粉末冶金实验报告
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1. 理解粉末成形的基本原理和工艺过程;2. 掌握粉末成形的方法和设备;3. 学习粉末成形过程中可能出现的缺陷及解决方法;4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理粉末成形是将金属粉末或金属粉末与其他添加剂均匀混合后,通过一定的压力和温度使其具有一定形状和尺寸的工艺过程。
粉末成形主要包括压制成型和无压制成型两大类。
压制成型:将粉末与添加剂混合均匀后,在一定压力下,粉末颗粒相互压紧,形成具有一定形状和尺寸的坯体。
无压制成型:将粉末与添加剂混合均匀后,通过物理或化学方法,使粉末颗粒相互粘结,形成具有一定形状和尺寸的坯体。
三、实验设备与材料1. 实验设备:粉末冶金实验台、压制成型设备、无压制成型设备、高温烧结炉、显微镜、万能试验机等;2. 实验材料:金属粉末、添加剂、模具、烧结剂等。
四、实验步骤1. 原料粉末的制备和准备:将金属粉末与添加剂按一定比例混合,搅拌均匀;2. 压制成型:将混合好的粉末放入模具中,采用不同的压力和保压时间,使粉末颗粒相互压紧,形成坯体;3. 无压制成型:将混合好的粉末放入模具中,采用物理或化学方法,使粉末颗粒相互粘结,形成坯体;4. 烧结:将压制成型或无压制成型的坯体放入高温烧结炉中,在一定温度下进行烧结,使坯体具有一定的物理、化学和力学性能;5. 性能测试:对烧结后的样品进行力学性能、组织结构等方面的测试。
1. 压制成型:在压力作用下,粉末颗粒相互压紧,形成具有一定形状和尺寸的坯体;2. 无压制成型:在物理或化学作用下,粉末颗粒相互粘结,形成具有一定形状和尺寸的坯体;3. 烧结:烧结过程中,坯体逐渐变硬,颜色变深,体积缩小;4. 性能测试:力学性能测试时,样品断裂,断裂面光滑;组织结构测试时,显微镜下观察到晶粒、孔隙等。
六、实验结果与分析1. 压制成型:在一定的压力和保压时间下,粉末颗粒相互压紧,形成具有一定形状和尺寸的坯体。
通过调整压力和保压时间,可以控制坯体的密度和强度;2. 无压制成型:在物理或化学作用下,粉末颗粒相互粘结,形成具有一定形状和尺寸的坯体。
实验一粉末冶金材料组织观察与硬度测试实验学时4h 实验性质综合实验要求必做所属课程粉末冶金一、实验目的掌握Fe基粉末冶金烧结材料的相图,根据相图及显微形貌(组织特征)识别材料的组织,理解组织与成分之间的关系;能够根据有关定律及公式计算烧结铁基合金组织组成物的相对含量。
熟悉布氏、洛氏及维氏硬度计的结构原理及特点。
掌握布氏、洛氏、维氏硬度试验方法,能独立进行操作;了解粉末冶金材料的组织特点及硬度之间的关系二、烧结Fe基合金组织特征概述粉末冶金一种冶金方法。
把金属粉末压制成型后再烧结成制品。
粉末冶金适用于高熔点、高硬度的金属或含有不互溶成分的合金制品的制造。
烧结铁基合金是目前应用非常广泛的粉末冶金工程材料,其基本相图为铁碳合金的平衡组织,是研究铁碳合金的性能及相变机理的基础。
因此认识和分析铁碳合金的平衡组织有十分重要的意义。
此外,观察和分析铁碳合金的平衡组织有助于帮助我们进一步借助相图来分析问题。
所谓平衡组织,是指符合平衡相图的组织,即在一定温度,一定成分和一定压力下合金处于最稳定状态的组织,要获得这样的组织,必须使合金发生的相变在非常缓慢的条件下进行,通常将缓冷(退火)后的铁碳合金组织看作为平衡组织。
不同成分Fe基合金的平衡组织都是由铁素体、渗碳体、珠光体、石墨、孔隙、夹杂等组成,其区别仅在于分布形态和数量不同。
