粉末冶金提纲

1、1.粉末的制取1.2机械研磨法，比较适用脆性材料；塑性材料或合金制取粉末多采用涡旋研磨、冷气流粉碎等方法。强化球磨：提高研磨效率，采用振动球磨（缺点：弹簧高频率振动下易于疲劳；振幅小，进料粒度不能大）、行星球磨1.3雾化法水雾法（机制与特点），溅落 擦落气雾法，脱碳影响二流雾化性能的因素：1. 粒度，它包括平均粒度、粒度分布及可用粉末收得率等；2. 颗粒形状及与其有关的性能，如松装密度、流动性、压坯密度及比表面等；3. 颗粒的纯度和结构。雾化的方式：离心雾化（旋转圆盘雾化法、旋转坩埚雾化、旋转电机雾化）、辊筒雾化法、振动电机雾化法、熔滴雾化法、超声雾化法。1.4还原法碳还原还原基本方法：碳还原

2、法、气体还原法、金属热还原制铁粉的方法以及各自的特点氧化物还原、羰基法、电解、机械研磨、水雾法、离心雾化、气雾化电解铁粉、还原铁粉和雾化铁粉由于压制性能依次降低，所需压制力依次加大，因而弹性后效依次加大。2.粉末的性能及其测定一次颗粒，也就是单颗粒，粉末中能分开并独立存在的最小实体。二次颗粒，单颗粒以某种形式聚集而构成粉末的工艺性能包括松装密度、振实密度、流动性、压缩性和成形性粉末杂质1.与主要合金结合，形成固溶体或化合物的金属或非金属成分；2.从原料和从粉末生产过程中带入的机械杂质；3.粉末吸附的氧、水蒸气和其他气体（氮和二氧化碳）；4.制粉工艺带进的杂质。杂质浓度的测定：菲水测定法、氢损测

3、定、酸不溶物法粒径基准1.几何学粒径dg，用显微镜投影几何学原理测得的粒径称为投影径。2.当量粒径de，用沉降法、离心法或水力学的方法（风筛法、水簸法）测得。3.比表面粒径dsp，利用吸附法、透过法和润湿热法测定粉末的比表面，在换算成具有相同比表面值的均匀球形颗粒的直径表示。4.衍射粒径dsc。比重分布曲线、频度分布曲线、累计分布曲线粒度的测量方法：1.筛分析法，优点：最简单最快速。缺点：比较粗糙，分析时手工操作居多，卫生条件不好，分析用的粉末样数量较多，不能（或分析不准）分析形状明显不等轴的金属粉末和颗粒细微的粉末。2.显微镜法，缺点：操作繁琐和费力3.沉降分析法（A.沉降天平法，B.光透过

4、法，X光透过法，D.光扫描比浊法）4.淘析法粉末的比表面：定义为1g质量的粉末所具有的总表面积，用m2/g或cm2/g表示。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。比表面的测量方法1.气体吸附法（容量法、简易单点吸附法、质量法、热解吸色谱法）；2.透过发（空气透过发、低压气体透过法）；松装密度是粉末试样自然地充满规定容器时，单位容积的粉末质量。测量方法：漏斗法、斯科特容量计法或振动漏斗法振实密度，将粉末装入振动容器中，在规定的条件下经过振实后所测得的粉末密度。影响振实密度和松装密度的因素 松装密度是粉末自然堆积的密度，因而取决于颗粒间的粘附力、相对滑动的阻力以及粉末体孔隙被小颗粒

5、填充的程度、粉末体的密度、颗粒形状、颗粒密度和表面状态、粉末的粒度和粒度组成等因素。（1） 粉末颗粒形状越规则，其松装密度就越大；颗粒表面就越光滑，松装密度也越大；（2） 粉末颗粒越大，其松装密度越大；（3） 粉末颗粒越致密，松装密度越大；（4） 粉末粒度范围窄的粗细粉末，松装密度都较低。当粗细粉末按一定比例混合均匀后，可获得最大松装密度。流动性，50g粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间，单位s/50g。压缩性和成形性压缩性就是金属粉末在规定的压制条件下被压紧的能力。以压坯密度来衡量。成形性就是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力。以压坯强度来衡量。压缩性和成形性的矛盾 压缩性：针状、树枝状（

6、各向异性）>拱桥效应>难压缩>缝隙难以填充>压缩性好 成形性：啮合力小、流动性好>拱桥效应难以产生>缝隙被填充3.成形粉末的位移形式：粉末颗粒的接近，粉末颗粒的分离，粉末颗粒的滑动，粉末颗粒的转动，粉末颗粒因粉碎而产生的移动。粉末的变形：弹性变形、塑性变形和脆性变形。粉末间的联结力：粉末颗粒之间的机械啮合力，粉末颗粒表面原子间的引力。弹性后效：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，由于内应力的作用，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：密度不均>

