粉末冶金原理重點(diǎn)(共15頁)

1、裝球量：球磨筒內(nèi)磨球的數(shù)量(shling)。球料比：磨球與磨料(mlio)的質(zhì)量比電流效率：一定電量電解出的產(chǎn)物的實(shí)際質(zhì)量與通過同樣(tngyng)電量理論上應(yīng)電解出的產(chǎn)物質(zhì)量之比，用公式表示為i=M/（qIt)100%粒度分布：指不同粒徑的的顆粒在粉末總質(zhì)量中所占的百分?jǐn)?shù)，可以用某種統(tǒng)計(jì)分布曲線或統(tǒng)計(jì)分布函數(shù)描述。松裝密度：粉末在規(guī)定條件下自然填充容器時(shí)，單位體積內(nèi)粉末的質(zhì)量，單位為g/cm3。振實(shí)密度：在規(guī)定條件下，粉末受敲打或振動(dòng)填充規(guī)定容器時(shí)單位體積的粉末質(zhì)量。單顆粒：晶粒或多晶粒聚集，粉末中能分開并獨(dú)立存在的最小實(shí)體。一次顆粒：最先形成的不可以獨(dú)立存在的顆粒，它只有聚集成二次顆粒時(shí)才

2、能獨(dú)立存在。二次顆粒：由兩個(gè)以上的一次顆粒結(jié)合而又不易分離的能獨(dú)立存在的聚集顆粒稱為二次顆粒。壓縮性: 粉末被壓緊的能力成形性: 粉末壓制后，壓坯保持既定形狀的能力凈壓力：?jiǎn)卧禑Y(jié)：純金屬、固定化學(xué)成分的化合物和均勻固溶體的粉末燒結(jié)體系，是一種簡(jiǎn)單形式的固相燒結(jié)。多元系固相燒結(jié)：由兩種以上組元（元素、化合物、合金、固溶體）在固相線以下燒結(jié)的過程。氣氛的碳勢(shì)：某一含碳量的材料在某種氣氛燒結(jié)時(shí)既不滲碳也不脫碳，以材料中碳含量表示氣氛中的碳勢(shì)?；罨療Y(jié)：系指能降低燒結(jié)活化能，是體系的燒結(jié)在較低的溫度下以較快的速度進(jìn)行，燒結(jié)體性能得以提高的燒結(jié)方法。氫損值：金屬粉末的試樣在純氫氣中煅燒足夠長(zhǎng)時(shí)間，粉

3、末中的氧被還原成了水蒸氣，某些元素與氫氣生成揮發(fā)性的化合物，與揮發(fā)性金屬一同排除，測(cè)的試樣粉末的相對(duì)質(zhì)量損失，稱為氫損。液相燒結(jié)：燒結(jié)溫度高于燒結(jié)體系低熔組分的熔點(diǎn)或共晶溫度的多元系燒結(jié)過程，即燒結(jié)過程中出現(xiàn)液相的粉末燒結(jié)過程統(tǒng)稱為液相燒結(jié)。機(jī)械合金化是指金屬或合金粉末在高能球磨機(jī)中通過粉末顆粒與磨球之間長(zhǎng)時(shí)間激烈地沖擊、碰撞，使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊、斷裂，導(dǎo)致粉末顆粒中原子擴(kuò)散，從而獲得合金化粉末的一種粉末制備技術(shù)。熱等靜壓 ：把粉末壓坯或把裝入特制容器內(nèi)的粉末體在等靜高壓容器內(nèi)同時(shí)施以高溫和 高壓，使粉末體被壓制和燒結(jié)成致密的零件或材料的過程 冷等靜壓 ： 室溫下，利用高壓流體靜壓力直接作

4、用在彈性模套內(nèi)的粉末體的壓制方法1、粉末制備的方法有哪些，各自的特點(diǎn)是什么？1 物理化學(xué)法1還原法：碳還原法（鐵粉）氣體（氫和一氧化碳）還原法（W,Mo,Fe,Ni,Cu,Co及其合金(hjn)粉末）金屬(jnsh)熱還原法（Ta,Nb,Ti,Zr,Th,U）SHS自蔓延高溫(gown)合成。1.2還原-化合法：適合于金屬碳化物、硼化物、硅化物、氮化物粉末1.3化學(xué)氣相沉積CVD1.4物理氣相沉積PVD或PCVD（復(fù)合粉）1.5電解法：水溶液電解（Cu,Fe,Ni,Ag粉）；熔鹽電解（Ta,Nb,Ti,Zr,Th等活潑金屬粉末）1.6羰基物熱離解法：Fe,Ni,Co粉末2 機(jī)械法2.1機(jī)械研磨

5、：鉻粉，鐵鋁合金，硅鐵合金，鉬鐵合金，鉻鐵合金等脆性金屬或合金粉末。2.2霧化法：包括氣體霧化（空氣和惰性氣體）和水、油霧化以及旋轉(zhuǎn)電極霧化等。.氣體霧化：鐵、銅、鋁、錫、鉛及其合金粉末（如青銅粉末、不銹鋼粉末）；.水霧化：鐵、銅及合金鋼粉末；.旋轉(zhuǎn)電極霧化：難熔金屬，鋁合金、鈦合金、超合金粉末，工具鋼粉末。.其它形式的霧化；氧化還原法的過程原理？了解PH2/PH2O和PCO/PCO 2線的圖解？定義:用還原氣體(固體)或活潑金屬將金屬氧化物還原制備粉末的過程。還原劑分類 a、氣體還原劑: H2, CO b、固體還原劑: C c、金屬還原劑 ：堿土金屬用作還原劑的必要條件： 1.離解壓(PO2

