粉末冶金制作流程的工艺介绍课件

1、，主要内容，第一章粉末制备新技术第二章成型新技术第二章烧结技术，第一章PPT学习交换，第一章粉末制备新技术，昆明理工大学材料和冶金学院胡金，粉末制备三种方法：固体液体粉末气体，2，PPT学习交换，昆明理工大学材料和冶金学院电腐蚀2，金属氧化物(盐)金属粉末：还原法3，金属非金属化合物金属化合物粉末：还原法金属氧化物非金属化合物，第一章粉末制备新技术，4，PPT学习交流，昆明理工大学材料和冶金学院胡金，机械研磨气流研磨，5，PPT学习交流、提供动能的方法，如机器研磨、锤捣、研磨、滚压、其他粉碎方法等，主要用于材料粉碎和粗粉制造。6、PPT学习交流，材料粒子在机械力的作用下粉碎时，物质结构和表面物

2、理化学性质的变化也发生，这是由于机械载荷的作用，粒子晶体结构和物理化学性质的变化称为机械力化学。研磨的理论基础机械力化学，7，PPT学习交换，表面结构的自发结构变化等粒子结构变化，形成非晶结构或再结晶粒子的表面物理化学性质变化，如表面电性、物理和化学吸附、溶解度、分散和团聚特性。例如，从一种物质到另一种物质，释放气体，外部离子进入晶体结构，引起物质的化学组成等局部重复应力区发生化学反应。8，PPT学习交换，球研磨包含四个基本要素：球铣削球研磨材料研磨介质，球研磨粉末，9，PPT学习交换，球铣削过程中，球铣削圆柱向圆柱体内的球铣削材料和介质传递机械能，相互之间正向冲击，侧挤压压力，摩擦等，这些复

3、杂的外力作用于脆性粉末颗粒，细化粉末塑性强，颗粒的细化过程就更加复杂，存在磨削、变形、加工硬化、断裂和冷焊等动作，无论什么性质的磨削材料，提高球磨效率的基本原则都是一致的。10，PPT学习交换，1 .动能标准：球的动能增加2。碰撞概率标准：增大球的有效碰撞概率，球粉碎粉的基本原理，11，PPT学习交换，鼓行星振动搅拌器，球研磨粉的基本方法，12，PPT学习交换，鼓球磨，13，PPT学习交换，速度低时，球混合物与气缸壁进行相对滑动运动随着转速的增加，球混合斜率增加，提升高度增加。此时球磨机不会从气缸壁上分离。速度达到阈值vpro 1时，球开始下落，从而形成球与圆柱体、球和球之间的碰撞。旋转速度增

4、加到一定值时，球的离心力大于重力。球、粉末和滚子此时相对静止，磨削效果停止，此速度称为临界速度v pro 2。14，PPT学习交流，d，小麦直径，滚筒球铣削速度必须有一个限制条件，vpro 1V实际vpro 2，15，PPT学习交流，振动球铣削，16，PPT学习交流，行星球铣削，17，PPT学习交流，搅拌球铣削，18在球磨过程中，球与粉末一起螺旋上升，到顶部，在中心搅拌杆周围产生漩涡，然后沿轴向下降，这样循环。旋转速度和装载量合适的话，在任何情况下缸底部都不会出现死角。球的动能由轴胃癌的搅拌提供，没有像滚轴球磨那样的临界速度限制，磨球的动能大大增加。还可以使用提高搅拌速度的方法。在不减少磨球总

