粉末冶金成形-張馳

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1、2009-3-18粉末冶金成形第1節(jié)粉末冶金基礎(chǔ)粉末冶金的主要工序有粉末制備、粉末預(yù)處理、成形、重慶工學(xué)院張馳燒結(jié)及后處理等。粉末冶金材料或制品的工藝流程如圖1-1所示。1.1粉末冶金基礎(chǔ)1.1.1粉末性能和粉末制備1.2粉末冶金模具1.1.1.1粉末性能1.3常用粉末冶金材料簡介固態(tài)物質(zhì)按分散程度不同分成致密體、粉末體和膠體三類。1.4粉末冶金制品結(jié)構(gòu)工藝性致密體或常說的固體：粒徑在lmm以上；膠體微粒：0.1μm以下；1.5粉末冶金技術(shù)的新發(fā)展粉末體或簡稱粉末：介于二者之間。金屬粉末的性能對其成形和燒結(jié)過

2、程以及制品的質(zhì)量粉末冶金是以金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末都有重大影響。金屬粉末的性能可以用化學(xué)成分、物理性的混合物)為原料，通過成形、燒結(jié)或熱成形制成金屬能和工藝性能來表征。制品或材料的一種冶金工藝技術(shù)。粉末冶金生產(chǎn)工藝與陶瓷制品的生產(chǎn)工藝類似，因此人們又常常稱粉末冶金1.粉末的化學(xué)成分方法為“金屬陶瓷法”。粉末的化學(xué)成分一般是指主要金屬或組元的含量、雜質(zhì)或夾雜物的含量以及氣體的含量。粉末冶金材料或制品種類較多，主要有:金屬或合金粉末中的主要金屬含量都不能低于98%?99%。難熔金屬及其合金（如鎢、鎢—鉬

3、合金）；粉末中的雜質(zhì)主要指：組元彼此不相溶、熔點(diǎn)十分懸殊的特殊性能材料（如鎢—銅合金型電觸頭材料）；1）與主要金屬結(jié)合，形成固溶體或化合物的金屬或非金屬成分，如還原鐵粉中的硅、錳、碳、硫、磷、氧等；難熔的化合物和金屬組成的各種復(fù)合材料（如硬質(zhì)合金、金屬陶瓷）等。2）從原料和粉末生產(chǎn)過程中帶進(jìn)的機(jī)械夾雜，如二氧化硅、三氧化二鋁、硅酸鹽、難熔金屬或碳化物等酸不溶物。3）粉末表面吸附的氧、水汽和其他氣體（N、CO）。粉末冶金的特點(diǎn)：222.粉末的物理性能1）某些特殊性能材料的唯一制造方法；粉末的物理性能：粉末顆粒大

4、小和粒度組成、粉末顆2）可直接制出尺寸準(zhǔn)確，表面光潔的零件，是少甚至無粒形狀與結(jié)構(gòu)、顯微硬度、粉末比表面、粉末真密度以及切削生產(chǎn)工藝；粉末顆粒的晶格狀態(tài)。在技術(shù)條件中，通常只規(guī)定各級粉3）節(jié)約材料和加工工時(shí)，成本低。末顆粒的百分含量——粒度組成或篩分組成。4）制品強(qiáng)度較低；1）顆粒形狀：主要由粉末的生產(chǎn)方法決定，同時(shí)也與物質(zhì)的分子或原子排列的結(jié)晶幾何學(xué)因素有關(guān)；決定粉末工藝5）流動性較差，形狀受限制；性能。6）壓制成形的壓強(qiáng)較高，制品尺寸較?。?）粒度組成：指不同粒度的顆粒占全部粉末的百分含量，7）壓模成本較

5、高。又稱粒度分布。3）粉末比表面：指每克粉末所具有的總表面積，通常用cm2/g或m2/g表示。12009-3-183.粉末的工藝性能1.1.2.2壓制成形粉末的工藝性能用粉末的松裝密度、流動性、壓縮性1.粉末預(yù)處理與成形性來表征。預(yù)處理包括：粉末退火，篩分，混合，制粒，加潤滑劑1）松裝密度是指粉末試樣自然地充填規(guī)定的容器時(shí)，單等。位體積內(nèi)粉末的質(zhì)量，單位為g／cm3。粉末的預(yù)先退火可使氧化物還原，降低碳和其他雜質(zhì)2）流動性是50g粉末從標(biāo)準(zhǔn)的流速漏斗流出所需的時(shí)間，的含量，提高粉末的純度；同時(shí)，還能消除粉末的

6、加工硬單位為s／50g，其倒數(shù)是單位時(shí)間內(nèi)流出粉末的重量，俗化、穩(wěn)定粉末的晶體結(jié)構(gòu)。稱為流速。篩分的目的在于把顆粒大小不同的原始粉末進(jìn)行分級。3）壓縮性代表粉末在壓制過程中被壓緊的能力，通常以混合一般是指將兩種或兩種以上不同成分的粉末混合在規(guī)定單位壓力下粉末的壓坯密度表示。均勻的過程?；旌峡刹捎脵C(jī)械法和化學(xué)法。4）成形性是指粉末壓制后，壓坯保持既定形狀的能力，制粒是將小顆粒的粉末制成大顆?；驁F(tuán)粒的工序，以通常用粉末得以成形所需的最小單位壓制力表示或用壓坯此來改善粉末的流動性。強(qiáng)度來表示。2.壓制成形1.1.1

7、.2粉末的制備壓模壓制是將置于壓模內(nèi)的松散粉金屬粉末的制取方法可分成兩大類：機(jī)械法和物理化末施加一定的壓力后，成為具有一定學(xué)法。尺寸、形狀和一定密度、強(qiáng)度的壓坯，機(jī)械法是將原材料磨碎成粉而不改變原材料的化學(xué)成如圖1-2是壓模示意圖。分的方法。如將金屬切削成粉末顆粒；把金屬研磨成粉末；粉末的壓縮過程一般采用壓坯密液態(tài)金屬的制粒和霧化。度——成形壓力曲線來表示，如圖1-3圖1-2模壓示意圖物理化學(xué)法是在制取粉末過程中，使原材料受到化學(xué)所示。壓坯密度變化分為三個階段?；蛭锢淼淖饔?，而使其化學(xué)成分和集聚狀態(tài)發(fā)生變化的

8、工滑動階段：在壓力作用下粉末顆粒發(fā)藝過程。還原金屬氧化物、電解水溶液或熔鹽、熱離解羰生相對位移，填充孔隙，壓坯密度隨基化合物、冷凝金屬蒸汽、晶間腐蝕和電腐蝕法等。物理壓力增加而急劇增加；二是粉末體出化學(xué)制粉法是以還原和離解等化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的?，F(xiàn)壓縮阻力，即使再加壓其孔隙度不能再減少，密度不隨壓力增高而明顯工業(yè)上普遍采用的有：氧化物還原法、電解法、熱離解變化；三是當(dāng)壓力超過粉末顆粒的臨法、球磨法、渦旋