根据各组成物的形态、分布和数量可以判断和识别组织及含碳量。
1、铁素体:是碳在α-Fe中的固溶体。
碳的浓度是可变的,在727℃时达到最大溶解度(0.0218%);常温下其碳浓度约为0.008%。
铁素体的硬度很低,塑性好,经4%硝酸酒精浸蚀后呈白亮色。
铁素体有两种形态和分布:一是呈游离状的不规则多边形。
二是与渗碳体呈层状相间排列,如珠光体中的铁素体。
2、渗碳体:是碳与铁的一种化合物,化学式为Fe3C,含碳量高达6.69%,坚硬而脆,抗浸蚀能力很强,经4%硝酸酒精浸蚀后成白亮色。
渗碳体的分布和形态有:①游离的直条状渗碳体,如过共晶生铁中的Fe3CⅠ;②作为基体,其中分布有孤立的珠光体,即莱氏体中的渗碳体;③沿奥氏体晶界呈网状分布,如过共析钢的Fe3CⅡ;④与铁素体呈片层状分布,即珠光体中的Fe3C;⑤沿铁素体晶界分布,即工业纯铁中的Fe3CⅢ。
粉末冶金报告-1--真空雾化法【1】总结性引言金属及合金粉末作为为粉末冶金的基础原料,它的性能直接影响粉末冶金制品的性能,气雾化法制取金属及合金粉末已成为金属粉末制造业的主要生产方法。
与其它制粉方法相比,雾化法生产率高、适应于多种金属及其合金粉末,是主要的金属粉末制备方法之一。
气雾化技术制备的粉末粒度细小、球形度高、氧含量低、具备大量生产的能力且成本低的优点。
经历近200 年的发展,气雾化目前已经成为生产高性能球形金属及合金粉末的主要方法。
以铁粉为例:世界每年85 万吨铁粉中75%是水雾化铁粉。
粉末冶金制品向着高强度、高密度、高精度、形状复方向发展,对金属及合金粉末的性能(如:纯度、粒度,压制性等)要求越来越高[1]。
粉末冶金技术的发展,注射成型、温压成型、原型制造等等新工艺。
新技术相继问世,对金属及合金粉末的粘度,根实密度等性能提出新的要求。
这些必然促进气雾化制粉技术的发展,事实上,近年来,气雾化制粉技术有了很大的发展。
金属及合金的性能大大提高了。
由于气雾化制粉技术的机证目前世界尚无定论,而发表的经验公式受到具体实验装置的限制应用的普遍性受到质疑。
气雾化制粉技术的发展是在不断实践中解决所遇到的问题而得以前进的。
【2】真空雾化法原理真空熔炼高温合金气体雾化制粉技术是在一般气体雾化制粉技术基础上发展起来的综合性技术。
用该法生产的金属粉末,除了具有气体雾化制粉技术的冷速高、晶粒细、成分均匀、固熔度高等特点(这些是常规粉末冶金制粉方法难以得到的)外,还有着粉末纯、含氧量低、细粉收得率高、外貌球形度高等特点[2]。
真空溶气雾化法能够生产高纯度球形粉末。
其原理是:当在气压下被气体过饱和的合金液体突然暴露到真空时,溶解的气体将溢出而膨胀,只是合金液体雾化,继之冷凝成粉末。
对于镍铜钴铁盒铝的基体合金均可以采用熔氢的方法实现真空溶气雾化法制粉。
真空雾化制粉装置,是为了满足在真空条件下雾化制粉工艺的研究与小批量生产而设计的装置。
实验十一、铁基粉末冶金一、实验目的1、了解粉末冶金零件制备过程。
2、了解烧结温度对烧结过程和制品性能的影响。
3、了解烧结时间对烧结过程和制品性能的影响。
4、了解石墨添加量对烧结过程和制品性能的影响。
二、实验原理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。
粉末冶金的一般生产过程为:(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。
[1](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。