6、)XO GXO，必須滿足熱力學(xué)必要條件, 反應(yīng)才能進(jìn)行，3.還原劑的氧化產(chǎn)物和還原劑本身的組份不污染被還原金屬或易被分離 還原反應(yīng)：MeO+X=Me+XO，可看成下述兩個(gè)基本反應(yīng)組成，即：Me+0.5O2=MeO （1）X+0.5O2=XO （2）將（2）-（1）得到上述總反應(yīng)。由熱力學(xué)可知，還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)等壓位變化為G=-RTlnKpG2=-RTlnKp1=0.5RTln(PO2)XOG1=-RTlnKp2=0.5RTln(PO2)MeOG=G2-G1=0.5RT(ln(PO2)XO-ln(PO2)MeO) =0.5RTln(PO2)XO/(PO2)MeO)0即金屬氧化物的離解壓(PO2)M

7、eO大于還原物的離解壓(PO2)XO。換句話說，氧與還原劑X的親和力與金屬元素的親和力。3、還原法制取鎢粉過程中鎢粉顆粒長(zhǎng)大的機(jī)理(j l)是什么？影響鎢粉的粒度的因素有哪些？A揮發(fā)(huf)沉積(chnj)機(jī)理：氫中水分子與鎢氧化物反應(yīng)生成揮發(fā)性的水合物， WOX+H2OWOX.nH2O(g) 氣相中的鎢氧化物被氫還原沉積在鎢顆粒上，導(dǎo)致W顆粒長(zhǎng)大。鎢氧化物的水合物的揮發(fā)性隨鎢氧化物中的含氧量、氣氛中含水量的增加和還原溫度的升高而增大鎢粉顆粒長(zhǎng)大的趨勢(shì)又隨還原氣氛中水合物濃度的提高而加強(qiáng)B氧化還原機(jī)理：當(dāng)氫中水含量較高時(shí)已還原的細(xì)鎢顆粒優(yōu)先被氫中水氧化生成鎢氧化物再按照揮發(fā)沉積機(jī)理導(dǎo)致W顆粒

8、的長(zhǎng)大利用這一現(xiàn)象可制備粗顆粒鎢粉原料： A 粒度：當(dāng)采用WO3時(shí)，其粒度與還原鎢粉粒度間的依賴性不太明顯，而主要取決于WO2的粒度。目前，采用藍(lán)鎢（藍(lán)色氧化鎢）作原料。該原料具有粒度細(xì)、表面活性大，W粉一次顆粒細(xì)和便于粒度控制的特點(diǎn)。 B 雜質(zhì)元素：影響透氣性或生成難還原化合物。K、Na等促使鎢粉顆粒粗化；Ca、Mg、Si等元素?zé)o明顯影響：少量Mo、P等雜質(zhì)元素可阻礙W粉顆粒長(zhǎng)大（2）還原方式：二階段還原/分段還原（3）氫氣：降低氫的露點(diǎn)，流量不宜過高，順流通氫。（4）還原工藝條件： .還原溫度T：降低T，高的溫度會(huì)提高鎢氧化物的水合物在氣相中的濃度，顆粒粗化； .推舟速度V：降低V，推舟速

9、度打?qū)е卵鯕庠黾?，高氧指?shù)的氧化物具有更大的揮發(fā)性，提高濃度，顆粒粗化； .料層厚度t：降低t，料層厚度過高不利于氫向底層物料的擴(kuò)散，鎢氧化物的含氧量高，顆粒粗化。（5）添加劑：少量的添加劑如Cr、V、Ta、Nb等的鹽可抑制鎢粉顆粒的粗化。4、（1）FeOC系圖與溫度的關(guān)系，CO對(duì)氧化鐵還原的過程怎樣？碳直接還原氧化鐵制備鐵粉時(shí)熱力學(xué)條件如圖所示，說明圖中各條曲線的含義，表明各相穩(wěn)定存在區(qū)域并討論氧化亞鐵還原成鐵粉的條件。 解：B:Fe3O4 C:FeO D:Fe b 曲線(qxin)： Fe3O4 被還原成 FeO 的反應(yīng)平衡曲線； c 曲線(qxin)： FeO 被還原成 Fe 的反應(yīng)平衡

10、曲線； d 曲線(qxin)： Fe3O4 被還原成 Fe 的反應(yīng)平衡曲線。 與 b 、c 相交的曲線為碳氧化反應(yīng)的平衡曲線 在do，oc線以上Fe穩(wěn)定存在；do，ob線以下部分Fe3O4穩(wěn)定存在，在ob 、oc線之間FeO穩(wěn)定存在；只有當(dāng)溫度高于碳的氧化反應(yīng)平衡曲線與FeO被還原成Fe的反應(yīng)平衡曲線的焦點(diǎn)溫度時(shí)氣相中的CO百分含量（濃度）才能使FeO被還原成Fe；即溫度高于 680 o C，CO的百分含量超過61%。 （2）影響還原過程和鐵粉質(zhì)量中的因素原料的影響 包括原料中雜質(zhì)的影響（SiO2）和原料粒度(原料越細(xì)，界面越大，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行)的影響。還原工藝條件 包括還原溫度、時(shí)間和料層厚度

