粉末冶金复习题
填空：
1.粉末冶金是用(金属粉末货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）制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。
2.从制粉过程的实质来分，现有制粉方法可归纳为（物理化学法）和（机械法）。机械法是将原材料机械地粉碎，而（化学成分）基本上不发生变化的工艺过程；物理化学法是借助（化学的）或（物理）的作用，改变原材料的（化学成分）或（聚集状态）而获得粉末的工艺过程。
3.通常把固态物质按分散程度不同分成（致密体）、（粉末体）和（胶体）三类；〔1〕，即大小在1mm以上的称为（致密体），0.1μm以下的称为（胶体），而介于二者的称为（粉末体）。
4.粉末冶金工艺过程包括（制粉）工序，（成形）工序和（烧结）工序。
5.粉末冶金成形前的预处理包括（粉末退火）、（筛分）、（混合）、（制粒）、和（加润滑剂）等。
6.粉末特殊成形方法有（等静压成形）、（连续成形）、（无压成形）、（注射成形）、（高能成形）等。
7.粉末的等温烧结过程，按时间大致可以划分为三个界限(1)(粘结阶段)(2)（烧结颈长大阶段）(3)（闭孔隙球化和缩小阶段）。 8.通常按烧结过程有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类分为（单元系烧结）、（多元系固相烧结）、（多元系液相烧结）。 9.常用的粉末冶金锻造方法有（粉末热锻）和（粉末冷锻）；而粉末热锻又分为（粉末锻造）、（烧结锻造）和（锻造烧结）三种。 10.粉末冶金复合材料的强化手段包括（弥散强化）、（颗粒强化）和（纤维强化）。
11.粉末是颗粒与颗粒间的空隙所组成的分散体系，因此研究粉末体时，应分别研究属于（单颗粒）、（粉末体）及（粉末体的孔隙）等的性质。
12.粉末在压制过程中，粉末的变形包括（弹性变形）、（塑性变形）和（脆性变形）。 13.通常等静压按其特性分成（冷等静压）和（热等静压）。
14. 烧结过程有自动发生的趋势。从热力学的观点看，粉末烧结是（系统自由能减小）的过程，即烧结体相对于粉末体在一定条件下处于（能量较低）状态。
15.典型的烧结机构包括（粘性流动）、（蒸发与凝聚）、（体积扩散）、（表面扩散）、（晶界扩散）、（塑性流动）和（综合作用烧结理论）等。
16. 多孔预成形坏的变形特性是研究粉末冶金锻造过程塑性理论的基础。锻造时，与致密金属坯的塑性变形相比，多孔预成形坯具有以下（质量不变条件）、（低屈服强度和低拉伸塑性）、（小的横向流动）、（变形和致密的不均匀性）变形特性。
17. 一般粉末治金材料是金属和孔隙的复合体，其孔隙度范围很广，有低于l～2％残留孔隙度的（致密材料），有10%左右孔限度的（半致密材料），有＞15%孔隙度的（多空材料），也有高达98%孔隙度的（泡沫材料）。
简答题：
一、还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程的因素有哪些？发展复合型铁粉的意义有哪些？
答：铁氧化物的还原过程是分段进行的，即从高价氧化铁到低价氧化铁，最后转变成金属：Fe2O3→Fe3O4→Fe。固体碳还原金属
氧化物的过程通常称为直接还原。当温度高于570°时，分三阶段还原：Fe2O3→Fe3O4→浮斯体（FeO·Fe3O4固溶体）→Fe
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=3FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2 当温度低于570°时，由于氧化亚铁不能稳定存在，因此，Fe3O4直接还原成金属铁 Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2