在粉末冶金中,粉末的性能主要包括:粉末的几何性能(粒度、比表面、孔径和形状等);粉末的化学性能(化学成分、纯度、氧含量和酸不溶物等);粉体的力学特性(松装密度、流动性、成形性、压缩性、堆积角和剪切角等);粉末的物理性能和表面特性(真密度、光泽、吸波性、表面活性、电位和磁性等)。
粉末性能往往在很大程度上决定了粉末冶金产品的性能。
三、实验内容1、采用冷压法制备铁—石墨试样。
2、研究烧结温度对制品性能的影响。
3、研究烧结时间对制品性能的影响。
4、研究石墨含量对制品性能的影响。
四、实验步骤1、每组压制3个试样,测量尺寸、重量后按实验计划确定的参数进行烧结。
粉末冶金试样的制备与加工一、实验目的1、掌握化学共沉淀法制备粉末的基本过程,了解影响粉末物相性能的各种参数;2、掌握粉末性能评价的一般方法,了解激光粒度测试仪的基本原理和操作;3、掌握粉末成型的基本过程及评价方法,了解粉末的烧结过程及粉末冶金试样的加工过程。
二、实验原理2.1粉末冶金的基本过程粉末冶金是用金属粉末(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。
粉末冶金工艺所示。
粉末冶金工艺的第一步是制取金属粉末、合金粉末、金属化合物粉末以及包覆粉末,第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后的处理制得成品。
粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化。
粉末冶金材料和制品的工艺流程举例如图示:图1 粉末冶金工艺过程示意图粉末的制取方法是多种多样的,本实验采用化学共沉淀法制备粉末.成形前要进行物料准备。
物料准备包括粉末的预先处理(如粉末加工、粉末退火)、粉末的分级、粉末的混合和粉末的干燥等。
成形的目的是制得一定形状和尺寸的压坯,并使其具有一定的密度和强度。
成形方法基本上分加压成形和无压成形两类。
加压成形中用得最普遍的是模压成形,简称压制。
本实验采用单向压制,其他加压成形方法有等静压成形、粉末轧制、粉末挤压等。
粉浆浇注是一种无压成形。
烧结是粉末冶金的关键工序。
成形后的压坯或坯块通过烧结可得到所要求的物理机械性能。
烧结分单元系烧结和多元系烧结。
不论单元系或多元系的固相烧结,其烧结温度都比所含金属与合金的熔点低;而多元系的液相烧结,其烧结温度比其中难熔成分的熔点低,但高于易熔成分的熔点。
一般来说,烧结是在保护气氛下进行的。
本实验采用空气炉煅烧粉末,无压烧结粉末冶金试样。
除了普通烧结方法外,还有松装烧结、将金属渗入烧结骨架中的熔浸法、压制和烧结结合一起进行的热压等。
根据产品的不同要求,烧结后的处理,有多种方式,如精整、浸油、机加工、热处理淬火、回火和化学热处理)和电镀等。
实习报告:粉末冶金压制实习一、实习背景与目的作为一名材料科学与工程专业的学生,我深知实践操作对于理论知识的重要性。
本次实习,我选择了粉末冶金压制这一方向,旨在了解粉末冶金技术的基本原理,掌握压制工艺的操作要领,提高自己的实际操作能力。
二、实习内容与过程1. 实习前的准备在实习开始前,我认真阅读了相关的技术资料,了解了粉末冶金压制的基本原理、工艺流程和注意事项。
同时,我还参加了实习单位的安全生产培训,了解了实习过程中的安全防护措施。
2. 实习过程(1)原材料准备实习的第一步是原材料准备。
我学会了如何正确称量、混合和处理金属粉末,确保原料的纯度和压制效果。