11、的影響添加劑：固體碳，返回料，氣體還原劑，堿金屬鹽海綿鐵的處理（退火）固體碳還原劑的影響：類型：木炭，焦炭，無煙煤；用量：由氧化鐵含氧量決定12、固體碳還原鐵粉時(shí)，氣體平衡條件如圖所示，分析圖中各區(qū)域的含義，個(gè)線段含義和1、2、3、4、5、6點(diǎn)的含義。答：固體碳還原平衡氣相圖有兩部分疊加而成：固體碳?xì)饣磻?yīng)和氧化鐵還原-氧化平衡反應(yīng)。固體碳?xì)饣磻?yīng)在表示固體碳氧化形成CO和CO2的氣相組成隨溫度變化的情況，氧化鐵還原-氧化平衡反應(yīng)指各種溫度下反應(yīng)平衡條件、對(duì)氣氛組成的要求。圖中的曲線對(duì)應(yīng)的平衡狀態(tài)，改變氣體組成，或保持氣體組成。改變溫度，都會(huì)破壞平衡條件，結(jié)果是或氧化，或還原。球在滾筒中的基本

12、狀態(tài)：（a）低轉(zhuǎn)速, 瀉落,摩擦效果 (b)適宜轉(zhuǎn)速,拋落摩擦,撞擊破碎( c)高轉(zhuǎn)速，臨界轉(zhuǎn)速球磨粉碎物料的作用主要取決于球和物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)球和物料的運(yùn)動(dòng) 取決于球磨桶的轉(zhuǎn)速 影響球磨的因素(yn s)有哪些？球筒的轉(zhuǎn)速(zhun s)：n工=（0.700.75）n臨界時(shí)，發(fā)生拋落；n工=0.6n臨界時(shí)，球體以滾動(dòng)為主；n工0.6n臨界時(shí)，球體以滑動(dòng)為主。裝球量：過大或過小都會(huì)使研磨效率(xio l)下率降低。球料比：料太少，球的磨損太大，量過多，則磨削面積不夠，不能很好的研磨細(xì)粉。球的大?。喝羟虻闹睆叫。|(zhì)量輕，則對(duì)物料的沖擊力弱；但球的直徑太大，則球個(gè)數(shù)太少，磨削面積減少，效率降低。研磨

13、介質(zhì)：分為干磨和濕磨，后者多采用水、酒精、丙酮等，可以減少氧化，物料偏析，冷焊、團(tuán)聚等問題，還可以改善勞動(dòng)環(huán)境。被研磨物料的性質(zhì)：物料存在著極限研磨的大小。公式：由顆粒尺寸變化與總能關(guān)系:g: 常數(shù) a:經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，在1 到 2之間6、機(jī)械合金化的過程怎么樣？列舉23個(gè)應(yīng)用。過程1、初始激活，延性粉末顆粒扁平化；脆性顆粒破碎形成原子化表面；2、活性化合粉末焊接后合金化，各顆粒間距接近原子級(jí)水平；產(chǎn)生大量缺陷（主要為位錯(cuò)）；加速固相擴(kuò)散反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)合金化；3、合金化結(jié)束，合金化過程基本完成或極其緩慢；整個(gè)原子體系處于平衡化（存在大量缺陷或非晶結(jié)構(gòu)）；4、微顆?；途Яｎw粒細(xì)化，非晶晶化，部分結(jié)構(gòu)發(fā)生

14、回復(fù)。應(yīng)用：面心立方金屬AlCu，CuAg等延性/延性粉末球磨體系。氣體霧化制粉可分為哪里幾個(gè)區(qū)域？每個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)是什么？氣體霧化制粉過程可分解為金屬液流負(fù)壓紊流區(qū)，原始液滴形成區(qū)，有效霧化區(qū)和冷卻凝固區(qū)等四個(gè)區(qū)域。其特點(diǎn)如下： 金屬液流紊流區(qū)：金屬液流在霧化氣體的回流作用下，金屬流柱流動(dòng)受到阻礙，破壞了層流 狀態(tài)，產(chǎn)生紊流； 原始液滴形成區(qū)：由于下端霧化氣體的沖刷，對(duì)紊流金屬液流產(chǎn)生牽張作用，金屬流柱被拉斷，形成帶狀 - 管狀原始液滴； 有效霧化區(qū)： 因高速運(yùn)動(dòng)霧化氣體攜帶大量動(dòng)能對(duì)形成帶狀 - 管狀原始液滴的沖擊，使之破碎，成為微小金屬液滴； 冷卻區(qū)凝固區(qū)： 此時(shí)，微小液滴離開有效霧化區(qū)，

15、冷卻，并由于表面張力作用逐漸球化。 PS：霧化法：直接擊碎液體金屬或合金而制得粉末的方法。二流霧化法：用高速氣流或高壓水流擊碎熔融金屬液流以獲得金屬液流的方法，分氣體霧化和水霧化。17為了減少和防止堵塞，設(shè)計(jì)噴嘴時(shí)采用的措施：1）減小噴射頂角或氣流與金屬液流間的夾角 研究表明，氣流壓力在0.4MPa以上時(shí)， 環(huán)孔式噴嘴(pnzu)，噴射頂角為60較好。 環(huán)縫式噴嘴(pnzu)，噴射頂角為45較好。2）增加噴口與金屬液流軸線(zhu xin)間的距離，提高穩(wěn)定性3）環(huán)縫寬度不能過小，間隙均勻；4）金屬液流嘴伸長(zhǎng)超出噴口水平面外，粉末略粗；5）增加輔助風(fēng)孔和二次風(fēng)。6）水霧化改環(huán)流為板流。為什么采

