧结致密化的贡献是如何体现的三个基本条件:液相必须润湿固相颗粒、固相在液相中具有有限的溶解度、液相数量1)液相必须润湿固相颗粒;这是液相烧结得以进行的前提..液相只有具备完全或部分润湿的条件;才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界;促进致密化2)有限的溶解可改善润湿性;增加了固相物质迁移通道;加速烧结;并且颗粒表面突出部位的化学位较高产生优先溶解;通过扩散和液相流动在颗粒凹陷处析出;改善固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力;促进致密化3)在一般情况下;液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒;为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件..36、在金属粉末注射成形过程中;为什么必须采用细粉末作原料或用细粉末作原料具有哪些技术上的优越性通常采用哪两种基本的脱脂方法1)颗粒细小;比表面积大;表面能越高;能提高粉末烧结驱动力;2)颗粒细化;颗粒间的联结力提高;提高脱脂后坯体的强度;3)细颗粒阻力大;融体与粘结剂在流动中不易分离;便于混练与注射..通常采用热脱脂和溶剂脱脂..先采用溶剂脱脂在注射坯体中形成开孔隙网络;为后续热脱脂的分解产物的排出提供物质传输通道;↓分解产物可能形成的内压和造成脱脂缺陷的机会;↑脱脂速度..37、对于一多台阶的粉末冶金零件;设计压模是应注意哪两个问题1)组合模冲;2恒压缩比..在压制横截面不同的多台阶的压坯时;必须保证整个压坯内的密度相同;否则在脱模过程中;密度不同的连接处就会由于应力的重新分布而产生断裂或分层..压坯密度的不均匀也将使烧结后的制品因收缩不一急剧变形而出现开裂或歪扭..故为了使具有复杂形状的横截面不同的压坯密度均匀;必须设计出不同动作的组合模冲;并且应使它们的压缩比相等..38、表面迁移包括哪些烧结机构当烧结进行到一定程度;孔隙产生封闭后;它们起何作用1表面扩散:球表面层原子向颈部扩散..2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..孔隙产生封闭后;表面扩散只能促进孔隙表面光滑;导致孔隙球化..蒸发-凝聚也对孔隙的球化也起作用..39、分析模压时产生压坯密度分布不均匀的原因..刚模压制时;由于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力的作用;消耗有效外压;造成在压坯高度方向压力降和在压制面上的压力再分布;因此造成压坯的各处密度不均匀..42、简述在目前材料技术中获得纳米晶材料十分困难的原因..制备纳米晶材料关键是在保持块体材料呈现纳米晶结构;而又能获得全致密化..1从烧结热力学角度;纳米粉体具有极大的表面能;既为烧结过程中的全致密化提供驱动力;也为晶粒长大提供驱动力;2从烧结动力学角度;烧结动力学方程X/a m=FT.t/a m-n;由于纳米粉末颗粒的a值很小;达到相同的x/a值所需时间很短;烧结温度降低..纳米粉末具有本征的偏离平衡态的亚稳结构;热激活过程导致纳米结构不稳定..所以;获得纳米晶材料十分困难43、从烧结驱动力的角度;分析纳米粉末烧结活性极好的原因..1烧结热力学:具有巨大的表面能;为烧结过程提供很高的烧结驱动力;使烧结过程加快2烧结动力学:由烧结动力学方程X/a m=FT.t/a m-n;纳米粉末颗粒的a值很小;达到相同的x/a值所需时间很短;烧结温度降低..故纳米粉末烧结活性很高44、分析氧化铝弥散强化铜复合材料在高温如850°C具有高硬度的原因..氧化铝弥散强化铜复合材料显微结构稳定亚结构稳定;再结晶温度高:在高温下;晶内弥散质点阻碍位错亚结构中位错逃逸;并且晶界上的弥散质点阻碍晶界迁移;因此在高温下材料硬度高45、为什么在模压坯件中出现密度分布产生密度分布有什么主要危害原因:刚模压制时;由于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力的作用;消耗有效外压;造成在压坯高度方向压力降和在压制面上的压力再分布;因此造成压坯的各处密度不均匀..