粉末冶金知识讲义.ppt

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1、粉末冶金简介粉末冶金——制取金属粉末或用金属粉末(或金属与非金属粉末)作为原料，经成型、烧结，制取金属复合材料及各种制品的工艺技术。与陶瓷生产相似，又称为金属陶瓷；一、发展历史公元前3000年，古埃及人用C还原氧化铁制成海绵状的铁，经高温锻造成致密块状的Fe,再制出铁器；本世纪初，电灯W丝问世(爱迪生发明)，使粉末冶金得以迅速发展；粉末冶金发展中的三个重要标志1、克服难熔金属(W、Mo)熔铸过程的困难；电灯的W丝(W粉－成型－烧结－锻造－拉丝)硬质合金刀具的制造，比工具钢寿命↑几十倍；2、20世纪30年代以后，用粉末冶金法制造多孔含油轴承，随后发展了铁基机械零件，发挥了其无切

2、削、少切削工艺特点；3、20世纪40年代之后到现在，发展金属陶瓷、弥散强化材料、粉末高速钢、粉末超合金；粉末冶金－工艺过程：制取粉末－成型－烧结－烧后处理－制成品；二、制取粉末方法：两大类－物理化学法、机械制粉法；1、还原制粉法：金属氧化物或盐，经过还原反应，制取金属粉末；广泛用于制取：Fe、Cu、Co、W、Mo粉末；如：直接利用铁矿石、或轧钢中的铁磷(冶金废料)还原铁粉：FexOy＋C＝Fe粉―碳还原法古老的生产海绵铁的方法；WO3＋H＝W粉――气体还原法；Ca还原TiO2＝TiMg、Na还原TiCl4、ZrCl4等―金属热还原法；2、电解法制粉：如：从硫酸铜中电解制取Cu

3、粉，当电解的电流大到一定程度时，在阴极析出Cu粉末，若电流小时得到电镀层，而得不到粉末；3、雾化法制粉：属于机械制粉法－适合熔点较低的金属及合金雾化法－只要克服液态金属或合金，原子间的键合力，就能使之分散成为粉末，能量消耗小，二流雾化法－用高速气流或高压水流，击碎金属液流，①平行喷射气流～液态金属流平行；1－66；②垂直喷射气流或水流～液态金属流垂直；1-67如粒度较粗的Zn、Al粉、硅酸铝耐火纤维；③互成角度的喷射－应用最多V型喷射1－68锥型喷射1－69旋涡环形喷射超细粉末：常采用气动法－用高速气流吹散熔融金属流，金属流在气动作用下分散成许多细小的微粒，同时冷却、凝固；高

4、速气流：亚音速(接近273m/s)，超音速－1.8马赫；离心雾化法－利用机械旋转的离心力，将金属液流击碎；旋转电极法：要雾化的金属或合金制成自耗电极，在电弧作用下熔化，在1～2.5万转/min旋转的离心力下→破碎；1－87旋转电极法：旋转坩埚法：1－884、机械粉碎法－较适合于脆性材料，实际生产中应用最多；建材行业－水泥、玻璃、陶瓷；选煤厂、发电厂－磨煤机；选矿厂－磨矿机等；分类：压碎－碾碎、辊轧、鳄式破碎击碎－锤磨击碎＋磨削－球磨机、棒磨机等球磨机－磨球＋物料＋滚筒(旋转)①低速时：磨球自然泻落，物料的破碎靠摩擦作用；②合适转速时：磨球抛落，冲击＋摩擦作用，效果最好；③临界

5、转速及以上：没有破碎作用；影响因素：转速－工作转速/临界转速＝0.7~0.75磨球抛落，适于较粗较脆的物料；＝0.6磨球滚动，用于研磨较细的物料；装球量－装球体积/滚筒体积＝装填系数一般取0.4～0.5；球料比－装料量应以填满磨球的间隙，并稍微掩盖住球体表面为原则；球的大小－一般是大小磨球配合使用，磨球直径≤(1/18～1/24)滚筒直径；研磨介质－空气－干磨；液态－水、酒精、丙酮、汽油等－湿磨；5、粉末性能及测定成分－金属粉末、合金粉末、金属化合物粉末；聚集状态单颗粒、二次颗粒；2－1外形－球形、多角形、树枝形2－4；粒度：粗粉－150～500微米；中粉－40～150微米，

6、细粉－10～40微米；极细粉－0.5～10微米超细粉－0.5微米以下；纳米粉－100纳米及以下；粒度测定：筛分法－40微米以上粉末常用，标准筛网：采用泰勒(Tyler)筛制－国际标准；习惯上采用网目数表示目数－筛网1英寸(25.4mm)上的网孔数，目数↑，粒度↓；目数m＝25.4/(a+d)a－网孔尺寸，d－丝的直径；目数366080100120180240280320尺寸微米400～500250～315160～200125～160100~12563~8050~6340~5028~40三、成型液体受压其个向受力均匀，粉末在模具内受力是不均匀的，粉末颗粒间彼此摩擦、相互楔住，压

7、力的传递，垂直方向大、横向小；压坯的密度分布：密度分布、硬度分布3－28单向压制双向压制3-30特殊成型：等静压成型－高压泵将介质压入高压容器，粉末装入弹性模套内粉末在同一时刻在各个方向均匀受压制成压块；4－1热等静压成型－同时施加高压＋高温使粉体的压制、烧结一次完成，强化压制和烧结过程，显著提高致密度提高力学性能；4－17四、烧结概念－粉末压坯，在适当的温度和气氛中，所发生的物理化学变化，由粉末颗粒的聚集体→晶粒的聚集体；颗粒之间发生粘结、强度↑，多数情况下密度也↑粉末有自动粘结的倾向(比表面积大，能