粉末冶金技术

粉末冶金技术名词解释：1，熔解析出：溶解和析出阶段。如果固相在液相中可以溶解，则在液相出现后，特别是细小的粉末和粗大的颗粒的凸起及棱角部分会在液相中溶解消失。由于细小的粉末颗粒在液相中的溶解度要比粗颗粒大，因此在细小颗粒溶解的同时，也会在粗颗粒表面上有析出的颗粒。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。3，密度等高线：密度相同的区域连在一起形成的类似等高线的线分布4，比表面：粉末比表面定义为1g质量的粉末所具有的总表面积，用m2/g表示；致密固体的比表面用m2/cm3为单位，称容积比表面。粉末比表面是粉末的平均粒度、颗粒形状和颗粒密度的函数。5，二流雾化：借助高压水流或气流的冲击来破碎液流，称为水雾化或气雾化．也称二流雾化。6，临界转速:当转速达一定的速度时，球体受离心力的作用，一直紧贴在圆筒壁上，以致不能跌落，物料就不能被粉碎。这种情况下的转速称为临界转速。7,松装密度:松装密度是粉末试样自然地充满规定的容器时，单位容积的粉末质量。8,标准筛:标准筛，采用SUS304（0Cr18ni9）不锈钢拉伸抛光而成,壁厚0.6毫米,表面光可鉴人，整体成型坚固耐用,没有磁性,筛网与筛框通过锡焊固定,不会松弛。9,粒度分布:由于组成粉末的无数颗粒一般粒径不同，故又用具有不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量表示粉末的粒度组成，又称粒度分布.10,二次颗粒:单颗粒如果以某种形式聚集11,真密度:粉末质量与除去开孔和闭孔体积的粉末体积的比值，是材料的理论密度12,相对密度:压坯密度与真密度的比。13,压坯密度:压坯密度是压坯单位体积实际质量的平均值，用g/cm3表示。14,团粒:由单颗粒或二次颗粒依靠范德华的作用下结合而成的粉末颗粒，易于分散.15,粉末压制性:压制性是压缩性和成形性的总称。压缩性就是金属粉末在规定的压制条件下被压紧的能力。成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力。16,粉末流动性:粉末的流动性指50g粉末从标准流速漏斗流出所需的时间，单位为s/50g，其倒数是单位时间流出粉末的质量，称为流速。17,致密化：熔体内部空隙总体积减少、颗粒间距缩短、烧结体积收缩、密度增大的烧结现象。18，混合效应：分为干混、湿混。19，拱挢效应：粉料自由堆积的空隙率往往比理论计算值大得多，就是因为实际粉料不是球形，加上表面粗糙图表，以及附着和凝聚的作用，结果颗粒互相交错咬合，形成拱桥型空间，增大了空隙率。这种现象称为拱桥效应。20，合批：将相同成分而粒度不同的粉末混合。21，扩散机构：在烧结过程中，存在两种类型的物质迁移机构——物质的表面迁移和体积迁移。22，单元系粉末烧结：单相（纯金属、化合物、固体粉末）烧结-单相粉末的固相烧结过程。23，多元系粉末烧结：指两个或两个以上组元的粉末烧结过程包括反应烧结等。24，熔渗处理：采取一定方法使低熔点金属或合金渗入到多孔烧结制品的孔隙，以改善制品性能的一种方法。25，活化烧结：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密度和其它性能得到提高的方法称为活性烧结。26，强化烧结：反应烧结是指通过添加物的作用，使反应与烧结同时进行的一种烧结方法。又称强化烧结。更为严谨的，活化烧结和强化烧结有所不同。活化烧结指可以降低烧结活化能，使体系的烧结可以在较低的温度下以较快速度进行，并且使得烧结体性能提高的烧结方法。强化烧结泛指能增加烧结速率，或强化烧结体性能（通过合金化或者抑制晶粒长大）的所有烧结过程。27，保护气氛：在工作室中可以通入惰性气体或还原性气体作为保护气氛。28，注射成形：注射成形是将注射机熔融的塑料，在柱塞或螺杆推力作用下进入模具，经过冷却获得制品的过程。其过程是塑料在注塑机加热料筒中塑化后，有柱塞或往复螺杆注射到闭合模具的模腔中形成制品的塑料加工方法。