危害:a、不能正常实现成形;如出现分层;断裂;掉边角等;b、烧结收缩不均匀;导致变形;c、限制拱压产品的形状和高度..46、影响粉末流动性的因素有哪些如果一种粉末的流动性较差;对粉末冶金零部件的后续加工带来什么危害影响因素: a、形状复杂;表面粗糙;颗粒间的相互摩擦和咬合阻碍它们相互移动;流动性差;b、理论密度增加;比重大;流动性增加;c、粒度组成;细粉增加 ;流动性下降..危害:流动性差的粉末;压制时粉末填充模腔的均匀性差;造成压坯的各处密度不均匀;使零件不能正常实现成形;如出现分层;断裂;掉边角等;并且烧结收缩不均匀;导致变形;48、粉末压坯强度的影响因素有哪些分别以硬质合金和铁基粉末冶金零件为例;可采取哪些技术措施如何提高坯件强度 1影响因素:颗粒间的结合强度机械啮合和接触面积颗粒间的结合强度:a.颗粒表面的粗糙度 b.颗粒形状粉末颗粒形状越复杂;表面越粗糙;则粉末颗粒之间彼此啮合的越紧密;压坯强度越高..c.颗粒表面洁净程度d.压制压力:压力提高;结合强度提高与变形度有关e.颗粒的塑性与结合面积有关f.硬脂酸锌及成形剂添加与否g.高模量组份的含量:含量高;结合强度大颗粒间接触面积:即颗粒间的邻接度颗粒的显微硬度、粒度组成、压制时颗粒间的相互填充程度;进而提高接触面积;压制压力:压力大;塑性变形大;S提高;颗粒形状:复杂;结合强度提高;但S降低49、为什么说温压技术是传统模压技术的发展与延伸温压: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..a、除粉末与模具需加热以外;与常规模压几乎相同;b、温压与粉末热压完全不同;温压的加热温度远低于热压高于主要组分的再结晶温度;c、温压保持了传统模压的高效、高精度优势;而且被压制的粉末冶金零部件的尺寸精度很高;表面光洁;d、提高了铁基零部件的性能和服役可靠性;拓宽了部件的应用范围;故说温压技术是是传统模压技术的发展与延伸..50、分析在YG硬质合金生产过程中;允许合金中碳含量可在WC的化学计量附近波动原因金中碳含量可在一定范围内偏离WC的化学计量而不致引起合金强度的大幅度降低的原因WC的理论碳含量为6.12%..若化合碳的含量低于这一数值;则在硬质合金中形成脆性相-η相;若高于这一数值则会生成游离石墨..这二者都是硬质合金的结构缺陷;导致硬质合金强度的大幅度下降..但当合金中碳含量在6.05-6.2%范围内波动时;合金强度变化不大..1添加了晶粒长大抑制剂TaC、VC、Cr2C3等;以其化合物或相应氧化物粉末形式添加到W粉、碳黑混合物中2杂质元素Ca、Mg、Si等的氧化物与碳反应51、分析温度液相烧结三个条件的必要性..1液相必须润湿固相颗粒;这是液相烧结得以进行的前提否则产生反烧结现象..即烧结体系需满足方程γS=γSL+γLCOSθθ为润湿角;并且需满足的润湿条件是θ<90;2固相在液相中具有有限的溶解度..有限的溶解;可改善润湿性、增加液相的数量;并且发生马栾哥尼效应有利于液相迁移;同时增加了固相物质迁移通道;改善固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力;3液相数量:在一般情况下;液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒;为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件..同时;也可减小固相颗粒间的接触机会..53、有一铁基粉末冶金齿轮在成形后一端出现了掉边、掉角现象;请提出相应的解决这一技术问题的方法.. 成形后一端出现了掉边、掉角现象;主要是由于压坯的密度分布不均匀;导致不能正常实现成形..采用温压技术:低的脱模压力;高的压坯强度;弹性后效小;密度分布均匀.. 