粉末材料的成形与固结.ppt

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1、第三章粉末材料的成形与固结3.1粉末的成形与干燥3.2粉末烧结3.3胶凝固化3.1粉末的成形与干燥成形的理论基础粉末的工艺性能粉末在压力下的运动行为成形方法成型：是说工件、产品经过加工后具有某种特定的、所需要的形状；把东西按标准尺寸或规格完成的过程。成形：将松散的粉体加工成具有一定尺寸、形状以及一定密度和强度的坯块。成形是将松散的粉体加工成具有一定尺寸、形状以及一定密度和强度的坯块。传统的成形方法有模压成形、等静压成形、挤压成形、扎制成形、注浆成形和热压铸成形等。近年来，由于各学科的交叉渗透以及胶体化学、表面活性剂化学的发展，出现了许

2、多新的成型方法，如压滤成形、注射成形、流延成形、凝胶铸模成形和直接凝固成形等。按粉料成形时的状态，分类：成形压力成形增塑成形料浆成形模压成形等静压成形挤压成形注射成形注浆成形热压铸成形流延成形………………颗粒密度粉末材料的理论密度，通常不能代表粉末颗粒的实际密度，因颗粒几乎总是有孔；孔与颗粒外表面相通，称开孔或半开口（一端相通）；颗粒内不与外表面相通的潜孔称闭孔；真密度：颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值。真密度实际就是粉末的固体密度。有效密度：颗粒质量用包括闭孔在内的颗粒体积去除得到的。用比重瓶法测得的密度接近这种密度，故

3、又称为比重瓶密度。表观密度：颗粒质量用包括开孔和闭孔在内的颗粒体积除得的密度值。堆积密度：粉体材料在自然堆积状态下单位体积的质量。自然状态下的体积，是指既含颗粒内部的孔隙，又含颗粒之间空隙在内的总体积。粉末成形的理论基础粉体的堆积与排列理想球形颗粒的堆积类型、堆积密度和配位数将大小均匀的球形颗粒粉末倒入容器时，即使颗粒进行面心立方或密排六方排列，堆积密度也较低,即小于74%。通过振动可以提高堆积密度，但是，即使采用最仔细的振动方式，最高的振实密度也仅能达到62.8%，并且平均配位数也低于12。细颗粒（-325目）对不锈钢粗颗粒（-10

4、0+150目）松装密度的影响通常为了提高堆积密度，常在较大的均一颗粒之间加入较小的颗粒。当小颗粒粉末量增加时，粉体的松装密度先增加然后降低。1、松装密度、振实密度2、流动性3、压缩性4、成形性粉末的工艺性能另外，工艺性能也主要取决于粉末的生产方法和粉末的处理工艺（球磨、退火、加润滑剂、制粒等）。包括：1、松装密度与振实密度不同粉末装满一定容积的质量是不同的，因此规定用松装密度或振实密度来描述粉末的这种容积性质。松装密度：粉末试样自然填充规定的容器时，单位容器内粉末的质量，单位为g/cm3。(国标GB1478-84，GB5060-85)

5、振实密度：将粉末装于振动容器中，在规定条件下，经过振动后测得的粉末密度。（国标GB5162-85)松装密度测定装置一(a)装配图(b)流速漏斗(c)量杯松装密度测定装置二(1)漏斗(2)阻尼箱(3)阻尼隔板(4)量杯(5)支架松装密度取决于颗粒间的粘附力、相对滑动的阻力以及粉末体孔隙被小颗粒填充的程度。2、流动性50克粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间，单位为s／50克，其倒数是单位时间内流出粉末的质量，俗称为流速。测量方法1流动性采用前述测松装密度的漏斗来测定。标准漏斗(又称流速计)是用150目金刚砂粉末，在40秒内流完50克来标定

6、和校准的。美国标准还规定用孔径1／5英寸的标准漏斗测定流动性差的粉末。测量方法2采用粉末自然堆积角(又称安息角)试验测定流动性。让粉末通过一粗筛网自然流下并堆积在直径为l英寸的圆板上。当粉末堆满圆板后，以粉末锥的高度衡量流动性，粉末锥的底角称为安息角，也可作为流动性的量度。锥愈高或安息角愈大，则表示粉末的流动性愈差，反之则流动性愈好。a规律：等轴状(对称性好)粉末、粗颗粒粉末的流动性好；粒度组成中，极细粉末占的比例愈大，流动性愈差，但是，粒度组成向偏粗的方向增大时，流动性变化不明显。3、压缩性代表粉末在压制过程中被压紧的能力。在标准的

7、模具中在规定的润滑条件下加以测定，用规定的单位压力下粉末所达到的压坯密度表示。通常也可以用压坯密度随压制压力变化的曲线图表示。压缩比：松装粉末的高度与成型坯体高度之比。4、成形性成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末得以成形的最小单位压制压力表示，或者用压坯的强度来衡量。压制性：是压缩性和成形性的总称。规律：成形性好的粉末，往往压缩性差；相反，压缩性好的粉末，成形性差。例如松装密度高的粉末，压缩性虽好，但成形性差；细粉末的成形性好，而压缩性却较差。成型工艺主要有：刚性模具中粉末的压制（模压）弹性封套中粉末的等静压粉末板条

8、滚压以及粉末挤压等粉末在压力下的运动行为压制过程的三个阶段：第一阶段：首先粉末颗粒发生位移（滑动与转动）与重排，颗粒间的架桥现象被部分消除且颗粒间的接触程度增加；第二阶段：颗粒发生弹塑性变形，塑性变形的大小取决于粉末材料