16、用環(huán)縫形噴嘴容易引起露嘴堵塞 , 采用什么辦法可以解決這一問題 ？ 解： 當(dāng)采用環(huán)縫形噴嘴時(shí) , 由于錐型的氣流形成密閉的空間 , 導(dǎo)致金屬流柱下流受阻 , 而堵塞噴嘴 . 采用 v 型噴嘴可以解決這一問題。18影響霧化粉末性能的因素 p67答：（1）霧化介質(zhì)：A、霧化介質(zhì)類別的影響 空氣：霧化過程中氧化不嚴(yán)重或霧化后經(jīng)還原處理可脫氧的金屬，如Cu、Fe、碳鋼等惰性氣體：可以減少金屬液的氧化和氣體溶解。水：（a）由于水的比熱容比氣體大很多，對(duì)金屬的冷卻能力強(qiáng)。因此，用水作霧化介質(zhì)時(shí)，粉末多為不規(guī)則形狀，同時(shí)，隨著霧化壓力的提高，不規(guī)則形狀的顆粒愈多，顆粒的經(jīng)歷結(jié)構(gòu)愈細(xì)。氣體霧化易得球形粉，水霧

17、化易得不規(guī)則粉。（b）由于金屬液滴冷卻速度快，粉末表面氧化大大減少。所以，F(xiàn)e、低碳鋼、合金鋼多用水霧化制粉。B.霧化介質(zhì)獲得細(xì)粉末的條件: 壓力大，速度快，能量大破碎力強(qiáng)，粉末越細(xì)。金屬液體：A.屬液的表面張力和黏度金屬流表面張力大，粘度小，得球形粉末，粉末粒度偏粗。相反，金屬流表面張力小，液滴易變形，所得粉末多呈不規(guī)則狀，粒度也減小。B金屬液過熱溫度的影響其他工藝因素：A、噴射參數(shù) B、聚粉裝置19電解制粉電解方法制得的粉末常呈樹枝狀或海綿狀影響粉末粒度(l d)和電流效率的因素。電解液的組成(z chn)：金屬離子濃度的多少 離子濃度增大，電流效率增大，粉末粒度(l d)變粗，要得到細(xì)粉

18、，則要降低電流效率；酸度的影響，一般認(rèn)為，如果在陰極上氫與金屬同時(shí)析出，則有利于得到松散粉末，對(duì)于H+濃度對(duì)電流效率的影響，一般認(rèn)為，提高酸度有利于氫的析出，電流效率是降低的；添加劑的影響，添加劑可分為電解質(zhì)添加劑和非電解質(zhì)添加劑兩類，非電解質(zhì)添加劑吸附在晶粒表面阻止其長(zhǎng)大，金屬離子被迫建立新核，形成細(xì)粉；電解質(zhì)添加劑的作用主要是提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性和控制PH在一定范圍內(nèi)。電解制粉的條件：電流密度的影響，在能夠析出粉末的電流密度范圍內(nèi)，電流密度越高，粉末越細(xì)，但電流密度的增加，電流效率降低。電解液的溫度，提高電解液的溫度后，擴(kuò)散速度增大，晶粒長(zhǎng)大速度也增大，所以粉末變粗。電解溫度的升高，電流效率

19、稍微增加。電解時(shí)的攪拌影響，攪拌速度高，粒度組成中粗顆粒的含量增加。刷粉周期，周期短有利于生成細(xì)粉，長(zhǎng)時(shí)間不刷粉，陰極表面增加，相對(duì)降低了電流密度。顆粒密度：比重法測(cè)量真密度: 粉末材料理論密度有效密度（比重瓶密度）: 只包含粉末閉孔隙的密度似密度（表觀密度）: 既包含開孔又閉孔隙的粉末密度22顯微硬度, 粉末強(qiáng)度愈高，硬度愈高，混合粉末的強(qiáng)度比合金粉末的硬度低，合金化可以使得金屬?gòu)?qiáng)化, 硬度隨之提高；不同方法生產(chǎn)同一種金屬的粉末，顯微硬度不同。粉末純度越高，則硬度越低，粉末退火降低加工硬化程度、減少氧、碳等雜質(zhì)含量后，硬度降低。硬度反映了粉末的塑性，對(duì)粉末的壓制性能有重要的影響，模壓成型時(shí)對(duì)

20、模具的壽命影響顯著。粉末的工藝性能有哪些(nxi)？有何影響？工藝性能：松裝密度(md)，流動(dòng)性，壓縮性，成形性和燒結(jié)性能。松裝密度以及粉末的流動(dòng)性的影響因素很大程度上是一致的，主要取決于顆粒密度、粉末表面狀態(tài)、粉末粒度及組成、粉末的干濕程度等。粉末越細(xì)，流動(dòng)性質(zhì)越明顯。壓縮性與成形性的關(guān)系(gun x)：成形性好的粉末壓縮性差；壓縮性好的粉末，成形性差。如松裝密度大的粉末，壓縮性好，但是成形性差；細(xì)粉末的成形性好，而壓縮性卻較差。流動(dòng)性的影響流動(dòng)性與顆粒密度、表觀密度相關(guān)。如果粉末的相對(duì)密度不變，顆粒密度越高，流動(dòng)性越好；顆粒密度不變，相對(duì)密度的增大會(huì)使流動(dòng)性提高; 對(duì)球形Al粉，盡管相對(duì)密