影响因素：
（1）原料①原料中杂质的影响②原料粒度的影响
（2）固体碳还原剂①固体碳还原剂类型的影响②固体还原剂用量的影响
（3）还原工艺条件①还原温度和还原事件的影响②料层厚度的影响③还原罐密封程度的影响
（4）添加剂①加入一定的固体碳的影响②返回料的影响③引入气体还原剂的影响④碱金属盐的影响⑤海绵铁的处理高密度、高强度、高精度粉末冶金铁基零件需要复合型铁粉。
二、电解法可生产哪些金属粉末？为什么？影响电解铜粉粒度的因素有哪些？
1、1)水溶液电解法：可生产铜、镍、铁、银、锡、铅，铬、锰等金属粉末，在一定条件下可使几种元素同时沉积而制得Fe-Ni、Fe-Cu 等合金粉末。
2)熔盐电解法：可以制取Ti、Zr、Ta、Nb、Th、U、Be等纯金属粉末，也可以制取如Ta-Nb等合金粉末以及各种难熔化合物（如碳化物、硼化物和硅化物等）
2、（1）电解液的组成
1)金属离子浓度的影响。
2）酸度（或H+浓度）的影响；
3）添加剂的影响
（2）电解条件
1)电流密度的影响；
2）电解液温度的影响；
3）电解时搅拌的影响；
4）刷粉周期的影响；
5）关于放置不溶性阳极和采用水内冷阴极问题
三、粉末颗粒有哪几种聚集形式？它们之间的区别在哪里？
1、一次颗粒，二次颗粒（聚合体或聚集颗粒），团粒，絮凝体
2,通过聚集方式得到的二次颗粒被称为聚合体或聚集颗粒；团粒是由单颗粒或二次颗粒靠范德华引力粘结而成的，其结合强度不大，用磨研、擦碎等方法或在液体介质中就容易被分散成更小的团粒或单颗粒；絮凝体是在粉末悬浮液中，由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒
四、压制前粉末需要进行哪些预处理？其作用如何？
预处理包括：粉末退火、筛分、混合、制粒、加润滑剂
预先退火：使氧化物还原，降低碳和其他杂质的含量，提高粉末的纯度；消除粉末的加工硬化，稳定粉末的晶体结构混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀筛分：把颗粒大小不同的原始粉末进行分级
制粒：将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒，改善粉末的流动性。在硬质合金生产中，为了便于自动成形，制粒使粉末能顺利充填模腔加润滑剂：降低成形时粉末颗粒和模冲间摩擦，改善压坯的密度分布，有利于脱模
五、影响压制过程的因素有那些？
1、粉末性能对压制过程的影响
1)粉末物理性能的影响
（1）金属粉末本身的硬度和可塑性；
（2）金属粉末的摩擦性能
2）粉末纯度（化学成分）的影响
3）粉末粒度及粒度组成的影响
4）粉末形状的影响
5）粉末松装密度的影响
2、润滑剂和成形剂对压制过程的影响
1）润滑剂和成形剂的种类 2）润滑剂和成形剂的用量 3）振动压制的影响 4）磁场压制的影响
六、粉末冶金技术中的特殊成型包括哪些？与一般压制法相比有什么特点？
1、等静压成型，粉末连续成型，粉浆浇注成型，粉末注射成形，爆炸成形
2、（1）等静压成型：
1）能够压制具有凹形、空心等复杂形状的杆件；
2）压制时，粉末体与弹性模具的相对移动很小，所以摩擦损耗也很小。单位压制压力较钢模制法低；
3）能够压制各种金属粉末及非金属粉末。压制坯件密度均匀，对难熔金属粉末及其化合物尤其有效；
4）压坯强度较高，便于加工和运输；
5）模具材料是橡胶和塑料，成本较低廉；
6）能在较低的温度下制得接近完全致密的材料
（2）粉末连续成型：
1）能够生产一般轧制法难于或无法生产的板带材；
2）能够轧制出成分比较精确的带材；