(2)压制工艺操作在压制工艺操作环节,我学会了如何操作压制设备,掌握了压力的控制、模具的选用和压制过程的监控等技能。
在实际操作中,我严格按照工艺要求进行,确保制品的质量和精度。
(3)成品处理与检测压制完成后,我对成品进行了清洗、干燥和检测。
通过这一过程,我了解了成品处理的方法和质量检测的标准,提高了自己的质量意识。
3. 实习中的困难与解决办法在实习过程中,我遇到了一些困难,如压制力度控制不当、模具选用不当导致产品变形等。
针对这些问题,我向指导老师请教,并结合自己的实践经验,逐步找到了解决办法。
三、实习收获与反思1. 实习收获通过本次实习,我掌握了粉末冶金压制的基本工艺流程,学会了操作压制设备,提高了自己的实际操作能力。
同时,我对粉末冶金技术有了更深入的了解,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
2. 实习反思回顾实习过程,我认为自己在以下几个方面还有待提高:(1)对原材料性能的了解不够深入,需要在今后的学习中加强理论学习。
(2)在实际操作中,对压力的控制不够稳定,需要多加练习,提高自己的操作技巧。
(3)在解决问题时,有时过于依赖指导老师,应学会独立思考和解决问题。
四、总结本次粉末冶金压制实习,使我受益匪浅。
我深刻认识到实践操作与理论知识相结合的重要性,决心在今后的工作中,继续努力提高自己的实践能力,为我国材料科学事业贡献自己的力量。
粉末冶金实验课实验报告总结学校:北京科技大学专业:材料科学与工程班级:材科2班姓名:吴亚洵学号:40730105日期:2010.1.14.实验1 可渗性烧结金属材料密度测定1、国家标准号:GB 5163-852、鉴定试样所需的详细说明:试样经过清洗除油干燥,在空气中称量。
防水处理(表面用凡士林覆盖),再次在空气中称量。
可由称重时候适量的减少求出其体积,密度可计算出来。
3、所需要公式及实验结果:'442m m m d -=ρD=试样密度M2=4.8655干燥不含油试样空气中称重的质量;gM4=4.9391浸油试样在空气中称重的总质量;gM4'=4.05052浸油试样在水中称重的总质量;gρ实验温度下水的密度实验结果表达:d=5.484、可能影响实验结果的影响因素环境温度,称量仪器的精度,读数的误差,尼龙绳的质量误差,油没有抹匀的精度误差 实验总结:试样小于0.5cm3时可以把数个试样集中起来测量,可以提高测量精度实验2球星铜粉松散烧结概述:粉末松散烧结,又称松装烧结。
是指金属粉末不经成型而松散或振实装在耐高温的模具内直接进行的粉末烧结,松装烧结主要用来制取透过性较大,精华精度要求不高的多孔材料。
比如用于过滤汽油,润滑油,化学溶液等等。
多孔材料的特征明显,颗粒多位球形颗粒。
松装烧结是由于粉末颗粒间相接触面积小,必须严格控制烧结温度和气氛,是少结成的制品具有足够的强度,又不至于收缩过大而降低孔隙度。
实验材料:100目球形铜粉、石墨模具,管式烧结炉,游标卡尺步骤:1、用游标卡尺测量石墨模具的内径尺寸。
2、将铜粉松装在石墨模具内3、将装有铜粉的模具于管式炉中850度烧结20min ,氮气保护。
4、冷却后把烧结好的铜粉配体从石墨模具内取出,测量尺寸5、计算烧结前后的尺寸收缩率计算结果整个过程分为制粉---成型---烧结,铜粉极易氧化,需要用惰性气体保护气实验3粉末松装比重的测定1、实验目的通过被实验了解粉末松装比重的测定方法,以及影响松装比重的因素。
材料粉末冶金生产实习报告一、实习单位及背景本次实习单位为我所在城市的某粉末冶金有限公司,该公司主要从事粉末冶金技术的研发、生产和销售,产品应用于汽车、机械、电子等多个领域。
