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《粉末冶金成形及非金屬成形ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第5章粉末冶金成形粉末冶金是制取金屬粉末并通過成形和燒結(jié)等工藝將金屬粉末（或與非金屬粉末）的混合物制成制品的加工方法特點(diǎn)既可以制取用普通熔煉方法難以制取的特殊材料，又可以制造各種精密的機(jī)械零件省工省料模具和金屬粉末成本較高批量小時(shí)或制品尺寸過大時(shí)不宜采用普通粉末冶金制品的密度較低且很不均勻，強(qiáng)度比相應(yīng)的鑄件或鍛件約低20%～30%；一般只適用于中、小型制品的成批、大量生產(chǎn)。常用的粉末冶金材料硬質(zhì)合金用高硬度、難熔的金屬碳化物（WC、 TiC等）粉末為硬質(zhì)點(diǎn)，以Co、Mo、Ni等作為粘結(jié)劑，經(jīng)過混合、壓制
2、和燒結(jié)而成的非鐵合金硬度高、耐磨性好，耐熱性好制造刃具及和不受沖擊和振動(dòng)的高耐磨零件燒結(jié)減摩材料鐵與石墨或青銅與石墨粉末燒結(jié)一般用于中速，輕載荷的含油軸承燒結(jié)摩擦材料用鐵、銅等作基體，加入石棉、Al2O3等摩擦組元及石墨或MoS2廣泛用來制造機(jī)器上的制動(dòng)帶和離合器片等燒結(jié)鋼以碳鋼或合金鋼粉末為主制成的材料。精度較高、表面光潔、有減振、消聲作用用于制造電鉆齒輪和油泵齒輪等(P36)5.1粉末冶金基礎(chǔ)5.1.1粉末的化學(xué)成分及性能粉末通常指尺寸小于1mm的離散顆粒的集合體，顆粒尺寸一般以微米（μm）或納米（
3、nm）計(jì)量1、粉末的化學(xué)成分常用的金屬粉末有鐵、銅、鋁等及其合金的粉末,雜質(zhì)和氣體的含量一般不超過1%～2%顆粒形狀常見的有球狀、粒狀、片狀和針狀等粒度單個(gè)粉末顆粒的線性尺寸粒度分布按粒度不同分為若干級，每一級粉末 （按質(zhì)量、數(shù)量或體積）所占的百分比。比表面積單位質(zhì)量粉末的總表面積2、粉末的物理性能3、粉末的工藝性能流動(dòng)性：粉末的流動(dòng)能力，采用球形或接近球形的 顆粒及較寬的粒度分布，有利于提高粉末 的流動(dòng)性。松裝密度：在規(guī)定條件下粉末自由填充單位容積的質(zhì) 量。采用密度較高的粉末、球形或接近 球形的顆粒、
4、較粗的粒度或較寬的粒度 分布，均有利于提高粉末的松裝密度壓縮性：在加壓條件下粉末被壓縮的程度，提高壓 制壓力或松裝密度、減小壓制速度或粉末 顆粒的強(qiáng)度，均有利于提高粉末的壓縮性， 從而提高壓坯的密度。成形性：粉末被壓縮成一定形狀并在后續(xù)加工中 保持這種形狀的能力，在一定壓力下獲 得的壓坯強(qiáng)度越高，則成形性越好。5.1.2粉末冶金的機(jī)理壓制和燒結(jié)是粉末冶金的二個(gè)重要工序1．壓制的機(jī)理壓制是在模具或其它容器中，在外力作用下，將粉末緊實(shí)成具有預(yù)定形狀和尺寸的工藝過程。壓縮過程中，隨著粉末的移動(dòng)和變形，較大的空
5、隙被填充，顆粒表面的氧化膜被破碎，接觸面積增大，使原子間產(chǎn)生吸引力且顆粒間的機(jī)械楔合作用增強(qiáng)，從而形成具有一定密度和強(qiáng)度的壓坯。2．燒結(jié)的機(jī)理燒結(jié)是粉末或壓坯在低于主要組分熔點(diǎn)的溫度下的熱處理，目的在于通過顆粒間的冶金結(jié)合以提高其強(qiáng)度，是粉末冶金的一個(gè)關(guān)鍵工序水和有機(jī)物的蒸發(fā)或揮發(fā)、吸附氣體的排除、應(yīng)力的消除以及粉末顆粒表面氧化物的還原等，粉末表層原子間的相互擴(kuò)散和塑性流動(dòng)。還會(huì)產(chǎn)生再結(jié)晶和晶粒長大，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)固相的熔解和重結(jié)晶以上各過程往往相互重疊，相互影響5.2粉末冶金工藝金屬粉末的制取→預(yù)處理→
6、坯料的成形→燒結(jié)→后處理等5.2.1粉末的制取機(jī)械法和物理化學(xué)法兩大類1．機(jī)械法用機(jī)械力將原材料粉碎而化學(xué)成分基本不發(fā)生變化的工藝過程球磨法：用于脆性材料及合金研磨法：用于金屬絲或小塊邊 角料霧化法：用于熔點(diǎn)較低的金屬2．物理化學(xué)法借助物理或化學(xué)作用，改變物料的化學(xué)成分或聚集狀態(tài)而獲取粉末的方法還原法：用還原劑還原金屬氧化物或鹽類，使其成為金屬粉末的方法，最常用，工藝簡便、成本較低，適用于由金屬氧化物或鹵族化合物制粉。電解法：在溶液或熔鹽中通入直流電，使金屬離子電解析出成為金屬粉末的方法。可制得高純度粉
7、末，但成本較高，適用于從金屬鹽類中制取粉末熱離解法：將金屬與CO、H2或Hg作用，生成化合物或汞齊（即汞合金），再加熱使其分解出CO、H2或Hg，從而制得金屬粉末的方法。用于能與CO、H2或Hg作用生成化合物或汞齊的金屬。5.2.2粉末的預(yù)處理1．分級將粉末按粒度分成若干級的過程。使配料時(shí)易于控制粉末的粒度和粒度分布，以適應(yīng)成形工藝的要求。2．混合將兩種或兩種以上不同成分的粉末均勻摻合的過程通過混合可獲得所需的組分。為提高粉料的成形性能，常需加入某些添加劑，如用于提高壓坯強(qiáng)度或防止粉末成分偏析的增塑劑，
8、用于減少顆粒間及壓坯與模壁間摩擦的潤滑劑。3．制粒為改善粉末流動(dòng)性而使較細(xì)顆粒團(tuán)聚成粗粉團(tuán)粒的工藝。5.2.3成形將粉末轉(zhuǎn)變成具有所需形狀的凝聚體的過程1．模壓：通過模沖加壓使剛性封閉模中的粉末密實(shí)成形單向壓制：模具簡單，操作方便，生產(chǎn)效率高，但制品密度不均勻，適于壓制高度或厚度較小的制品。雙向壓制：壓坯密度較單向壓制均勻，適于壓制高度或厚度較大的制品浮動(dòng)模壓制：浮動(dòng)模壓制 壓坯密度較均勻，適于壓制 高度或厚度較大的制品。2．粉末軋制將粉末