7、内应力>强度衰减颗粒形状与压制品的弹性后效之间的关系：颗粒形状不规则>变形各向异性>弹性后效，弹性回复各向异性>各个方向上的内应力不一样>容易产生开裂如何改善压坯过程、压坯性能（挑几个来记就行了，至于几个是多少，自己决定）1.减少摩擦力对压制过程及压坯质量的影响，为了减少因摩擦而发生的压力损失，可以采用添加润滑剂或成形剂、提高模具光洁度和硬度或用硬质合金模具代替钢模、改进成形方式（例如双向压制）等措施。2.为了使压坯密度分布的更加均匀，除了采用润滑剂和双向压制外，还可采取利用摩擦力的压制方法。3.复杂形状压坯的压制3.1压制前对粉末进行还原退火等预处理，消除粉末的

8、加工硬化，减少杂质含量，提高粉末的压制性能。3.2加入适当的润滑剂或成形剂3.3改进加压方式3.4改进模具构造或者适当变更压坯形状粉末性能对压制过程的影响1.粉末物理性能的影响（1）金属粉末的硬度和可塑性对压制过程的影响很大。软金属粉末在压缩时变形大，粉末颗粒之间的接触面积增大，压坯密度容易提高。但是，塑性差的硬金属粉末在压制时必须利用成形剂，否则很容易产生裂纹等压制缺陷。（2）金属粉末的摩擦性能对压模的磨损影响很大。一般来说，压制硬金属粉末压模的寿命短。2.成形剂对压制过程及压坯质量的影响 为了改善粉末的成形性、塑性、增加压坯强度等，均需加入成形剂。润滑剂的加入可降低粉末颗粒与模壁和模冲间的

9、摩擦，能有效地改善密度分布，降低脱模压力等。3.压制方式对压制过程和压制质量的影响3.1加压方式的影响 为了减少由于有压力损失，压坯密度出现不均匀的现象，可采用双向压制（如浮动阴模压制）及多向压制（等静压制），或者改变压模结构等。对于形状复杂的零件，压制时为了使各处的密度分布均匀，可采用组合模冲。某些难熔金属化合物的压制，有时为了保证密度要求，还可采用换向压制的方法3.2加压速度的影响压制过程中的加压速度不仅影响到粉末颗粒间的摩擦状态和加工硬化程度，而且影响到空气从粉末颗粒的孔隙中的逸出情况。如果加压速度快，空气逸出就困难。因此，通常的压制过程均是以静压（缓慢加压）状态进行的。3.3加压保持时

10、间的影响粉末压制过程中，如果在某一特定压力下保持一定的时间，往往等到非常好的效果。这对于形状复杂或体积较大的制品来说更为重要。保压的理由（1）是压力传递的充分，进而用利于压坯中各部分的密度均匀。（2）使粉末孔隙中的空气有足够的时间通过模壁和模冲和芯棒之间的缝隙逸出。（3）给粉末之间的机械啮合和变形以时间，有利于应变弛豫的进行。3.4振动压制的影响3.5磁场影响压坯废品分析1.分层，因压制力过大，压坯密度就过高，其弹性后效也就明显增大所致。凡是弹性后效的因素都影响分层。2.裂纹，当压坯脱模时中间停顿，压坯脱出部分产生弹性膨胀；而未脱出部分仍受到压缩，产生压应力，致使压坯产生裂纹。凡是引起弹性后效

11、不均匀的因素，都会引起裂纹。3.掉边掉角，主要由于压坯强度和密度不够，或者操作不慎所造成的。4.压坯密度严重不均和其他废品，密度不均主要原因是操作不慎，装料不均造成。划伤大多为阴模软或光洁度差的缘故。毛刺过大和同轴度超差大多数是模具尺寸精度低、配合间隙过大等原因引起。特殊成形：等静压成型、三轴压制、粉浆浇注、金属粉末轧制、楔形压制、挤压、高能成形4.烧结烧结的基本过程及其特征 把压坯或松装粉末体加热到其基本组元熔点以下的温度，并在此温度下保温，从而使粉末颗粒相互结合起来，改善其性能。这种热处理就称作烧结。烧结原动力：孔隙表面自由能的降低烧结过程中粉末孔隙的变化孔隙的影响液相烧结的条件液相烧结的基本过程1.生成液相和颗粒重新分布阶段2.溶解和析出阶段3.固相的粘结或形成刚性骨架阶段熔浸必须具备的基本条件1.骨架材料与熔浸金属材料的熔点相差较大，不致造成零件变形；2.熔浸金属应能很好的润湿骨架材料，即润湿角<90°；3.骨架与熔浸材料之间不发生互溶或溶解度不大，以避免在熔浸过程中产生新相而致使液相消失；4.熔浸金属的量应以填满压坯中的空隙为限度，过多或过少均为不利。强化烧结（目的：缩短烧结时间）：1.活化烧结（预氧化烧结、添加少量合金元素、在气氛或填料中添加活化剂）2.电火花烧结3.相稳定化影响致密化的因素：液相数量、液相相对固相的润湿性、各个界面的界面能、固相