粉末冶金原理.doc

1. 粉末冶金：制取金属或用金属粉末（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、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。2. 二次颗粒：单颗粒以某种方式聚集就构成二次颗粒3. 松装密度：粉末在规定条件下自然充填容器时，单位体积内自由松装粉末体的质量g/cm3。4. 孔隙率：孔隙体积与粉末体的表观体积之比的百分数称为孔隙度（）。5. 中位径：将各种粒级粉末个数或百分数逐一相加累积并做图，可以得到累积分布曲线，分布曲线对应处称为中位径弹性后效：在压制过程中，粉末由于受力而发生弹性变形和塑性变形，压坯内存在着很大的内应力，当外力停止作用后，压坯便出现膨胀现象6. 合批：将成分相同而粒度不同的粉末进行混合，称为合批7. 烧结机构：研究烧结过程中各种可能的物质迁移方式及速率。8. 热压：热压又称为加压烧结，是把粉末装在模腔内，在加压的同时使粉末加热到正常烧结温度或更低一些的温度，经过较短时间烧结成致密而均匀的制品。9. 活化烧结：是指采用化学或物理的措施，使烧结温度降低、烧结过程加快，或使烧结体的密度和其它性能得到提高的方法。10. 单颗粒：粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。11. 振实密度：粉末装于振动容器，规定条件下，经振动敲打后测得的粉末密度。12. 粒度：以mm或m的表示的颗粒的大小称颗粒直径，简称粒径或粒度。13. 混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀。分为机械法和化学法。14. 搭桥：粉末在松装堆集时，由于表面不规则，彼此之间有摩擦，颗粒相互搭架而形成拱桥孔洞的现象。15. 快速冷凝技术的特点：（1）急冷可大幅度地减小合金成分的偏析；（2）急冷可增加合金的固溶能力；（3）急冷可消除相偏聚和形成非平衡相；（4）某些有害相可能由于急冷而受到抑制甚至消除；（5）由于晶粒细化达微晶程度，在适当应变速度下可能出现超塑性等。16. 粉末颗粒的聚集形式：聚合体、团粒、絮凝体； 区别：通过聚集方式得到的二次颗粒被称为聚合体或聚集颗粒；团粒是由单颗粒或二次颗粒靠范德华力粘接而成的，其结合强度不大，用研磨。擦碎等方法在液体介质中容易分散成更小的团粒或二次颗粒或单颗粒；絮凝体则是在粉磨悬浊液中，由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒。17. 减少因摩擦出现的压力损失的措施：1）添加润滑剂、2）提高模具光洁度和硬度、3）改进成形方式，如采用双面压制等。18. 粉末冶金技术的优点：1. 能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料： 能控制制品的孔隙度(多孔材料、多孔含油轴承等)； 能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果，生产各种特殊性能的材料（钨-铜假合金型的电触头材料、金属和非金属组成的摩擦材料等）； 能生产各种复合材料。 2.粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越： 高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好（粉末高速钢可避免成分的偏析）； 生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金法（钨、钼、铌等难熔金属）。 缺点：1、粉末成本高；2、制品的大小和形状受到一定限制；3、烧结零件的韧性较差。19. 粉末料预处理的方式及作用：1、退火：还原氧化物，消除杂质，提高纯度；消除加工硬化，稳定粉末的晶体结构；钝化金属，防止自燃。2、混合：使不同成分的粉末混合均匀，便于压制成形和后续处理。3、筛分：筛分的目的在于把颗粒大小不匀的原始粉末进行分级。4、制粒：可以改善粉末的流动性和压制性（便于自动成形等）5、成形剂：提高压坯强度。6、润滑剂：降低压形时粉末颗粒与模壁和模冲间摩擦、改善压坯的密度分布、减少压模磨损和有利于脱模。