第4篇 粉末冶金(pm)

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1、第4篇粉末冶金（PM）一、绪论1.概念：通过粉末的制备、成形及烧结制备材料或零件的技术。材料：金属，非金属，复合材料2.粉末冶金发展概况19世纪初：铂粉1909年：粉末可锻钨的生产1923年：硬质合金20世纪30年代：多孔轴承，铁基机械零件1968年：粉末高速钢3.特点1)可制备熔铸法不能生产的材料多孔材料难熔材料（难熔金属，金属间化合物，陶瓷）各类复合材料非平衡组织材料（假合金，过饱和固溶体等)2)可生产性能更好的一些材料制取偏析小的合金（高速钢，高温合金）组织细小、均匀和加工性能好的稀有金属配料锭3)少切削或无切削加工。4)缺点：粉末成

2、本高；制品形状及尺寸受限制；制品韧性较差。4.主要工序机械法和物理化学法。球磨法、雾化法等粉末制备粉末混合加入必要的润滑剂、其他合金元素浸油、整形、成形工序后序加工少量机加工烧结清洗包装3/195.应用一般结构零件:•多孔材料•难熔金属•复合材料•电接触材料•耐热材料产品简介汽车变速器系统用粉末烧结钢件:产品简介汽车发动机用粉末烧结钢零件产品简介金属切削刀片产品简介硬质合金刀具：产品简介结论广泛应用于工业生产9第8章粉末制备按性质分：机械粉碎法，物理化学法按状态分：固体，还原法气体，气相沉积法液体，雾化法，电解法8.1.还原法1)基本原理基

3、本反应：MeO+X=Me+XO条件：△Z（XO）<△Z（MeO）常用还原剂气体还原剂-氢：可还原Cu，Fe，Co，Ni，W等固体还原剂-碳：包括Al在内的许多金属熔体还原剂-Ca，Mg，Al（金属热还原）：可还原Ti，Th，Zr等2）还原法制粉举例氢还原钨原理WO3——WO2.9——WO2.72——WO2——W其中，WO3——WO2过程颗粒长大严重影响W粉粒度和纯度的因素原料：颗粒、杂质、水分氢气：湿度↓流量↑、逆向通气——钨纯度↑，粒度↓工艺：温度、推舟速度、料层厚度工艺种类：一段还原、二段还原二段还原优点：粒度↓，均匀度、生产率↑二段还

4、原工艺：WO3——WO2——过筛——W粉——过筛——合批——过筛——成品8．2机械粉碎法1．定义：通过压碎、击碎、研磨等方式将材料机械地粉碎成粉末的方法2．分类机械研磨法：球磨、棒磨、震动球磨、搅动球磨——脆性材料旋涡研磨——塑性材料冷气流粉碎——塑性材料一．机械研磨法球磨1）球磨基本规律A.磨球的运动状态•泻落：转速小——滚落、滑落•抛落：转速适中•无相对运动：超过临界转速B.抛射角αcosα=Rn2/900，R——球磨桶半径C.临界转速当cosα=1，n=42.2/D1/2，D——球磨桶直径D.自然坡度角β自然β——坡度角，n↑，β↑t

5、gβ自然=μ/COSθ，μ——摩擦系数；θ——取决于装球量当β>β自然，滚动β<β自然，滑动2)影响球磨的因素转速0.70-0.75n临界：抛落——粗磨<0.6n临界：滑落=0.6n临界：滚落装球量：装填系数=装球体积：球磨筒体积（0.4-0.5）球料比：太大，球磨损大；太小，效率低球的大小：d≤（1/18—1/24）D，其中d——磨球直径研磨介质：干磨，湿磨物料性质：脆性/韧性二．其它机械粉碎法（塑性材料）1．旋涡研磨1）原理：主要依靠物料之间相互撞击、物料与磨壁、螺旋桨之间的撞击进行研磨2）特点：粉末细、呈蝶形、可利用

6、边角料2．冷气流粉碎1）原理：高压（7MPa）——大气压，绝热膨胀——降温——粉碎2）特点：粉末细、不规则、无氧化8．3雾化法1．定义：直接击碎液态材料而获得粉末的方法2．应用范围：可熔化的金属材料、液相的非金属材料3．种类•二流雾化：气雾化、水雾化•离心雾化：旋转（圆盘、电极、坩埚）雾化•超声雾化•转辊雾化一).二流雾化1.二流：液流、介质流2.雾化原理：利用介质流直接冲击液流获得粉末的方法。3.种类：水雾化、气雾化4.影响雾化粉末性能的因素•雾化介质化学特性：氧化、其它杂质动能：W=1/2mv2，W↑，粉末细冷却能力：↑，粉末形状

7、不规则↑•金属液流表面张力及粘度：表面张力↑——球形粉末↑，粉末粒度↑粘度↑，粉末粒度↑，粉末不规则↑金属液流直径：↑，粉末粒度↑，生产率↑过热温度：↑——流动性↑，粘度↓，球形粉末↑，O、N↑，一般50-2500C•其它因素金属液流长度：↑，细粉↑聚粉桶直径：↑——球形粉↑，粗粉↑冷却介质：冷却能力↑——不规则↑，细粉↑5.适用范围：•气雾化：各种金属；球形粉，如Cu，Zn等•水雾化：高熔点金属；不规则粉末，如Fe二)．离心雾化（简介）1．原理：利用机械旋转形成的离心力将液态金属击碎并冷凝成粉末2．分类8．3粉末的性能一．

8、分类化学组成：纯度及杂质组成、物理性能：颗粒形状与结构、颗粒大小和粒度组成、比表面积、密度及声热光电磁等性质。工艺性能：流动性、松装密度、压制性等力学性能：强度、硬度、塑性等二．