21、度較大，但由于顆粒密度小，流動(dòng)性仍比較差; 同松裝密度一樣流動(dòng)性受顆粒間粘附作用的影響，因此，顆粒表面吸附水分、氣體, 加入成形劑(binder, lubricant) 減低粉末的流動(dòng)性;流動(dòng)性會(huì)直接影響壓制過程自動(dòng)裝粉和壓件密度的均勻性，自動(dòng)壓制工藝中必須考慮的重要工藝性能-制粒沉降法分析一個(gè)球形粉末粒度，設(shè)顆粒直徑為8微米，如果粉末分散在設(shè)定100mm高的水柱中，求粉末沉降的速度： v=h/t=gd2(1-2)/(18) 這里，H=height=0.1m g=地球引力常數(shù)=9.8m/s2 d=顆粒直徑=810-6m 1=Ni粉密度=8.9103kg/m3 2 =水密度=103kg/m3 =

22、水的粘度=10-3kg/m/s 算出的速度為2.810-4m/s，對(duì)于設(shè)定高度為0.1米, 相應(yīng)的時(shí)間是約360s或6分鐘,雷諾系數(shù)為2.210-3 了解粉末粒度的測(cè)試方法。篩分析法，適合于較粗粒度的粉末的分析。測(cè)得粉末顆粒的最大外形尺寸。顯微鏡法，此法測(cè)得的是顆粒的定向徑或投影徑，并且易于觀察顆粒的表面形貌。沉降分析，適合于粒度細(xì)小的粉末分析。X射線衍射，納米粉末的粒度分析。激光衍射Fsss和BET方法都能測(cè)量粉末比表面積，為什么Fsss只能測(cè)得二次顆粒直徑，而BET 能測(cè)一次顆粒直徑？ 答： BET方法是根據(jù)氣體分子表面吸附總量，即氣體吸附前后壓力變化，來計(jì)算和測(cè)量粉末總表面積，然后根據(jù)表

23、面積與顆粒（等效球形）換算后得到； Fsss測(cè)試原理是粉末體中空隙構(gòu)成毛細(xì)管對(duì)氣體分子阻力（壓力降）來測(cè)得，毛細(xì)管孔壁可視為粉末外表面積，體中空隙構(gòu)成毛細(xì)管為氣體分子有效流經(jīng)管道，一次顆粒間的間隙通常為開孔孔道，一端可能封閉，氣體不能流通，因此該部分難以測(cè)試和計(jì)算在內(nèi)。成型前粉末(fnm)要進(jìn)行哪些預(yù)處理？還原(hun yun)退火 作用：降低(jingd)氧碳含量，提高純度；消除加工硬化，改善粉末壓制性能；粉末鈍化，使細(xì)粉末適度變粗，或形成氧化薄膜，防止粉末自燃?；旌希翰煌煞值姆勰┙柚谕饬ψ饔脤?shí)現(xiàn)顆粒組份間分布均勻的過程；合批：同類粉末或粉末混合物的混合消除因粉末在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的偏析或

24、在粉末生產(chǎn)過程中不同批號(hào)粉末之間的性能差異獲得性能均勻的粉末料。成形劑和潤(rùn)滑劑 成形劑 (非增塑成形)，場(chǎng)合：1)硬質(zhì)粉末：如硬質(zhì)合金,陶瓷等粉末，變形抗力很高難以通過壓制所產(chǎn)生的變形而賦予粉末坯體足夠的強(qiáng)度，添加成形劑提高生坯強(qiáng)度，利于成形。 潤(rùn)滑劑，降低粉末顆粒與模壁間的摩擦。制粒 細(xì)小顆?；蛴操|(zhì)粉末，為了成形添加成形劑，改善流動(dòng)性添加粘結(jié)劑，進(jìn)行自動(dòng)壓制或壓制形狀較復(fù)雜的大型P/M制品，粉末結(jié)塊。原理：借助于聚合物的粘結(jié)作用將若干細(xì)小顆粒形成團(tuán)粒。壓制過程中應(yīng)力的變化過程，壓制壓力和壓坯密度的關(guān)系。壓模中各部分的應(yīng)力不相等：上部應(yīng)力比底部應(yīng)力大，接近模沖的上部同一斷面，邊 緣應(yīng)力比中心部

25、位大遠(yuǎn)離模沖底部，中心部位比邊緣應(yīng)力大。 滑動(dòng)階段：粉末顆粒發(fā)生位移，填充孔隙，密度增加很快； 臨界階段：壓力繼續(xù)增加時(shí)，壓坯密度幾乎不變。由于第階段后密度已達(dá)到一定 值，粉末體出現(xiàn)一定的壓縮阻力；脆性粉末，此階段較明顯，曲線平坦；塑性粉末，此階段不明顯甚至消失，如銅、錫、鉛。變形階段：隨著壓力升高，壓坯的相對(duì)密度又繼續(xù)增加，因?yàn)楫?dāng)壓制壓力超過粉末的臨界應(yīng)力后，粉末顆粒開始變形，其位移和變形都能起到作用分析單軸壓制和等經(jīng)壓制過程受力狀態(tài)單軸壓制和等靜壓制的差別在于粉體的受力狀態(tài)不同，一般單軸壓制在剛模中完成，等靜壓制則在軟模中進(jìn)行；在單軸壓制時(shí)，由于只是在單軸方向施加外力，模壁側(cè)壓力小于壓制方