5、动能的情况下，减少球直径的方法符合提高机械球磨效率的两个基本标准。19，PPT学习交换，气流研磨法，通过气体送粉研磨法。与机器研磨方法不同，气流研磨不需要球和其他辅助研磨介质。研磨室是粉末和气体的两相混合物。根据粉末的化学性质，陶瓷粉末可以使用很多空气，而金属粉末则需要惰性气体或还原性气体等不同的气体来源。由于不使用研磨孔或研磨介质，气流粉碎粉末的化学纯度一般高于机械研磨方法。20，PPT学习交流，1 .动能标准：粉末颗粒的动能增加2。碰撞概率标准：提高粉末颗粒的碰撞概率，气流粉碎粉末的基本原理，21、PPT学习交流，粉末颗粒的运动是从流动气体中获得的，因此，为了提高颗粒的动能，必须提高载气的

6、速度。提高气体的两种方法入口压力气体喷嘴气体动力学设计，通过这两种方法，喷嘴出口侧气体速度超音速，22，PPT学习交流，气流研磨三种类型：旋流研磨冷流冲击流化床气流磨，23，PPT学习交流，涡流研磨，24，PPT学习交流，冷流冲击冷却效果：空气粉末混合物的温度可能会下降到0度以下。这两点对粒子的粉碎很有利。一个增加粒子的冲击动能，另一个增加金属粒子的冷脆性。有粉末的高压气流通过拉瓦尔管硬质合金喷嘴喷射到空间时，气体压力急剧下降，形成绝热膨胀过程。这个过程同时产生两种效果。26、PPT学习交流，27、PPT学习交流，流化床气流磨，28、PPT学习交流，29、PPT学习交流，超细粉末，粉末粒度均匀

7、；由于气体的绝热膨胀，温度下降，可以研磨低熔点材料。粉末不发生破碎系统部件和过度磨损，粉末杂质含量低。空气、N2、Ar等惰性气体可用于具有不同特性的粉末。流化床气流磨特性：30，PPT学习交流，昆明理工大学材料和冶金学院胡力，液态粉1，液态金属(合金)金属粉：雾化方法2，金属盐溶液金属粉：替代方法，溶液氢还原法，水溶液电解方法3，金属熔盐喷雾制粉法，32，PPT学习交流，喷雾机制，33，PPT学习交流，过程1:大液柱受到外力冲击的瞬间被几个小水滴粉碎，假设在粉碎瞬间液体温度不变，液体的能量变化可以与液体表面能量的增加近似。雾化时液体吸收的能量与雾化液滴的粒子大小相对应。也就是说，吸收的能量越高

8、，粒子大小越小。反之亦然。34、PPT学习交流，过程2:液体粒子破碎的同时，粒子间可能发生接触，再次成为大的液体粒子，液体粒子形状转化为球体的过程中，系统的总表面减少，属于自发过程。过程3:液体粒子冷却形成小固体粒子。35，PPT学习交换，1，能量交换准则提高了单位时间，单位质量液体从系统中吸收能量的效率，克服了表面自由能的增加。2、提高快速凝固基准雾化水滴的冷却速度，防止液体粒子的再积累。，提高雾化粉末效率的基本准则，36，PPT学习交换，雾化粉末分类，双流雾化表示雾化液体流和喷射介质流；通过离心力、压力差或机械冲击产生的单流雾化，37，PPT学习交流，双流雾化法，气体雾化，气体雾化，注：适

9、合制造金属粉末，38，PPT学习交流，金属液体从顶孔流出时沿一定角度高速射出的气体或水，与小水滴相遇，粉碎，滴和，39，PPT学习交换，雾化过程的四种情况，动能交换：雾化介质的动能变为金属液滴的表面能；热交换：雾化介质消除了许多液-固相变潜热。流变特性变化：液态金属的粘度和表面张力随着温度的降低而不断变化。化学反应：高比表面积粒子(液滴或粉)的化学活性很强，可能发生某种程度的化学反应。40、PPT学习交换，4个区域气体雾化，负压湍流区高速气流吸入效果，喷嘴中心孔下负压湍流层形成；粒子形成区域在气流冲击下被分割成大量金属流动的水滴。有效的喷雾区域气流聚集点对原水滴产生强烈的粉碎效果，进一步细化。