3）粉末轧制的板带材料具有各向同性；
4）工艺过程短、解约能源；
5）粉末轧制法成材率比熔铸轧制法高；
6）不需大型设备，减少大量投资
（3）、粉浆浇注成型：制取某些新型特殊材料；生产羰基铁粉制品，适当烧结处理后，材料机械性能接近锻造材料；生产设备简单，生产费用低
（4）、粉末注射成形：制造形状复杂的坯块
（5）、爆炸成形：能够压出相对密度极高的压坯
八、热等静压技术适宜加工什么样的材料？同热压法比较，它的特点是什么？
热等静压法制取的制品密度比热压法要高些，尤其在压制难熔金属时，差别更为明显。同一材料的热等静压制温度比热压法低。考虑到低的压制温度有利于获得细晶粒的合金材料，有利于制取一般方法难于制取的熔点相差悬殊的层叠复合材料，所以，热等静压材料性能普遍高于热压法制取的材料性能。
十、粉末等温烧结的三阶段是怎样划分的？实际烧结过程包括哪些现象？
答：粉末的等温烧结过程，按时间大致可划分为三个界限不十分明显的阶段：
（1）粘结阶段-烧结初期，颗粒间的原始接触点或面转变成晶体结合，即通过成核、结晶长大等原子过程形成烧结颈。
（2）烧结颈长大阶段-原子向颗粒结合面的大量迁移使烧结颈扩大，颗粒间距离缩小，形成连续的孔隙网络。
（3）闭孔隙球化和缩小阶段-当烧结体密度达到90%以后，多数孔隙被完全分隔，闭孔隙数量大为增加，孔隙形状趋近球形并不断缩小。
实际烧结过程可能出现的现象例如粉末表面气体或水分的挥发、氧化物的还原和离解、颗粒内应力的消除、金属的回复和再结晶以及聚晶长大等。
十一、分析影响互溶多元系固相烧结的因素。
答：影响因素：
（1）烧结温度。
（2）烧结时间在相同温度下，烧结时间越长，扩散越充分。
（3）粉末粒度合金化的速度随着粒度减小而增加。
（4）压坯密度增大制压力，将使粉末颗粒间接触面积增大，扩散界面增大，加快合金化过程。
（5）粉末原料采用一定数量的预合金粉或复合粉同完全使用混合粉比较，达到相同的均匀化程度所需的时间将缩短，因为这时扩散路程缩短，并可减少要迁移的原子数量。(6)杂质有些杂质会存在于粉末表面或在烧结过程的杂质阻碍颗粒间的扩散进行。
十七、说明烧结的概念及烧结过程。
答：烧结是粉末或粉末压坯，在适当的温度和气氛条件下加热所发生的现象或过程。烧结的结果是颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加，而且多数情况下，密度也提高。
烧结过程：粉末烧结后，烧结体的强度增加，首先是颗粒间的联结强度增大，即联结面上原子间的引力增大。在粉末或粉末压坯内，颗粒间接触面上能达到的原子引力作用范围的原子数目有限。但是在高温下，由于原子振动的振幅加大，发生扩散，接触面上才有更多的原子进入原子作用力的范围，形成粘结面，并且随着粘结面的扩大，烧结体的强度也增加。烧结面扩大进而形成烧结颈，使原来的颗粒界面形成晶粒界面，而且随着烧结的继续进行，晶界可以向颗粒内部移动，导致晶粒长大。
名词解释
松装密度：粉末试样自然的充满规定容器时，单位容积的粉末质量。松装密度可以用漏斗法、斯科特容量计法来测量。
氢损：把金属粉末的试样在纯氢气气流中煅烧足够长的时间，粉末中的氧被还原生成水蒸气，某些元素与氢气生成挥发性化合物，与挥发性元素一同排出，测得试样粉末的质量损失称为氢损。
熔浸：将粉末压坏与液体金属接触或埋在液体金属内，让压坏的空隙被金属液体填充，冷却下来就得到致密材料或零件，这种工艺称
为熔浸。
熔浸必须具备的基本条件：
(1)骨架材料与熔浸材料的熔点相差较大，不致造成零件变形。
(2)熔浸金属应能很好溶湿骨架材料，即润湿角小于90度。
(3)骨架与熔浸金属之间不发生互溶或溶解度不大，以避免在熔浸过程中产生新相而致使液相消失。
(4)熔浸金属的量应以填满压坏中的空隙为限度，过多或过少均为不利。