26、向受力，因此應(yīng)力狀態(tài)各向異性， 1 2= 3 導(dǎo)致壓坯中各處密度分布不均勻；等靜壓制時(shí)由于應(yīng)力均勻來自各個(gè)方向，且通過水靜壓力進(jìn)行，各方向壓力大小相等，粉體中各處應(yīng)力分布均勻， 1= 2= 3 因此壓坯中各處的密度基本一致。等靜壓制和鋼模壓制比較(bjio)有哪些優(yōu)點(diǎn)1能夠壓制具有(jyu)凹形，空心等復(fù)雜形狀的壓件；2壓制時(shí)，粉末體與彈性模具的相對(duì)移動(dòng)較小，摩擦(mc)損耗較小，單位壓制壓力較低；3能夠壓制各種金屬粉末以及非金屬粉末，壓制坯件密度分布均勻，4壓坯強(qiáng)度高5成本低廉6能夠在較低溫度下制得接近完全致密的材料增塑擠壓成型：將具有一定黏結(jié)力和良好塑性的有機(jī)物與金屬粉末組成的混合料在擠壓

27、模內(nèi)經(jīng)受壓力的作用，使物料通過規(guī)定幾何形狀的模嘴擠出管材和棒材。工藝過程：粉料+增塑劑混合預(yù)壓擠壓擠壓坯主要影響因素石蠟的加入量，明顯的影響擠壓壓力和顆粒間的結(jié)合力。石蠟加入量過多可降低擠壓壓力，但顆粒間的結(jié)合力結(jié)合力減弱會(huì)使壓坯強(qiáng)度下降；石蠟加入量過少，會(huì)產(chǎn)生較大摩擦阻力，是擠壓壓力增大。一般粉末越細(xì)，需加入石蠟的量越多。預(yù)壓壓力，預(yù)壓的作用在于盡可能除去擠壓前混合料中的氣體，擴(kuò)大粉末表面與增塑料的接觸，使混合料組分分布均勻，物料初步致密化。擠壓溫度，一般來說，擠壓溫度升高，塑性變好，但過高會(huì)使石蠟的強(qiáng)度和粘接能力下降，導(dǎo)致擠壓壓力急劇下降，壓坯軟化。擠壓速度，擠壓速度過快，壓坯易發(fā)生斷裂。

28、溫壓成型技術(shù)：將粉末置入模具內(nèi)，將粉末與模具加熱到150左右并壓制成形的一種剛性模壓制技術(shù)。工藝過程：粉末和粘結(jié)劑的混合料粉末置入模具中，預(yù)壓制成形加熱至130-150溫壓(600-750MPa)溫壓壓坯燒結(jié)溫壓零部件。特點(diǎn)低成本制造高性能P/M零部件：加工工序少 模具壽命長(zhǎng) ；零件形狀復(fù)雜程度提高。壓坯密度高：相對(duì)密度提高0.02-0.06 孔隙度降低2-6%。便于制造形狀復(fù)雜的零部件：低的脫模壓力：30%；彈性后效小，50% 外摩擦力；高的壓坯強(qiáng)度：25-100%；高的結(jié)合強(qiáng)度與大的接觸面積；密度分布均勻：密度差0.1-0.2g/cm3 殘留應(yīng)力4)零件強(qiáng)度高(同質(zhì)、同密度)：極限抗拉強(qiáng)度

29、10%，燒結(jié)態(tài)達(dá)1200MPa；疲勞強(qiáng)度10%；若經(jīng)適度復(fù)壓，與粉末鍛件相當(dāng)；5)零件表面質(zhì)量高；精度提高2個(gè)IT級(jí)；模具壽命長(zhǎng)(模具磨損少)6)壓制壓力降低：同壓坯密度時(shí)，壓力降低140Mpa；提高壓機(jī)容量注射(zhsh)成型：粉末與粘結(jié)劑混合(hnh)后制成適合于注射成型的喂料，升溫使喂料產(chǎn)生較好的流動(dòng)性，在一定壓力下用注射成型機(jī)將喂料注射到模具的型腔中制成毛坯，冷卻固化的成型體在一定的溫度下進(jìn)行脫脂，去除(q ch)毛坯中黏結(jié)劑再燒結(jié)得到產(chǎn)品。工藝過程：金屬粉末+粘結(jié)劑混料制粒注射成形脫粘燒結(jié)必要的后處理特點(diǎn)：周期短，生產(chǎn)率高，自動(dòng)化控制，密度均勻，尺寸精度高，適合生產(chǎn)形狀復(fù)雜的小型零件

30、。粉末注射成形常用的粉末顆粒一般在2-8um，一般小于30um，粉末形狀多為球形，顆粒外形比最好在1-1.5之間，具有相當(dāng)寬或窄的粒度分布，填充密度較高。注射成型是整個(gè)工藝流程的關(guān)鍵工序，注射成形時(shí)，對(duì)可能產(chǎn)生缺陷的控制應(yīng)從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮：（1）注射溫度、壓力、時(shí)間等工藝參數(shù)的設(shè)定；（2）填充是喂料在模腔中的流動(dòng)控制。燒結(jié)過程的驅(qū)動(dòng)力有哪些1 作用在燒結(jié)頸上的原動(dòng)力粉末系統(tǒng)過剩自由能的降低2 燒結(jié)擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力空位濃度梯度3 蒸發(fā)-凝聚物質(zhì)遷移動(dòng)力蒸汽壓差4 燒結(jié)收縮應(yīng)力宏觀燒結(jié)應(yīng)力 了解物質(zhì)遷移的過程有哪些1）表面遷移顆粒表面 頸部表面 (1)表面擴(kuò)散 球表面層原子向頸部擴(kuò)散(2)蒸發(fā)-凝聚