54、什么是弹性后效其主要影响因素有哪些当压力去除之后和将压坯脱拱之后;由于内应力作用;压坯产生的膨胀现象称为弹性后效..弹性后效的大小取决于残留应力的高低;主要影响因素:a.压制压力:压制压力高;弹性内应力高b.粉末颗粒的弹性模量:弹性模量越高;弹性后效越大c.粉末粒度组成:越合理;产生的弹性应力越小;粒度小;弹性后效大d.颗粒形状:形状复杂;弹性应力大;弹性后效大e.颗粒表面氧化f.粉末混合物的成份如石墨含量A.Fe-2Cu B、Fe-2Cu-0.8C B的弹性后效明显;因为C的模量很高55、比较活化烧结与强化烧结的异同..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同:目的相同异:途径定义57、表面迁移包括哪两种请利用双球模型图示说明..表面迁移包括: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..59、液相烧结包括哪几种形式瞬时液相烧结: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..超固相线液相烧结:液相在粉末颗粒内形成;是一种在微区范围内较普通液相烧结更为均匀的烧结过程..60、对于刚性模压制;粉末混合物中通常要添加哪两类辅助物质为什么通常要添加成形剂和润滑剂..原因:对于硬质粉末;由于粉末变形抗力很高;无法通过压制所产生的变形而赋予粉末坯体足够的强度;一般采用添加成形剂的方法以改善粉末成形性能;提高生坯强度;便于成形;2流动性差的粉末、细粉或轻粉填充性能不好;自动成形不好;影响压件密度的均匀性..添加成形剂能适当增大粉末粒度;减小颗粒间的摩擦力;3粉末颗粒与模壁间的摩擦导致压坯密度分布不均匀和影响被压制工件的表面质量;降低模具的使用寿命;故要添加润滑剂减小粉末与模壁间和粉末颗粒间的摩擦..62、现有两个分别经单向压制和双向压制的圆柱形直径为20mm;高度为25mmWC-10Co粉末坯件;请用图示比较两者之间在外形方面的差异;并分析其原因..单向压制:一端外表光滑明亮;另一端则比较暗淡;双向压制:两端都光滑明亮;中间则比较暗淡..原因:单向压制;由于外摩擦压力损失致使压坯密度分布不均匀;上端有效压制压力大、密度大;下端有效压制压力小、密度小;双向压制时;两端有效压制压力大、密度高;中间有效压制压力相对小、密度较两端低..并且压坯密度分布较单向压制的均匀..63、热等静压用模套材料包括哪三大类金属、陶瓷、玻璃64、采用钢模单向压制一根尺寸为φ50100mmYG10合金的粉末压坯;并在合适的工艺条件下烧结..请画出其最终轮廓的大致外形标出加压方向;但不必标注其具体尺寸..为什么若要得到尺寸较均一的烧结棒材;可采用什么成形技术实现答:第一种情况:第二种情况:密度分布均匀;烧结尺寸变化均匀有压制压力损失;上下端密度分布不均匀..烧结时;上层密度高收缩小;下层密度低收缩大;故上宽下窄可采用冷等静压CIP技术:消除了粉末与模套之间的外摩擦;密度分布均匀;压制压力降低..65、根据您已掌握的烧结机构;哪些对粉末压坯致密化有贡献哪些有利于孔隙球化致密化:粘性流动、体积扩散、晶界扩散、塑性流动、表面扩散烧结早期球化:表面扩散后期、蒸发-凝聚66、互不溶二元系A-B粉末烧结时必须满足什么热力学条件1互不溶系的烧结服从不等式:γAB<γA +γB;即A-B的比界面能必须小于A、B单独存在的比表面能之和;2在满足上式的前提下;如果γAB>|γA -γB|;在两组元的颗粒间形成烧结颈的同时;它们可互相靠拢至某一临界值;如果γAB<|γA -γB|;则开始时通过表面扩散;比表面能低的组元覆盖在另一组元的颗粒表面;然后同单元系烧结一样;在类似复合粉末的颗粒间形成烧结颈..不论是上述中的哪种情况;只有γAB越小;烧结的动力就越大..67、烧结气氛的两个作用是什么1保护功能:控制烧结体与环境之间的化学反应;如氧化和脱碳;2净化功能:及时带走烧结坯体中润滑剂和成形剂的分解产物..68、有一个经单向压制的铁基Fe-0.5C圆柱形粉末压坯;在氮基气氛中于1120°C烧结40分钟;请画出烧结后坯件的大致外形;简述其原因..