我作为材料科学与工程专业的学生,有幸参与到这次实习中,通过实习深入了解粉末冶金生产过程和技术应用。
二、实习内容及过程实习期间,我参与了粉末冶金生产线的各个环节,包括原材料准备、粉末制备、成型、烧结和后处理等。
以下是实习过程中的主要内容和收获:1. 原材料准备:了解不同金属粉末的制备方法、性能及应用领域,学习了原材料的储存、处理和配送过程。
2. 粉末制备:参观了球磨机、振动筛等设备,了解了粉末制备过程中的参数控制,掌握了粉末粒度、均匀性等指标的检测方法。
3. 成型:学习了粉末冶金成型工艺,如压制、模压等,了解了成型设备的工作原理及操作规程,掌握了成型参数对产品性能的影响。
4. 烧结:参观了高温炉设备,了解了烧结过程的温度、时间等参数控制,掌握了烧结产品性能的检测方法。
5. 后处理:学习了粉末冶金产品的后处理工艺,如热处理、表面处理等,了解了后处理对产品性能的影响。
三、实习收获及反思1. 技术层面:通过实习,我对粉末冶金技术有了更深入的了解,掌握了生产过程中的关键技术,为今后的学术研究和就业方向奠定了基础。
2. 实践能力:实习过程中,我参与了生产线操作,提高了自己的动手能力,学会了如何将理论知识应用于实际生产。
3. 团队协作:在实习过程中,我与同事们共同完成任务,学会了团队合作,增强了沟通与协调能力。
4. 环保意识:实习过程中,我深刻体会到粉末冶金生产对环境的影响,认识到环保在生产过程中的重要性。
反思:在实习过程中,我发现自己在理论知识应用、动手能力等方面仍有不足,需要在今后的学习和实践中不断努力提高。
同时,我也认识到自己在团队合作、沟通与协调能力方面的不足,需要在今后的学习和工作中加强锻炼。
四、总结通过本次实习,我对粉末冶金生产过程有了深入了解,掌握了关键技术,实践能力得到提升。
一、实验目的
通过本综合实验,使学生掌握粉末冶金的根本工艺,熟悉粉末成形和烧结过程研究方法及测试原理,培养学生进展粉末冶金研究的根本思路和初步能力,为今后从事粉末冶金相关研究与生产及粉末冶金分析测等工作打下根底。
二、实验原理
2.1自蔓延高温合成
自蔓延高温合成技术(Self-propagating High-temperature Synthesis简称SHS)是由俄罗斯科学家Merzhanov教授在60年代后期提出的一种材料合成新工艺。
其根本原理是利用化学反响放出的热量使燃烧反响自发的进展下去,以获得具有指定成分和构造的燃烧产物。
以简单的二元反响体系为例,其原理为:
xA + yB ——AxBy + Q
其中A为金属单质,B为非金属单质,AxBy为合成反响的产物,Q为合成反响放出的热量。
上图描述了燃烧过程中样品内部燃烧波的构造及产物相组成的变化规律。
首先在样品的一端给一个激发热源将此处的样品加热到上面的反响式可应进展时,断开激发源。
此时端面处由于化学反响生成了反响产物C或A/B,主要由反响机理而定;反响放出的热量和反响过程中的物质消耗导致样品中形成温度、组分元素浓度的梯度,有时还伴随着物质流动现象。
这种梯度的存在,会使热量向周围区域传递。
热量的传递使周围区域得到预热,得到初始的激发热量,引发上述燃烧反响的进展,这种周期性的过程使反响能自发地进展下去。
通常为了了便于讨论,将上述过程简化为一个一维的燃烧问题。
由傅立叶第
一定理和能量守恒法那么,可得到如下方程组:
为了得到指定构造的化学组成和产物相分布等,通常需要对反响过程进展控制。
对体系的控制主要是通过改变上述方程中的体系初始物性常数,如比热C,热传导系数K等。