20. 影响碳还原铁氧化物过程和铁粉质量的因素：1）原料：原料中杂质:原料中杂质特别是SiO2的含量超过一定限度后，不仅还原时间延长，并且使还原不完全，铁粉中含铁量降低。 原料粒度:多相反应与界面有关，原料粒度愈细，界面的面积愈大，因而促进反应的进行。 2）固体碳还原剂： 固体碳还原剂类型：还原能力：木炭 焦炭 无烟煤。 固体碳还原剂用量：一定还原条件下，其用量主要依据氧化铁的含氧量来定。 3）还原工艺条件： 还原温度和还原时间：随温度升高，还原时间缩短。 料层厚度：随着料层厚度的增加，还原时间随之增长。 还原罐密封程度的影响：保证一定的气氛。 4）添加剂： 加入一定的固体碳：加入适量固体碳可起疏松剂和辅助还原剂作用。 返回料的影响：加入一定量飞废铁粉，加速还原过程。 引入气体还原剂：引入气体可使还原过程加速。 碱金属盐的影响：引入碱金属盐可使还原过程加速。 5）海绵铁的处理。21. 压制粉末的变性方式：1）弹性变形：压力在弹性极限内，外力卸载后粉末形状可恢复原形；2）塑性变形：压力超过弹性极限后，变形不能恢复原形；3）脆性断裂：压力超过强度极限后，发生粉碎性破坏。22. 黄培云压制理论的优势：过去个学说对于这种线性关系只有定性描述，而缺少实验。黄培云用最小二乘法对每组压形实验n对数据进行处理所得最佳回归直线。在多数情况下，黄培云的双对数方程式不论对软粉末或应分娩都是用，效果都比较好。巴尔申方程用于硬粉末效果比软粉末效果好。艾西-皮罗-科诺皮斯基方程适用于一般粉末。川北公夫方程在压力不大时优越性显著。23. 粉末轧制成形原理：粉末轧制的实质是将具有一定轧制性能的金属粉末装入到一个特制的漏斗中，并保持给定的料柱高度，当轧辊转动时由于粉末与轧辊之间的外摩擦力以及粉末体内摩擦力的作用，使粉末连续不断地被咬入到变形区内受轧辊的轧压。轧制时，粉末的运动过程可分为三个区域：区粉末在重力作用下流动自由区；区喂料区，该区域内的粉末受轧辊的摩擦被咬入辊缝内；区压轧区，粉末在轧辊的压力作用下，由松散状态转变成具有一定密度和强度的带坯。24. 液相烧结技术优点：1)加快烧结速度：液相的形成加快了原子迁移速度；在无外压的情况下，毛细管力作用加快坯体收缩；液相的存在降低颗粒间的摩擦有利于颗粒重排列。2) 晶粒尺寸可通过调节烧结工艺参数加以控制，便于优化显微结构和性能。3) 可制得全致密的P/M材料或制品，延伸率高4) 粉末颗粒的尖角处优先溶于液相，易于获得有效的颗粒间填充。 缺点：变形；当烧结坯体液相数量过大或混合粉的粒度、混合不均匀时，易出现变形；收缩大，尺寸精度控制困难。25. 粉末中的杂质主要包括：与主要金属结合，形成固溶体或化合物的金属或非金属成分；从原料和粉末生产过程中带进的机械夹杂；粉末表面吸附的氧、水汽和其他气体；制粉工艺带进的杂质。26. 挤压成形的特点： 能挤压出壁很薄直径很小的微型小管； 能挤压形状复杂、物理机械性能优良的致密粉末材料； 在挤压过程中压坯横断面不变，因此在一定的挤压速度下制品纵向密度均匀，在合理的控制挤压比时制品的横向密度也是均匀的； 挤压制品的长度几乎不受挤压设备的限制，生产过程具有高度的连续性；挤压不同形状的异形制品有较大灵活性，在挤压比不变情况下可以更换挤压嘴； 增塑粉末混合料的挤压返料可以继续使用。27. 特殊成形：等静压成形、粉末连续成形、粉浆浇注成形、粉末注射成形、爆炸成形。 等静压成型的优点：1）能够压制具有凹形、空心等复杂形状的压件；2）压制时，粉末体与弹性模具的相对移动很小，所以摩擦损耗也很小；3）能够压制各种金属粉末及非金属粉末；4）压坯强度较高，便于加工和运输；5）模具材料是橡胶和塑料，成本较低廉；6）能在较低的温度下制得接近完全致密的材料。28. 爆炸成形的特点：爆炸时产生的压力极高，施于粉末体上的压力速度极快。29. 影响多元系固相烧结合金化过程的因素：1）烧结温度：是影响合金化的最主要因素；2）烧结时间：在相同温度下，烧结时间越长，扩散越充分，和进化程度越高，但时间的影响没有温度大； 3）粉末粒度：合金化的速度随粒度的减小儿增加；4）压坯密度：增大压制压力，使粉末颗粒间接触增大，扩散界面增大，加快合金化过程；5）粉末原料：采用一定的预合金或复合粉，同完全使用混合粉比较，达到相同均匀化成都所需的时间将缩短，因为这是扩