活化烧结：采用化学或物理的措施，使烧结温度降低，烧结过程加快，或使烧结体密度和其他性能得到提高的方法称为活化烧结。活化烧结从方法上可以分为两种类型：（1）依靠外界因素活化烧结过程。如加活性剂等。（2）提高粉末活性。
活化烧结与预氧化烧结，添加少量合金元素，在气氛或填料中添加活化剂。
电火花烧结：利用粉末间火花放电所产生的高温，并且同时受外应力作用的一种特殊烧结法。
压缩性：是金属粉末在规定的压制条件下被压紧的能力。
成形性：指粉末压制后，压坏保持既定形状的能力。
强化机理：使金属基体中含有高度分散的第二相质点而达到提高
致密化过程：
1快速致密化阶段——即在热压初期发生相对滑动，破碎和塑形变形，类似成形时的颗粒重排
2致密化减速阶段——以塑形流动为主要机构，类似于烧结后期的闭孔收缩阶段 3趋近终极密度阶段——受扩散控制的蠕变为主要机构，此时的晶粒长大使致密化速度大大降低，达到终极密度后，致密化过程完全停止
制取铁粉的主要还原方法有那些？比较其优缺点
碳还原：可以还原很多金属氧化物，但容易被碳污染
气体还原：可以制取合金粉，制取的铁粉比碳还原制取的纯，生产成本低金属热还原：可以制取生产无碳金属，用于稀有金属
模压成型工艺的特点是什么？
（1）模压成型工艺的优点。模压成型工艺有以下几方面优点①与挤出和注射等成型工艺相比，模压成型工艺所需设备结构简单、制造精度不髙、制造费用低，所以投资少、见效快，为发展多品种、小批量的生产提供了有利条件，这也是模压成型工艺目前还在大量运用的原因之一。
②在模压成型过程中，由于塑料的流动距离很短，受填料的定向影响小，所以塑件的尺寸变动小，不易变形，尺寸稳定性好，机械性能稳定。
③相同吨位的压机可以成型较大平面的制品。
④模压成型工艺成熟，生产过程易于控制。
⑤模压成型中没有浇注系统，原材料浪费相对较少。对于不能重复利用的热固性材料来讲，节约原料尤为重要。
⑥模压成型基本上适合于加工各种塑料。尤其像氨基树脂、环氧树脂和聚酰亚胺等材料，用注射成型既困难又会影响制品外观质量；对于用石棉或玻璃纤维等增强的塑料，在注射和挤出成型中，纤维易在浇口部分断裂，使制品的机械强度特别是冲击强度降低，失去
增强的意义；聚酯团状和片状模塑料若采用注射成型，则需特殊的强迫加料装置，导致设备费用昂贵。模压成型是制造高强度塑件最有效的方法。
（2）模压成型工艺的缺点。模压成型的缺点表现在以下三方面。
①生产周期长，生产效率低。
②较难实现生产自动化，因而劳动强度大。
③因为飞边厚，塑件厚度方向的尺寸难以控制，所以模压成型不能模压尺寸精度要求较的制品。
1. 什么是弹性后效其主要影响因素有哪些
答当压力去除之后和将压坯脱拱之后由于内应力作用压坯产生的膨胀现象称为弹性后效。
弹性后效的大小取决于残留应力的高低主要影响因素
a.压制压力压制压力高弹性内应力高
b.粉末颗粒的弹性模量弹性模量越高弹性后效越大
c.粉末粒度组成越合理产生的弹性应力越小粒度小弹性后效大
d.颗粒形状形状复杂弹性应力大弹性后效大
f.粉末混合物的成份
烧结气氛的两个作用是什么
答 1保护功能控制烧结体与环境之间的化学反应如氧化和脱碳 2净化功能及时带走烧结坯体中润滑剂和成形剂的分解产物
致密化：压力作用下松散状态→拱桥效应的破坏（位移→颗粒重排）+颗粒塑性变形→孔隙体积收缩→致密化
等静压成型
定义：粉末装于弹性（柔性）模具（包套）中，以流体为传压介质，各向均匀受压。分类：
冷等静压（CIP）：常温下进行的等静压常温下，粉末装于弹性模具中，以液体为传压介质，粉末体各向均匀受压而密实成压坯热等静压（HIP）：高温下进行的等静压高温下，粉末或压坯装于包套中，在高压容器内，以气体为传压介质，使粉末同时承受高温和等静压力作用而获得致密材料或制品.