答:原因:单向压制;由于外摩擦压力损失致使压坯密度分布不均匀;上端密度大、弹性后效大;下端密度小、弹性后效小..在烧结过程中;由于密度大的收缩小;密度小的收缩大..故出现上端宽、下端窄的形状..69、W-7Ni-3Fe;WC-Co和Fe-20Cu经液相烧结后;其中高熔点相晶粒的大致形状是什么试分析其原因..W-7Ni-3Fe重合金:W晶体以金属键和离子结合;具有一定的方向性;高能晶面优先沉积机率↑;→卵形..WC-Co合金:WC晶体以共价键和离子键结合;具有极强的方向性;析出在特定的晶面进行;→多边形..Fe-20Cu:Fe 为金属晶体;晶面能接近各向同性;各个方向上的析出时机率几乎相同;→近球形..71、在模具设计合理下;如何制造形状复杂的零部件1)采用合适粒度组成和表面较粗糙的近球形粉末——高的压坯强度2)采用温压技术:a、低的脱模压力b、高压坯密度和强度c、弹性后效小d、密度分布均匀72、HIP与HP性能比较..HIP优越a、HIP比HP密度高..HIP0.5Tm比HP0.7Tm温度低..晶粒更细小粉末高速钢..有利于制备Tm相差悬殊的层叠复合材料..压制压力更高73、巴尔申压制方程的三个基本假设是什么1将粉末体视为弹性体:运用虎克定律于压制方程2不考虑粉末的加工硬化3忽略模壁摩擦..74、分别分析单轴压制和等静压制的差别及应力特点..单轴压制和等静压制的差别在于粉体的受力状态不同;一般单轴压制在刚模中完成;等静压制则在软膜中进行;在单轴压制;由于只是在单轴方向施加外力;模壁侧压力小于压制方向受力;因此应力状态各向异性;σ1σ2=σ3导致压坯中各处密度分布不均匀;等静压制时由于应力来自各个方向;且通过水等静压力进行;各方向压力大小相等;粉体中各处应力分布均匀;σ1=σ2=σ3;因此压坯中各处的密度基本一致77、讨论固相烧结后期;孔隙为什么会球化;小孔隙为什么会消失答:固相烧结后期;形成大量的隔离的闭孔隙..通过表面扩散和蒸发凝聚;孔隙中凸部位的物质迁移到凹部位;促进孔隙表面光滑;从而使孔隙球化由于体积扩散;空位的内孔隙向颗粒表面扩散以及空位由小孔隙向大孔隙扩散;烧结体发生收缩;小孔隙不断消失9 、一压坯高度是直径的三倍;压力自上而下单向压制;在压坯三分之二高度处压力只有压坯顶部压力的四分之三;求压制压力为 500Mpa 时;压坯三分之一高度和压坯低部的压制压力解:根据已知条件;在 h=2/3H 时; P2=3/4P1 ;计算得 EXP -Q1 =3/4h=1/3H 时; P3=P1EXP -Q2 =281 .. 25Mpa在压坯底部压制压力 P=210 .. 94MPa11、一个密度为9.3g/cm3、A-B50数字表示材料的质量百分数的粉末压坯;请计算该压坯中的孔隙度..注:1精确到小数点后一位;2物质A的理论密度=10g/cm3;物质B的理论密度=20g/cm3解:理论密度ρm =1/ΣMi/ρmii=1—n组分数或代表i组分Mi为质量分数ρm=1/50%/10+50%/20=13.3 g/cm3孔隙度:θ=1—ρ/ρm=1-9.3/13.3=0.301=30.1%12、当保护气体压力为一个大气压时;表面张力为0.25N;求烧结体中尺寸不再发生变化时的孔隙直径..解:-2γ/rP =Pv当P=0时;烧结体中尺寸不再发生变化 P=2γ/rv=20.25/105=510-6m=5μm r=2γ/ Pvd=2r=10μm入气相;被还原后沉降在大颗粒上;导致颗粒长大的过程体后继而析出;进行物质迁移的过程与氢分压比的量度移实现颗粒间联结的过程..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的压制方法的速度进行、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制晶粒长大的所有烧结过程材料中的碳含量表示气氛的碳势现的摩擦粒间的摩擦力;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即弹性后效及其与模壁之间的摩擦系数直接相关净成形技术;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;注入模具内成形受阻力愈小..结果中心部位的挤压物料的流动速度比外层挤压物料的流动速度快;这种现象称为超前现象散;沉积在颈部..移..强度时;发生塑性变形;导致物质向颈部迁移..物质迁移..。
