粉末冶金实验报告.doc

《粉末冶金实验报告.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验11铁基粉末冶金1.实验目的(1)了解粉末冶金零件制备过程。(2)了解烧结温度对烧结过程和制品性能的影响。(3)了解烧结时间对烧结过程和制品性能的影响。(4)了解石墨添加量对烧结过程和制品性能的影响。2.概述粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技

2、术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。广义的粉末冶金制品业涵括了铁石刀具、硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。本报告使用的行业定界为狭义范围。粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以

3、直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。(1)粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料（如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等）具有重要的作用。(2)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。

4、(3)可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。(4)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。(5)可以实现近净形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。(6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。我们常见的机加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技

5、术制造的。3.实验设备与材料主要仪器设备：液压机（45吨）、ZT-30-20Y真空热压烧结炉、球磨机、模具、电子天平、游标卡尺、金相显微镜、洛氏硬度计主要原料：电解铁粉、石墨粉、硬脂酸锌、机油、氩气等4.实验内容(1)采用冷压烧结法制备铁—石墨试样。(2)采用热压烧结法制备铁—石墨试样。(3)研究烧结温度对制品性能的影响。(4)研究烧结时间对制品性能的影响。(5)研究石墨含量对制品性能的影响。5.实验步骤与注意事项(1)每组压制3个试样，测量尺寸、重量后按实验计划确定的参数进行烧结。(2)烧结结束后，

6、再次测量试样尺寸、重量，比较烧结前后密度的变化，观察金相组织和检测试样硬度。6.粉末冶金实验操作流程(1)配料先将铁粉进行筛分，再根据实验方案称取相应重量的还原铁粉，为改善石墨粉与铁粉混合均匀，加入少许机油，混匀后再加入相应配比的石墨粉、少许润滑剂（硬脂酸锌，1.0%），然后在球磨机上进行混料（球磨转速为300转/分，球磨2小时）（实验所用原材料事先备好）。(2)压制试样（由实验指导教师演示，学生操作）油压机表显25Mpa下压制试样，测量并计算毛坯密度(3)烧结按制定好的烧结工艺烧结，随炉冷却到室温，

7、整个烧结过程氩气保护。RT-300℃1小时保温1h300℃-700℃1小时保温1h700℃-1170℃或1250℃1小时保温2h含碳量（0.2%和0.8%）是在1250℃进行烧结的,保温2小时。含碳量2.0%是在1170℃进行烧结的，保温1.5小时。(4)性能检测测量并计算烧结后试样密度，观察烧结后金相形貌变化及检测烧结后试样硬度。7.实验数据实验原始数据见表一、表二。（表一）冷压烧结试样石墨含量(%)试样直径(mm)试样重量（g）试样高度（mm）试样密度(r)烧结前烧结后烧结前烧结后烧结前烧结后烧结

8、前烧结后0.224.4824.3419.9619.696.066.017.007.040.824.4824.3420.019.666.186.106.886.932.024.4824.3619.9919.676.346.286.706.72排水法测密度公式：ρ固=w1/(w1-w2)w1：物体在空气中的质量（克）w2：物体在蒸馏水中的质量（克）（表二）测量密度（排水法）及硬度石墨含量（%）冷压烧结试样热压烧结试样压坯密度(r)烧结后密度(r)硬度(HB)