等静压的一般特点：压坯形状、尺寸范围大，尤大尺寸、形状复杂压坯或制品；
压坯密度高且均匀形粉末广，尤难熔金属化合物、陶瓷、高合金钢等工艺简单，可不加润滑剂设备：冷等静压机分类：螺纹式、拉杆式、框架式
热等静压机分类：螺纹式、框架式
HIP特点：
①压制、烧结同时进行，能消除粉末坯体中的所有孔隙，相对密度可达0.9999 ②压力作用，使HIP的烧结温度低于通常的烧结温度③ HIP所需压制压力比CIP低
④晶粒细小、组织均匀，无成分偏析⑤材料综合性能好，是PM高新技术之一⑥设备投资大，成本
粉末冶金定义
制取金属及化合物粉末，采用成形和烧结工艺制
成金属材料、复合材料、陶瓷材料及其它们的制品
的技术科学。
粉末压制成形-致密化现象
? 致密化：压力作用下松散状态→拱桥效应的
破坏（位移→颗粒重排）+颗粒塑性变形→
孔隙体积收缩→致密化；
? 拱桥效应：颗粒间由于摩擦力的作用而相互
搭架形成拱桥孔洞的现象；
? 影响因素：与粉末松装密度、流动性存在一
定联系。
脱模压力
脱模压力指把坯块从模具内取出所需的压力。
什么是弹性后效?它对压坯有何影响?
加载（或卸载）后经过一段时间应变才增加（或减小）到一定数值的现象。压制过程中，当卸掉压制力并把坯块从模具内取出后，由于弹性内应力的作用，坯块发生弹性膨胀，这种现象称为弹性后效
弹性后效：在去除P压后，压坯所产生的胀大现象。
弹性后效危害：压坯及压模的弹性应变是产生压坯裂纹的主要原因之一，由于压坯内部弹性后效不均匀，脱模时在薄弱部位或应力集中部位就会出现裂纹。
影响压坯密度分布的因素(P182)
实验证明，增加压坯的高度会使压坯各部分的密度差增大，而
加大直径则会使密度的分布更加均匀。压坯中密度分布的不均匀
性，在很大程度上可以用双向压制来改善。在双向压制时，与上
、下模冲接触的两端密度较高
粒度: 颗粒在空间范围所占大小的线性尺度.
粒度组成(粒度分布): 不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量.
平均粒度: 粉末颗粒粒径的统计平均值.
什么是松装密度和振实密度?松装密度的控制有何重要意义?
松装密度：自然充填容器时,单位体积的质量
振实密度：粉末在振动容器中, 在规定条件下经过振动后测得的粉末密度
意义：压制过程中, 采用容量装粉法, 即用充满形腔的粉末体积来控制压坯的密度和单重. 用松装密度和振实密度来描述粉体的这种容积性质.
如何提高粉末的ρ松和流动性？
松装密度高的粉末流动性也好，方法：粒度粗、形状规则、粒度组成用粗+细适当比例、表面状态光滑、无孔或少孔隙
压坯中密度分布不均匀的状况及其产生的原因是什么？如何改善密度分布?
密度分布不均匀的状况：一般，高度方向和横断面上都不均匀. ①平均密度从高而低降低.
②靠近上模冲的边缘部分压坯密度最大; 靠近模底的边缘部分压坯密度最小. ③当H/D(高径比)较大时,则上端中心的密度反而可能小于下端中心的密度. 产生的原因：压力损失改善压坯密度不均匀的措施：
①在不影响压坯性能前提下, 充分润滑; ②采用双向压制;
③采用带摩擦芯杆的压模; ④采用浮动模;
⑤对于复杂形状采用组合模冲, 并且使各个模冲的压缩比相等; ⑥改善粉末压制性(压缩性、成形性)—还原退火; ⑦改进模具构造或适当变更压坯形状 .
⑧提高模具型腔表面硬度和光洁度. HRC58～63,粗糙度9级以上.
什么是等静压成形？它有什么优缺点？其基本原理是什么？
等静压成形是指，借助于高压流体的静压力作用，使弹性模套内的粉末在同一时间内各个方向上均衡地受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯的成形方法。优点：①能成形凹形、空心等复杂形状.
②粉末与弹性模具间相对移动很小、摩擦损耗小,压制压强较钢模低. ③能压制各种金属粉末及非金属粉末; 压坯密度分布均匀. ④压坯强度较高.
⑤ CIP模具材料是橡胶、塑料, 成本低廉.