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。
1. 什么是粉末冶金,简述粉末冶金的特点及其工艺答:粉末冶金是一种制取金属粉末,以及采用成型和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末和非金属粉末的混合物)制成制品的工艺技术。
优点:(1)制取难溶金属、化合物、假合金、多孔材料(2)节约金属,降低产品成本(3)可制取高纯度材料(4)能保证材料成分的配比的正确性和均匀性缺点:○1粉末成本高○2产品的大小形状受限○3烧结材料韧性较差 粉末冶金工艺的基本工序是:(1)原料粉末的制取和准备(粉末可以是纯金属或它的合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其他各种化合物);(2)将金属粉末制成所需形状的坯块;(3)将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结,使制品具有最终的物理、化学和力学性能。
2. 什么是机械法,什么是物理化学法?答:机械法制取粉末是将原材料机械地粉碎而化学承恩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. 机械研磨法的规律是什么,并画出示意图加以叙述(图见课本P 10)答:在研磨时,有四种力作用于颗粒材料上:冲击、磨耗、剪切以及压缩。
它取决于料和球的运动状态。
当球磨机圆筒转动时,球体的运动可能有以下四种情况:A 滑动B 滚动C 自由下落D 临界转速。
其中临界转速是当转速达到一定速度时,球体受离心力的作用,一直紧贴在转筒壁上,以致不能跌落,物料不能被粉碎,这种情况下的速度称为临界转速。
4. 影响球磨的因素有哪些?并简述答:A 、球磨筒转速n I =(0.7-0.75)n 临 抛落n I =0.6n 临 滚动n I <0.6n 临 滑动B 、装球量速度固时⎪⎩⎪⎨⎧↓→↓→效率球多:球层干扰效率球少:滑动 填装系数:装球体积与球磨筒体积之比(0.4-0.5为宜)C 、球料比料太少:料应以填满球体间空隙为宜料太多:掩盖表面为宜,20%筒体积D 、球的大小球太小→冲击力↓球太大→冲击次数↓应大小配合使用:d ≦(1/18-1/24)DE 、研磨介质:干磨、湿磨湿磨优点:○1减少金属的氧化○2防止金属再聚集长大○3可促进粉碎作用○4减少成分的无料偏析○5减少粉尘飞扬,改善劳动条件 F 、粉料性质脆性:硬度大,易粉碎 塑性:硬度小、粉碎困难G 、研磨时间:>100h ,无效果5. 什么是填装系数?答:装填系数:把球体体积与球磨筒容积之比称为装填系数。
45、什么叫单颗粒、二次颗粒、一次颗粒、团粒?粉末中能分开并能单独存在的最小颗粒叫单颗粒。
粉末中不能独立存在的原始颗粒叫一次颗粒。
单颗粒或一次颗粒的聚集体叫二次颗粒。
由二次颗粒或单颗粒靠范德华力粘结而成团粒。
48、何为粒度分布?将粉末样品分成若干粒径,并以这些粒径的粉末质量占粉末样品总质量的百分数对粒径作图,即为粒度分布。
34、何为电化当量?表示电解过程中所通过的电量与所析出的物质的量之间的定量关系。
即向电解槽中通入26.8安培·时(或96500库仑)电量,就有1克当量的物质析出。
1、什么叫粉末冶金?粉末冶金典型工艺过程是什么?粉末冶金是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、烧结和必要的后处理来制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