读者有举兴趣,通过上述议程的数学分析,可以对燃烧过程中的动力学形为进展研究,将上述动力学行为与产物构造结合在一起,就形成了自蔓延过程常用的研究方法——构造宏观动力学。
SHS过程也可以是多元反响过程,其根本原理不变,只是反响过程更加复杂。
如下式:
N x+M+ Z === N y + M x + Q
式中N x----氧化物、卤化物等M----金属复原剂〔Mg、Al、Ca等〕Z----非金属或非金属化合物〔N2,C,B2O3,SiO2等〕N y----合成产品
M x----金属复原剂的化合物Q----合成反响所放出的热量
2.2粉末冶金的根本工艺
〔1〕原料粉末的制备和准备。
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等;
〔2〕将金属粉末及各种添加剂均匀混合后制成所需形状的培块;
〔3〕将培块在物料主要组员熔点以下的温度进展烧结,使制品具有最终的物理、化学和力学性能。
2.3粉末成型
主要功能在于:
(1)将粉末成型为所需要的形状;
〔2〕赋予培体以准确的几何形状与尺寸,这时应考虑烧结时的尺寸变化;
〔3〕赋予培体要求的孔隙度和孔隙类型;
〔4〕赋予培体以适当的强度,以便搬运。
根据成型时是否从外部施加压力,可非为压制成型和无压制成型两大类。
压制成型主要有:密闭钢模冷压成型、流体等静压制成型、粉末塑性成型、三轴向压制成型、高能率成型、挤压成型、轧制成型、振动压制成型等;
无压制成型主要有:粉浆浇注、松装烧结等。
2.4粉末烧结
烧结:压培置于基体金属熔点以下温度〔约0.7-0.8T,温度K〕加热保温,粉末颗粒之间产生原子扩散、固溶、化合和熔接,致使压培收缩并强化,这一过程称为烧结。
烧结对粉末冶金材料和制品的性能有着决定性的影响。
烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘接,烧结体的强度增加,密度提高。
在烧结过程中,压坯要经过一系列的物理化学变化。
开场是水分或有机物的蒸发或挥发,吸附气体的排除,应力的消除,粉末颗粒外表氧化物的复原;继之是原子间发生扩散,粘性流动和塑性流动,颗粒间的接触面增大,发生再结晶和晶粒长大等。
出现液相时,还可能有固相的溶解和重结晶。
这些过程彼此之间并无明显的界限,而是穿插进展,互相重叠,互相影响。
加之一些其它烧结条件,使整个烧结过程变得很复杂。
用粉末烧结的方法可以制得各种纯金属、合金、化合物以及复合材料。
2.5抗弯强度的测定
抗弯强度〔或称抗折强度〕是无机非金属材料力学性能的指标之—。
本实验介绍三点弯曲加载法测试材料的抗弯强度。
通过试验掌握测试方法和原理。
把条形试样横放在支架上,用压头由上向下施加负荷〔如图29-1〕,根据试样断裂时的应力值计算强度。
此种情况下,材料的抗弯强度sf为
Z M
f =σ〔1〕
M 一断裂负荷P 所产生的最大弯距
Z 一试样断裂模数 对于矩形截面的试样有:
PL M 41=〔2〕
2
61bh Z =〔3〕 P —试样断裂时读到的负荷值〔牛顿〕
L —支架两支点间的跨距〔米〕
b —试样横截面宽〔米〕
h —试样高度〔米〕
因此对于矩形截面的试样,抗弯强度为:
621023-⨯=
bh Pl f σ〔兆牛顿/米2〕〔4〕
2.6金相分析
镶嵌 用镶嵌机把试样镶嵌进塑料中,温度为140℃,保温10min 。
磨光
机械磨光时,应用预磨机。
预磨机有一个或两个转盘,把水砂纸剪成圆形,然后用水玻璃粘在予磨机的转盘上使用。
水磨砂纸按粗细排列有:200 号、400 号、600 号、800 号、1000号、1200号、1600号。