31、表面層原子向空間蒸發(fā)，借助蒸汽壓差通過氣相向頸部空間擴(kuò)散，沉積在頸部表面。2)宏觀（體積）遷移顆粒內(nèi)部的物質(zhì) 頸部 (1)體積擴(kuò)散，借助于空位運(yùn)動(dòng)，球內(nèi)原子等向頸部遷移粘性流動(dòng)，非晶材料在剪切應(yīng)力作用下，產(chǎn)生粘性流動(dòng)，物質(zhì)自顆粒內(nèi)部向頸部遷移塑性流動(dòng)，燒結(jié)溫度接近物質(zhì)熔點(diǎn)，當(dāng)頸部的拉伸應(yīng)力大于物質(zhì)的屈服強(qiáng)度時(shí)，發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致物質(zhì)向頸部遷移晶界擴(kuò)散，晶界為快速擴(kuò)散通道，原子沿顆粒內(nèi)晶界向頸部遷移位錯(cuò)管道擴(kuò)散 ，位錯(cuò)為非完整區(qū)域，原子易于沿此通道向頸部擴(kuò)散，導(dǎo)致物質(zhì)遷移單元或多元固相燒結(jié)的特點(diǎn)和過程單元系：純金屬、固定化學(xué)成分的化合物和均勻固溶體的粉末燒結(jié)。擴(kuò)散和流動(dòng)是單元系燒結(jié)的主要物質(zhì)遷移

32、機(jī)構(gòu)。低溫預(yù)燒階段（0.25）：發(fā)生金屬的回復(fù)，物理吸附物的分解、排除。中溫升溫?zé)Y(jié)階段（0.40.55）：出現(xiàn)再結(jié)晶，顆粒表面氧化物分解，形成燒結(jié)頸。 高溫?zé)Y(jié)保溫完成階段（=0.50.85）：形成大量閉孔，孔隙尺寸、數(shù)量減少，燒結(jié)體密度顯著增加。燒結(jié)體顯微(xin wi)組織的變化：孔隙變化，燒結(jié)過程中連通孔隙的不斷消失與隔離閉孔的收縮(shu su)是貫穿燒結(jié)全過程的組織變化特征組織變化(binhu)，回復(fù)；結(jié)晶；再結(jié)晶。多元系:由兩種或兩種以上的組元（元素、化合物、合金、固溶體），在其低熔點(diǎn)組元的熔點(diǎn)溫度以下進(jìn)行固相燒結(jié)的過程。特點(diǎn)：在多元系固相燒結(jié)的同時(shí)，發(fā)生合金化（單元系只有致密化

33、過程）1) 發(fā)生基本的微觀結(jié)構(gòu)演化（即孔隙尺寸、形狀的改變和數(shù)量變化）2) 發(fā)生組元間的合金化過程牽涉到 溶解反應(yīng)，合金化反應(yīng)，固態(tài)擴(kuò)散。固態(tài)擴(kuò)散是一緩慢的過程，對(duì)合金化的均勻化速度起控制作用。液相燒結(jié)的條件有哪些液相燒結(jié)的三個(gè)基本條件：潤(rùn)濕性、溶解度和液相數(shù)量（1）液相必須潤(rùn)濕固相顆粒：這是液相燒結(jié)得以進(jìn)行的前提（否則產(chǎn)生反燒結(jié)現(xiàn)象）。即燒結(jié)體系需滿足方程 S=SL+LCOS (為潤(rùn)濕角)液相燒結(jié)需滿足的潤(rùn)濕條件是90O，固相顆粒將液相推出燒結(jié)體，發(fā)生反燒結(jié)現(xiàn)象。當(dāng)090，燒結(jié)開始時(shí)液相即使生成，液會(huì)很快跑出燒結(jié)體外，稱為滲出。這樣，燒結(jié)合金中的低熔組分將大部分損失掉，使燒結(jié)致密化過程不能順

34、利完成。液相只有具備完全或部分潤(rùn)濕的條件，才能滲入顆粒的微孔和裂隙甚至晶粒間界。（2）固相在液相中具有有限的溶解度：有限的溶解可改善潤(rùn)濕性；增加液相的數(shù)量即體積分?jǐn)?shù)，促進(jìn)致密化；馬欒哥尼效應(yīng)（溶質(zhì)濃度的變化導(dǎo)致液體表面張力的不同，產(chǎn)生液相流動(dòng)）有利于液相遷移；增加了固相物質(zhì)遷移通道，加速燒結(jié)；顆粒表面突出部位的化學(xué)位較高產(chǎn)生優(yōu)先溶解，通過擴(kuò)散和液相流動(dòng)在顆粒凹陷處析出，改善固相晶粒的形貌和減小顆粒重排的阻力。但較高的溶解度導(dǎo)致燒結(jié)體的變形和為晶粒異常長(zhǎng)大提供條件，這是不希望的。（3）液相數(shù)量：在一般情況下，液相數(shù)量的增加有利于液相均勻地包覆固相顆粒，為顆粒重排列提供足夠的空間和致密化創(chuàng)造條件。

35、同時(shí)，也可減小固相顆粒間的接觸機(jī)會(huì)。但過大的液相數(shù)量造成燒結(jié)體的形狀保持性下降。在FeCu系燒結(jié)過程中，隨Cu含量增加，為何體系出現(xiàn)先膨脹后收縮（Cu約8%）后收縮的現(xiàn)象Cu含量較低時(shí)，F(xiàn)eCu系為瞬時(shí)液相燒結(jié)，燒結(jié)后期液相消失，銅形成液相后向鐵中擴(kuò)散，大量溶解于固相顆粒內(nèi)，而且原來銅粉存在的地方留下了一些微孔，故燒結(jié)體出現(xiàn)膨脹。當(dāng)銅的含量達(dá)到Fe的飽和溶解度（WCu=8%，1150C）時(shí)，膨脹達(dá)到最高值。這時(shí)銅完全溶于固相骨架，形成固溶體，液相完全消失。當(dāng)銅的含量超過飽和溶解度后，隨著銅含量的增加，液相也增加，所以變成典型的液相燒結(jié)，收縮值又重新增大。燒結(jié)時(shí)間不同，收縮值也不同。Cu-Sn合