10、在冷却凝固区精制的水滴的热量迅速传递给雾化介质，凝固成粉末颗粒。41，PPT学习交流，气体喷雾制的影响因素(1)气体动能(2)喷嘴结构(3)流动特性(4)喷射方法，42，PPT学习交流，离心喷雾法，离心喷雾法将液体金属粉碎成小液后固体1974年，美国首次提出了旋转电极雾化法，之后开发了旋转锭模、旋转圆盘等离心喷雾方法。43，PPT学习交换，旋转电极法，粉末平均粒度D=(M0)。12/wd0。64)(r/m)0。43英寸中m熔体速度d阳极直径w角速度d熔体表面张力m密度，44，PPT学习交流，旋转锭模法(也称为旋转坩埚法):45，PPT学习交流，旋转圆盘法：旋转板法是1976年最古老的美国普拉特

11、惠特尼飞机制造公司为制造高温合金粉末而开发的。用这种方法得到的粉末的平均粒度与原板速度相关，速度越高，平均粒度越小，细粉的产率越高。46，PPT学习交流，粉末平均粒度和100个以下粉末产率随雾化板速度变化的情况，47，PPT学习交换，旋转轮方法，48，PPT学习交流，旋转杯，49，PPT学习交流，旋转网络，50，PPT学习交流气体金属卤化物金属化合物粉末：化学气相沉积法，第一章粉末制备新技术，51，PPT学习交流，气相沉积剂粉末通过某种形式的能量输入，产生气相物质的气固相变或气相化学反应，形成金属或陶瓷粉末。物理气相沉积法化学气相沉积法，52，PPT学习交流，1，化学气相沉积的反应类型，分解反

12、应，化学气相沉积法，化合反应，53，PPT学习交流，2，化学气相沉积剂粉末原理，1。化学反应2。与多核比较3。粒子生长4。集团聚合，粉末制造过程分为4个阶段，54，PPT学习交流，化学反应，自上而下，化学气相沉积反应的控制因素如下。1)反应温度，2)气象反应物浓度，3)气象产物浓度，1。判断化学反应，晶体化学反应是否进行的热力学标准是分解反应，55，PPT学习交流，发生气相反应的瞬间反应区域内形成产物蒸汽，反应进行到一定程度，产物蒸汽浓度达到过饱和状态时形成产物核。系统的无结晶或核产生基板，因此反应产物核的形成是均匀成核的过程。假设原子核是球形，半径是r，那么原子核形成，系统自由能的变化是：2

13、。均匀核，高体积的自由能差为核的表面能，56，PPT学习交流，临界核半径，相应大小的核为临界核，57，PPT学习交流，58，PPT学习交流，结论：温度越高，超饱和率越大，临界核的大小越小，晶体形成能力越低，有利于生成晶体。59、PPT学习交流，均质核形成后，稳定核开始晶粒生长过程。小粒子通过对气相产物分子的吸附或重塑自我生长。理论和实际都表明，晶粒生长过程主要由反应系统中朝向晶粒表面的产物分子的扩散移动速度控制。3 .由于粒子生长、60、PPT学习交流、粒子间的弱吸附力作用，主要包含范德华力、静电重力等的粒子间聚集，粒子越小，聚集效果越明显。对于超细粉体，团聚是一个普遍的、不可忽视的问题，实际上，在使用超细粉体时，如果不能有效地解决团聚问题，粉末可能会失去其特有的性质。4 .第61，PPT学习交换，第3，化学气相沉积类型，热分解法，热分解法中最典型的是羰基物质的热分解，这是金属羰基化合物加热分解制粉的方法，整个过程的核心部分是金属羰基化合物的制造，第62，PPT学习交换，第1步：第1步气相还原法、64、PPT学习交流、复合反应法是制备碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等无机化合物的重要方法，也可以沉积各种陶瓷粉末和陶瓷薄膜。 使用的原料是金属卤化物(以氯