一粉末冶金工艺的特点，定义，优缺点粉末冶金——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、复合材料以及各类型制品的工艺过程。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此也叫金属陶瓷法。粉末冶金的一个重要特点是它的表面和体积之比大。优点：1.难熔金属，化合物，假合金，多孔材料的制备；2.节约金属，降低成本；3.可制备高纯金属；4.保证成分配比的均匀性、正确性。缺点：1.粉末成本较高；2.一般情况下产品大小形状受限；3.烧结材料韧性一般较差。4.昂贵的粉末；5，压机，吨位要足够大。二粉末冶金的基本工序粉末冶金的基本工序是：（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。三粉末冶金的哪个阶段提高材料的利用率？为什么？压制阶段，压制的形状与最终形状很接近，举例说明：齿轮四金属还原制粉的还原剂应满足什么要求？1.能还原，金属氧化物的离解压大于还原物的离解压；2.还原剂的氧化产物及其本身不能污染金属且易被分离，常用气体五工业大批量制造铁基产品铁粉包括哪些？还原铁粉，雾化铁粉雾化：将熔融金属或合金直接破碎成细小液滴，然后冷凝成粉末。始于第二次世界大战生产铁粉。流程：金属→熔融→破碎→液滴→冷凝→粉末。原理：熔融金属借助介质（水、气、离心力、真空、超声波能量）的作用破碎成液滴，然后凝固成粉末。整个过程只要克服金属原子间的结合力就能把液体金属分散成液滴。相比较而言，机械法要克服固体金属原子间的结合力。因此，从能量消耗来看，雾化法是一种简便且经济的粉末冶金法。气体还原法制取的铁粉比固体还原法制取的要纯，从而得到了很大的发展。铁的氧化物的还原过程是分阶段进行的，即先从高价氧化铁还原成低价氧化铁，最后再还原成金属铁：Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe。采用“氢-铁”法制取铁粉，可以获得很高的纯度，非常适合于制造铁基粉末冶金零件以及用作为焊料。六压制有台阶的制品时下模冲采用整体式带来的后果？在压制横截面不同的复杂形状压坯时，必须保证整个压坯内的密度相同。否则，在脱模过程中，密度不同的衔接处就会由于应力的重新分布二产生断裂或分层。压坯密度的不均匀也将使烧结后的制品因收缩不同造成的变形也不同，从而出现开裂或歪扭。为了使横截面不同的复杂形状压坯的密度均匀，需要设计不同动作的多模冲压模，并且使他们的压缩比相等。七还原钨粉的过程如何，为什么颗粒易长大用氢还原三氧化钨的反应过程中，其总的反应为:WO3+3H2=W+3H20。但是，由于钨具有四种比较稳定的氧化物，还原反应实际上按下述四个反应顺序进行：WO3+0.11H2=WO2.90+0.1H20WO2.90+0.18H2=W02.72+0.18H2OWO2.72+0.72H2=WO2+0.72H20WO2+H2=W+2H20上述各反应均为吸热反应，因此升高反应温度有利于反应的进行。用蓝色氧化钨制取钨粉的工艺已得到推广。蓝色氧化钨是用仲钨酸按在400~600℃范围内煅烧而得。在钨粉的还原过程中，粉末粒度通常会长大。钨粉颗粒长大是由于在还原过程中，随着还原温度升高，三氧化钨的挥发性增大。此时，三氧化钨的蒸汽沉积在已被还原的低价氧化钨或金属钨粉的颗粒表面上，当此三氧化钨再度被还原时，就使钨粉颗粒长大。由于二氧化钨的挥发性比三氧化钨要低，因此可在工艺上采用二阶段还原法来制取钨粉。第一阶段先将三氧化钨还原为二氧化钨。此阶段的还原温度一般较低，二氧化钨颗粒不会过分长大。第二阶段是由二氧化钨还原为金属钨粉。这阶段颗粒长大趋势较第一阶段为小。因此可在此阶段采用较高的温度进行还原。采用二阶段还原钨粉的优点是可以得到细、中粒度的钨粉，提高钨粉质量的均匀性。如欲得到较粗颗粒的钨粉，可以采用一阶段的高温还原法来实现。八为什么用粉末冶金法制备纳米晶粒较困难？1.从烧结热力学角度，粉末太小后表面能很大，有利于致密化，对晶粒长大有利，不利于块体纳米晶；2.