粉末冶金典型工艺过程包括粉末制备、粉末加工成形、粉末烧结和后处理。
17、什么叫还原终点,在工艺上如何控制?浮斯体(Fe3O4•FeO)已全部还原成海绵铁,而海绵铁又未开始渗碳的工艺控制点。
工艺上控制还原终点,一般通过调整隧道窑还原过程中温度对时间的还原工艺曲线来实现。
7、何为离解压?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。
5、球磨破碎制粉的工作转速成如何选择?什么叫装填系数,装填系数如何确定?1)当研磨较细的物料时,采用0.6n临界,当物料较粗,性脆时,选用(0.7~0.75) n临界。
2)装球体积与球筒体积之比,称为装填系数。
一般球磨机的装填系数以0.4~0.5为宜。
53、(3)流动性:一定量粉末(50g) 流经标准漏斗所需的时间。
单位为s/50 g。
测量法有专门的流动性测定标准。
50、325目表示什么意思?-80+100目又代表何种意思?325目指的是标准筛网一英寸长度上有325个网孔,其对应的粒径为43μm。
-80+100目表示能通过80目标准筛,通不过100目标准筛的粒度分布,其对应的粒径范围为147μm~175μm。
1.什么是粉末冶金,简述粉末冶金的特点及其工艺答:粉末冶金是一种制取金属粉末,以及采用成型和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末和非金属粉末的混合物)制成制品的工艺技术。
优点:(1)制取难溶金属、化合物、假合金、多孔材料(2)节约金属,降低产品成本(3)可制取高纯度材料(4)能保证材料成分的配比的正确性和均匀性缺点:○1粉末成本高○2产品的大小形状受限○3烧结材料韧性较差粉末冶金工艺的基本工序是:(1)原料粉末的制取和准备(粉末可以是纯金属或它的合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其他各种化合物);(2)将金属粉末制成所需形状的坯块;(3)将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结,使制品具有最终的物理、化学和力学性能。
2.什么是机械法,什么是物理化学法?答:机械法制取粉末是将原材料机械地粉碎而化学承恩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.机械研磨法的规律是什么,并画出示意图加以叙述(图见课本P10)答:在研磨时,有四种力作用于颗粒材料上:冲击、磨耗、剪切以及压缩。
它取决于料和球的运动状态。
当球磨机圆筒转动时,球体的运动可能有以下四种情况:A滑动B滚动C自由下落D临界转速。
其中临界转速是当转速达到一定速度时,球体受离心力的作用,一直紧贴在转筒壁上,以致不能跌落,物料不能被粉碎,这种情况下的速度称为临界转速。
4.影响球磨的因素有哪些?并简述答:A、球磨筒转速n I=(0.7-0.75)n临抛落n I=0.6n临滚动n I<0.6n临滑动B、装球量速度固时⎪⎩⎪⎨⎧↓→↓→效率球多:球层干扰效率球少:滑动填装系数:装球体积与球磨筒体积之比(0.4-0.5为宜)C、球料比料太少:料应以填满球体间空隙为宜料太多:掩盖表面为宜,20%筒体积D、球的大小球太小→冲击力↓球太大→冲击次数↓应大小配合使用:d≦(1/18-1/24)DE、研磨介质:干磨、湿磨湿磨优点:○1减少金属的氧化○2防止金属再聚集长大○3可促进粉碎作用○4减少成分的无料偏析○5减少粉尘飞扬,改善劳动条件F、粉料性质脆性:硬度大,易粉碎塑性:硬度小、粉碎困难G、研磨时间:>100h,无效果5.什么是填装系数?答:装填系数:把球体体积与球磨筒容积之比称为装填系数。
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?。