粉末冶金学
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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。
工艺知识知识园地2010年第3期粉末冶金技术简介Brief Introduction of Po wderM etall urgy Technique粉末冶金技术就是以各种金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)为原料通过压制成型、烧结和必要的后续处理制取金属材料和制品的一门制造科学。
粉末冶金技术出现于1870年的美国,它最初是压制铜铅合金轴承来实现轴承的自润滑。
粉末冶金法在很大程度上和陶瓷的加工方法相似,因此,很多粉末冶金新技术也能用来制造陶瓷材料。
此外,粉末冶金工艺可以将一些在其他工艺中难以融合或者不相融合的材料进行融合制成新型复合材料,这些新型复合材料具有各种特殊的使用性能。
图2 我国与发达国家冶金粉末应用情况比较粉末冶金工艺是一种无切削工艺,加工而成的产品化学组成独特,机械和物理性能也很特殊,具有许多其他工艺不能实现的特殊性能。
粉末冶金产品具有的性能不仅仅是其组成材料的简单融合,是普通的熔铸或者添加合金的方法无法实现的。
工艺中形成的材料多是半致密或全致密的,具有多孔性。
如轴承、磨具、润滑材料、导杆、刀具等。
用粉末冶金工艺制成的零件,多孔性是粉末冶金制品最主要的特性。
利用多孔性在制品内部加入润滑介质,形成微型自润滑系统,减轻零件磨损程度,提高使用寿命;加入催化剂,可以提高物质的接触面积,提高反应速度图1 粉末冶金加工流程示意图和催化效果;也可以利用多孔性制成多样过滤层。
另外,多孔性可以减轻产品重量,使用相同原料量制造更多满足要求的产品。
除此之外,利用粉末冶金工艺加工制造金属零件的特点有: 加工工艺流程短而简单,易于控制。
机械加工十几道工序才能完成的产品在粉末金属工艺中,有时候几道工序就能实现。
产品质量好,精度高。
随着粉末冶金技术水平的提高,其成型产品形状可以非常复杂,且尺寸误差和表面粗糙度也降低不少。
批量产品的精度也保持较高的一致性。
原料利用率高,加工效率高。
采用粉末冶金生产零件,其原料利用率在85%左右,批量生产甚至可达95%。
粉末冶⾦原理知识要点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。
粉末冶金概念一、什么是粉末冶金粉末冶金是一种通过粉末冶金工艺制备金属制品的方法。
它将金属粉末进行混合、压制和烧结等一系列工艺,最终制得具有一定形状和性能的金属制品。
粉末冶金通常包括粉末的制备、粉末混合、压制、烧结等过程。
二、粉末冶金的制备过程粉末冶金的制备过程主要包括原料制备、粉末的制备和形状成型。
2.1 原料制备原料制备过程是粉末冶金的第一步。
原料通常是金属或非金属的块材料,通过一系列的物理和化学方法,使其转化为适合制备粉末的形态。
2.2 粉末的制备在粉末制备过程中,通常采用机械化方法将块材料加工成颗粒状物料。
常见的粉末制备方法有研磨、球磨和气流研磨等。
2.3 形状成型形状成型是指将粉末加工成具有一定形状的工件。
常见的形状成型方法有压制、注塑和挤压等。
在形状成型的过程中,可以通过加入不同的添加剂和改变工艺参数,来调控工件的性能。
三、粉末冶金的优势和应用领域粉末冶金具有以下的优势:1.单一制备能力:粉末冶金可以制备纯净度高、化学成分准确的金属制品。
2.可混合性:粉末冶金可以将不同成分的粉末进行混合,制备出具有特殊性能的材料。
3.无损制造:粉末冶金通过压制和烧结等过程,可以制备出具有复杂形状和良好性能的工件,且不需要进行二次加工。
4.可持续发展:粉末冶金过程中产生的废料可以进行回收再利用。
粉末冶金在许多领域都有广泛的应用,包括:1.汽车工业:粉末冶金可以制备出高强度、高耐磨的汽车零部件,如发动机曲轴和齿轮等。
2.电子工业:粉末冶金可以制备出具有高热导率和高耐腐蚀性能的电子散热器和接触材料等。
3.医疗器械:粉末冶金可以制备出无毒、无菌的医疗器械,如人工关节和牙科种植体等。
4.能源领域:粉末冶金可以制备出高温合金和热电材料等,用于核能、航天和新能源等领域。
四、粉末冶金的未来趋势粉末冶金作为一种高效、环保的金属制造技术,具有广阔的发展前景。
未来,粉末冶金可能会在以下几个方面实现进一步的发展:1.新材料的研发:随着科学技术的不断进步,新材料的研发成为粉末冶金的一个重要方向。