36、金燒結(jié)過程(guchng)中為何出現(xiàn)先膨脹后收縮現(xiàn)象？答：由于銅和錫的互擴(kuò)散系數(shù)不相等，產(chǎn)生柯肯德爾效應(yīng)，即在具有較大互擴(kuò)散系數(shù)原子的區(qū)域內(nèi)形成過剩(gushng)空位，然后聚集成微孔隙，從而使燒結(jié)合金出現(xiàn)膨脹，燒結(jié)溫度超過800度時(shí)，收縮發(fā)生，液相形成。了解活化燒結(jié)、強(qiáng)化燒結(jié)及燒結(jié)后處理等過程(guchng)機(jī)制活化燒結(jié)系指能降低燒結(jié)活化能，使體系的燒結(jié)在較低的溫度下以較快的速度進(jìn)行、燒結(jié)體性能得以提高的燒結(jié)方法從方法上可以分為兩種：依靠外界因素活化燒結(jié)過程；提高粉末活性，使燒結(jié)過程活化。動(dòng)力學(xué)因素依賴于活化劑的擴(kuò)散速度。（太多了，不想打了，自己看P307312） 強(qiáng)化燒結(jié)（enhanced

37、 sintering）泛指能夠增加燒結(jié)速率，或能夠強(qiáng)化燒結(jié)體性能（合金化或抑制晶粒長(zhǎng)大）的所有燒結(jié)過程位錯(cuò)激活燒結(jié)，高溫?zé)Y(jié)，活化燒結(jié)，液相燒結(jié)，自蔓燃反應(yīng)燒結(jié)燒結(jié)后處理通常包括表面處理、陽極化處理、浸漬處理 、噴砂和摩擦剖光處理、探傷檢查等工藝技術(shù)過程，目的是進(jìn)一步提高燒結(jié)產(chǎn)品的性能，提高產(chǎn)品的尺寸精度。表面處理能夠用于改善材料的外觀、表面狀況及提高材料的性能。燒結(jié)后表面處理包括去飛邊、涂層、噴鍍、涂漆上包等。浸漬是使產(chǎn)品孔隙中含有油類液體，以達(dá)到自潤(rùn)滑的作用，或在孔洞中填滿聚合物來改善耐蝕性和加工性。陽極化處理是在零件表面形成穩(wěn)定的氧化物，目的是上色，起到改善部件外觀的作用。噴砂與摩擦剖光

38、處理是提高粉末冶金零部件疲勞壽命的一種方式。探傷是指在生產(chǎn)過程中找缺陷而不是在元件制成后再找不合格的產(chǎn)品，使材料成形后的一項(xiàng)重要性能檢查工作。應(yīng)用分析題有兩種鐵基粉末原料A（A粉：Fe1.5Ni0.5Mo1.5Cu0.5C，為元素混合粉末鐵分為水霧化純鐵粉）與B(B粉：Fe1.5Ni0.5Mo1.0Cu0.5C，其中鐵粉是含Ni、Mo的水霧化合金鋼分；粉末中均添加了0.6%的潤(rùn)滑劑）若兩者質(zhì)量相同并且與相同的圓柱形壓模中在500Mpa下進(jìn)行壓制，請(qǐng)回答：兩者脫模后，壓坯高度是否一致？為什么？若對(duì)兩種粉末所得壓坯進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試，兩者的抗壓強(qiáng)度是否(sh fu)相同？為什么？不一致。A粉中的鐵粉

39、為純水霧化(w hu)鐵粉，而B粉中的鐵粉為合金化鐵粉，合金化鐵粉的晶粒內(nèi)有較大的晶格畸變程度，粉末顯微硬度肩高，變形抗力較大，粉末的壓縮性能較差：此外，合金化鐵粉在脫模時(shí)彈性后效也較A粉的大。這兩個(gè)原因都會(huì)導(dǎo)致A粉的壓坯高度低于B粉的壓坯高度。不相同(xin tn)。由于A粉的壓縮性好，壓制過程中粉末塑性變形較大，粉末間的接觸面積較大，機(jī)械嚙合力較高，導(dǎo)致A粉的壓坯抗壓強(qiáng)度高于B粉的壓坯抗壓強(qiáng)度。某同學(xué)采用3.5微米的鎢粉為原料通過穩(wěn)定液相燒結(jié)技術(shù)制備W-10Cu與W-7Ni-3Fe；兩種合金，其設(shè)計(jì)的燒結(jié)條件是：在氫氣中于1500燒結(jié)2個(gè)小時(shí)，兩種合金的相對(duì)密度是否相同？為什么？ （這道題有點(diǎn)不確定,但我覺得原理大致是這樣的，你們可以考慮一下。）不相同，W7Ni3Fe的相對(duì)密度較大，材料致密性較好。對(duì)于W7Ni3Fe來說，由于Ni的熔點(diǎn)為1420C，F(xiàn)e的熔點(diǎn)為1534C，在1500C時(shí)Ni會(huì)發(fā)生溶解，形成液相，在燒結(jié)過程中，W7Ni3Fe發(fā)生的是