抛光
抛光的目的是去除试样磨面上经细磨后留下的细微磨痕,最终使磨面呈光亮而无磨痕的镜面。
抛光在抛光机上进展。
抛光机由一个电机带动一个或两个抛光
盘,转速为200~600 转/分。
所用抛光材料为抛光布和抛光粉,抛光布蒙在抛光盘上,不同要求应适中选用不同的抛光布。
化学浸蚀
经抛光后而没有浸蚀的试样在显微镜下除了能观察到非金属夹杂物〔石墨、氧化物、硫化物等〕及其本身所具有的孔洞、裂纹等缺陷之外,看不到金属内部的组织,必须经过浸蚀。
这是因为经抛光后的试样磨面是一个很平的平面,平面在显微镜下的反光能力是一样的,故在显微镜下显示不出组织。
利用化学浸蚀剂,通过化学或电化学作用显示金属的组织,
浸蚀方法:将已抛光好的试样磨面先用轻水冲洗干净,然后用酒精棉清擦一遍,再将试样浸入浸蚀剂中,或用镊子夹着蘸上浸蚀剂的棉球擦其磨面。
浸蚀的时间依不同合金及不同组织而定,一般碳化钛浸蚀的时间大约在10~15 秒内即可。
用酒精冲洗干净,然后再用吹风机吹干,将浸蚀完的试样放在显微镜下,就可以观察到合金内部的显微组织。
一般碳化钛所用浸蚀剂为氢氟酸。
三、实验器材与材料
1.实验器材
球磨机、筛子、电子天平、压坯模具、电压式液体压力机、ZTY-50-20型真空热压炉、游标卡尺、砂纸、金相显微镜、抛光机、微机控制电子万能试验机、吹风机、自蔓延烧结炉、金相镶嵌机、抗弯强度测量模型
2.实验材料
钛粉、碳粉、不锈钢粉、钨丝、氢氟酸
四、实验步骤
1、球磨:把钛粉和碳粉放入球磨罐中混合,然后在球磨机中球磨。
球磨速度为
280r/min,球磨时间为2t。
2、自蔓延烧结:把粉末置于石磨反响容器中,将铜线接入变压器,在铜线处接入钨丝线圈,并将钨丝线圈埋入预制的混合粉料中,通电,抽真空,然后冲入氮气,反复2—3次,最后点燃,反响发生后切断电源,让反响自然进展下去。
3、球磨:把烧结得到的材料放入球磨机中球磨。
球磨速度为280r/min,时间为4t。
4、筛分:把球磨得到的粉末进展筛分。
5、混料:称取15.0g的粉末,然后参加质量为10%的不锈钢粉末混合均匀。
6、压坯:将混合均匀的原料用一定尺寸的钢模具在一定压力作用下压制成较密实的坯体,坯体承受200Mpa,根据坯体的受力面积计算得到压力为30KN。
7、烧结:把样品放入烧结炉内,充水,通过机械泵和扩散泵把炉内的气体抽空,形成真空的环境,然后加热,加热时间为5t,加热过程中在300℃、600℃、100 0℃保温,加热完毕后随炉冷却,降温大概四五个小时,当温度为两三百摄氏度是把扩散炉关掉,当降温到100℃时,把机械泵关掉。
8、测密度:称取样品的质量,然后用用表卡尺测量样品的长宽高,计算体积,并计算出烧结样品的密度。
9、测量抗弯强度:用游标卡尺测量待测样品的长宽高和压具支架之间的距离,把样品放到压具上,压力机接通电源,把压具放在压力机上,压力机归零,开动机器,调整好速度使压头缓慢移动,当样品被压断时,停顿机器并记住数据。
10、观察金相组织:把样品镶嵌在酚醛树脂中,然后磨制和抛光,砂纸由分粗磨和细磨两道工序。
粗磨通常在砂轮机上进展;细磨在一套粗细不同的金相砂纸上由粗到细依次进展的。
每更换一号砂纸时,需将试样的研磨方向与上一道磨痕方
向垂直,直到将上一号砂纸所产生的磨痕全部消失为止。
细磨后进展抛光,只要是去除细磨时留下来的细微磨痕而获得光亮的镜面。
获得的镜面经氢氟酸腐蚀10—15s,然后用酒精清洗干净并吹干镜面,最后在显微镜下观察金相。
11、总结分析实验数据,得出实验结论。
五、实验数据和实验结果。