从烧结动力学角度，粉末颗粒很小，达到x/a很短，烧结过程非常快，烧结温度相对较低，有利于致密化，温度提高，纳米亚稳态有长大的走势，纳米结构不稳定3.总之，非常之困难九什么是粒度和粒度组成？粒径：直径，表示的颗粒大小，描述粉末粒度组成：不同粒度的颗粒占全部的百分比，描述粉末体十制粉技术的机械法物理化学法（定义，见PPT）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；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。十一机械研磨法工艺流程，球体运动的四个状态，四个力（冲击，摩擦，剪切，压缩），四个图记住，其中第三个图到最高点后应该是向前抛落研磨的任务包括：减少或增大粉末粒度；合金化；固态混料；改善、转变或改变材料的性能等。在大多数情况下，研磨的任务是使粉末的粒度变细。研磨后的金属粉末会有加工硬化，现状不规则以及出现流动性变坏和团块等特征。图1-1在球磨机中球体运动示意图(a)滑动；(b)滚动；(c)自由下落；(d)在临界转速时球体的运动十二什么是机械合金化？为什么能够实现？机械合金化是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。与机械混合法不同，用机械合金化制造的材料，其内部的均一性与原材料粉末的粒度无关。因此用较粗的原材料粉末（50-100μm）可制成超细弥散体（颗粒间距小于1μm）机械合金化与波动球磨的区别在于使球体运动的驱动力不同。转子搅动球体产生相当大的加速度并传给物料，因而对物料有较强烈的研磨作用。同时，球体的旋转运动在转子中心轴的周围产生漩涡作用，对物料产生强烈的环流，使铅末研磨的很均匀。十三影响粉末流动性的因素？流动性差的危害？粉末流动性的影响因素：颗粒间的摩擦。1.粉末形状，表面粗糙，流动性差2.理论密度，比重大，流动性增加3.粒度组成，细粉增加,流动性变差如果粉末的相对密度不变，颗粒密度越高，流动性约好；颗粒密度不变，相对密度的增大会使流动性提高；如Al粉，尽管相对密度较大，导游与颗粒密度小，流动性仍比较差。同松装密度一样流动性受颗粒间粘附作用的影响，因此，颗粒表面吸附水分、气体，加入成型剂减低粉末的流动性；危害：粉末流动性影响压制过程自动装粉和压件密度的均匀性，自动压制工艺中必须考虑的重要工艺性能---制粒工序,改善流动性;十四什么是弹性后效，影响因素有哪些？压制过程中，粉末颗粒要经受着不同程度的弹性变形和塑性变形，并在压坯内聚集了很大的内应力。当去除压力后，由于内应力作用，压坯会力图膨胀。这种压坯脱出压模后发生的膨胀现象称为弹性后效。弹性膨胀现象的原因是：粉末体在压制过程中受到压力作用后，粉末颗粒发生弹塑性变性，从而在压坯内部聚集很大的内应力——弹性内应力，其方向与颗粒所受的外力方向相反，力图阻止粉末颗粒变形。当压制压力消除后，弹性内应力便要松弛，改变颗粒的外形和颗粒间的接触状态，这就使粉末压坯发生膨胀。影响弹性后效大小的因素很多，如粉末的种类及其粉末特性（粒度和粒度组成、粉末颗粒形状、粉末硬度等）、压制压力大小、加压速度、压坯孔隙度、压模材质和结构以及成形剂等。电解铁粉、还原铁粉和雾化铁粉由于压制性能依次降低，所需压制压力依次加大，因而弹性后效依次加大。雾化铜粉的弹性后效随着成形压力的升高而增大。弹性后效还受粉末粒度的影响，如果还原铁粉的粒度小，则弹性后效大。另外，压模的材质和结构对弹性后效也有影响。十五多台阶粉末冶金零件，压模过程应注意什么？（与第六题相联系）1.组合压头；2.每个压头压缩比恒定（相同）十六压坯密度分布如何才能均匀？实践中，未来使压坯密度吩咐更加均匀，除了采用润滑剂和双向压制外，还可采用利用摩擦力的压制方法。虽然外摩擦是密度分布不均匀的主要原因，但在许多情况下却可以利用粉末与压膜零件之间的摩擦来减小密度分布的不均匀性。1.模具构造要变更；2.调整压坯形状（通过后序加工来造台阶）3.压制方法（双向压，等静压，改变压制方向）4.加润滑剂（流