粉末冶金原理(终)

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1、绪论粉末冶金：是冶金学的一种，是制取金属粉末，采用成形和烧结工艺将金属粉末（添加或不添加外金属粉末）制成材料和制品的一项工艺技术。粉末冶金的特点：优：1.能生产其他方法无法生产成很难生产的材料和制品：Cu-W合金（假合金）（Cu、W完全不互熔、电触头、发汗材料）；2，能够产生具有特殊性能的产品，性能优越：多孔含油轴承；3.粉末冶金是一种少切削甚至不切削的工艺：生产φ45齿轮。缺：1.只适合大规模的生产，否则不经济；2.在制取形状复杂、尺寸大的产品时受到限制。第一章制粉法的分类：机械法(涡旋法，捣磨法，球

2、磨法，切割磨法，超细粉碎法，雾化法)和物理化学法(冷凝法，热分解法，还原法，沉淀法，置换法，电解法，合金分解法，有机溶媒法)。还原过程的基本原理和还原剂的选择(课本第9页)。金属氧化物还原的动力学(见课本第15页)。多项反应的机理(1)“吸附—自动催化”理论第一步：吸附—气体还原剂分子被金属氧化物吸附。第二步：反应—被吸附的还原剂分子固体氧化物中的氧相互作用并产生新相。第三步：解吸—反应的气体产物从固体表面上解吸MeO(固) + X(气) = MeX(固)·X(吸附)+Me(固)·X(吸附)  = Me

3、(固)·XO(吸附) +Me(固)·XO(吸附) = Me(固)+XO(气)= MeO(固) + X(气) = Me(固)+XO(气)扩散到MeO的表面（还原剂氧化物通过产物层扩散）（2）反应速度与时间关系曲线（见课本23页）碳还原法制取铁粉的本质影响还原过程和铁粉质量的因素（1）原料a原料中杂质的影响；b原料粒度的影响（2）固体碳还原剂a固体碳还原剂类型的影响；b固体碳还原剂用量的影响）（3）还原工艺条件a还原温度和还原时间的影响；b料层厚度的影响；c还原罐密封程度的影响（4）添加剂a加入一定的固体碳

4、的影响；b返回料的影响；c引入气体还原剂的影响；d碱金属盐的影响（5）海绵铁的处理退火的目的：1.提高铁粉纯度；2.消除加工硬化；3.防止粉末自燃影响固体碳还原铁鳞的主要因素（1）原料A铁鳞a杂质二氧化硅有害<0.3%b粒度粒度减小，反应面增大，还原速度加快B固体碳a类型还原能力木炭>焦炭〉无烟煤b用量根据碳氧比K值及还原温度而定（2）还原工艺条件A还原温度适当提高温度有利于还原，但还原温度不宜过高950-1100℃B还原时间随温度而定，温度高时，时间可缩短，时间的影响远不及温度的影响C料层厚度温度一定

5、时，料层厚度增加，还原时间加长D还原罐密封程度密封不严时可造成还原不透或冷却时氧化（3）添加剂A往原料铁鳞中加入一定量的固体碳时效果较好（疏松剂）B往原料中加入一定量的反馈料，有利于还原过程（废铁粉）C引入气体还原剂挥发沉积长大机理：（1）钨的氧化物具有挥发性，而且随着温度升高，挥发性升高；（2）WO3的挥发性>WO2的挥发性；（3）WO3挥发后的气相被还原，然后沉积在已还原低价氧化钨或金属钨颗粒表面使其长大。得到中细钨粉措施:二阶段还原法WO3（经低温）—WO2（经高温）—W粉得粗颗粒W粉一阶段还原法

6、WO3（经高温）—W粉操作方便若对粒度要求不大可用一阶段还原法二阶段还原法的优点：1.得中、细颗粒；2.提高W粉质量的均匀程度；3.提高生产率金属热还原（制取稀有金属Ta，Nb）还原剂的条件：1.还原反应后所产生的热效应要大；2.形成的渣及残余还原剂易于金属分开；3.还原剂与制取金属不能形成合金或其他化合物还原化合法制取WC粉电解法的特点：1所得粉末纯度高；2粉末形状为树板状；3粉末粒度易控制理论分析电压：原电池平衡电动势E理论=ε阳-ε阴分解电压：使电解显著进行的外加电压电解的定量定律——法拉第定律：

7、第一定律m=qIt；第二定律q=w/（n*96500）成粉条件1.定性分析：只有阴极区阳离子浓度降到某一数值c时才可能粉末，只有当电流密度较大时，阴极区阳离子浓度才会急剧下降到ci2：定量分析（见课本84页）电流效率Ni=M/（qIt）×100%电能效率Ne=Wo/We=Io×t×E（理论）/（I×E（槽）×t）×100%雾化法1.定义：利用高压流体（高压水或气体）或其他特殊方法将熔融金属粉碎成粉末的过程2.气体雾化机构：（图见课本95页）A、负压紊流区（图中I）：由于高速气流的抽气作用，在喷嘴中心孔下

8、方形成负压紊流层，金属液流受到气流波的振动，以不稳的波浪状向下流，分散成许多细纤维束，并在表面张力作用下有自动收缩成液滴的趋势。形成纤维束的地方离及出口的距离取决于金属液流的速度，金属液流速度越大，离形成纤维束的，距离就越短。B、原始液滴形成区（图中II）：在气流的冲刺下从金属液流柱或纤维束的表面不断分裂出许多液滴。C、有效雾化区（图中III）：由于气流能量能集中于焦点，对原始液滴产生强烈击碎作用，使其分散成细的液滴颗粒。D、冷却凝固区（图