⑥能在较低温度下制得接近完全致密的材料. —HIP 缺点：
①压坯尺寸精度和表面光洁度都比钢模压制低; ②生产效率低于自动钢模压制;
③ CIP中使用的橡胶或塑料包套寿命比金属压模要短得多;
④ HIP中使用的包套都为一次性、消耗大,且包套材料种类受到限制. 基本原理（帕斯卡原理）
流体在密闭容器内任何一点所受的压应力,将无保留地传递到流体(或容器)的各处.
①流体内任意处的静压应力相等,称为准静力等静压,否则为非准静力等静压. ②流体通过液-固(气-固)界面对固体施加压力.
②③HIP在加压同时还要加热,使成形和烧结过程同时完成
简述热等静压的过程和特点。
过程：将装于包套内的粉体置于充满气体介质的高温压力容器内,使粉体在压缩的同时经历高温烧结, 成为致密制品.
特点：粉末体（粉末压坯或包套内的粉末）在等静压高压容器内同一时间经受高温和高压的联合作用，强化了压制与烧结过程，降低了制品的烧结温度，改善了制品的晶粒结构，消除了材料内部颗粒间的缺陷和孔隙，提高了材料的致密度和强度。
烧结
1．什么是烧结?如何分类?
一定气氛下, 粉末或压坯, 在低于主要组分熔点温度下的加热处理过程. 分类：1）按有无液相分和烧结系统的组成分：单元系烧结、多
元系固相烧结和多元系液相烧结。
烧结推动力
粉体颗粒尺寸很小，比表面积大，具有较高的表面能，即使在加压成型体中，颗粒间接触面积也很小，总表面很大而处于较高能量状态。根据能量最低原理，它将自发地向最低能量状态变化，并伴随使系统的表面能减少。可见，烧结是一个自发的不可逆过程，系统表面能降低是推动烧结进行的基本动力。
粉状物料的表面能大于多晶烧结体的晶界能，这是烧结过程的推动力，粉体经烧结后，晶界能取代了表面能，这是烧结后多晶材料稳定存在的原因。
什么是液相烧结?有哪些液相烧结技术?各有什么应用?
烧结温度下,低熔点组元熔化或形成低熔共晶、产生可流动液相的烧结. 在近现代, 液相烧结的应用领域迅速扩大, 涉及电触头、工具钢、超合金、硬质合金、高密度合金、金刚石-金属复合材料、绝缘材料、难熔材料、磁性材料、汽车结构零件和高强度陶瓷等.
液相烧结的优点和缺点各有哪些?
优点:①由液相引起的物质迁移要比固相扩散快;②液相产生的毛细力促使液相流动和颗粒发生适位的位移(重排),提高烧结速度;③最终,液相将填满烧结体内的孔隙,可以获得密度高、性能好的产品.
局限性：①尺寸控制较固相烧结难.因为液相烧结的材料尺寸变化大,有的线收缩可>20%; 有些材料烧结过程会发生膨胀.②可能出现变形、开裂和坍塌. 液相烧结过程中压坯强度较低,同时,压坯的密度不均匀,在液相烧结过程中会造成收缩不均匀,可能引起较大的变形、甚至造成开裂.当液相量过多时,则可能出现坍塌.通常,大的压坯容易发生开裂, 压坯的悬臂部分容易发生坍塌.一般要求严格控制加热速度(保证刚度和均匀收缩).
液相烧结的三个基本条件是什么?
良好的润湿性;固相在液相中有一定溶解度;适当的液相数量.
液相烧结可以分为哪三个阶段?各阶段基本特点是什么?
（1）液相流动与颗粒重排阶段:颗粒在液相内近似呈悬浮状态,受液相表面张力推动,颗粒可发生位移、相对滑动.烧结体密度迅速增大.
(2) 固相溶解-再析出阶段:该过程一般特征是显微组织粗化,固相在液相中的溶解度随温度和颗粒形状、大小而变化.
小颗粒、颗粒表面凸起、棱角因具有较高饱和溶解度,将优先溶解,使小颗粒趋向减小、颗粒表面趋向平整光滑;同时,液相中一部分过饱
和原子在大颗粒表面沉析,使大颗粒趋于长大.结果: 颗粒外形逐渐趋于球形、小颗粒逐渐缩小或消失,大颗粒更加长大, 从而使颗粒更加靠拢,烧结体发生收缩.这阶段致密化速度已显著减慢、气孔已基本消除. 颗粒间距更加缩小,液相流进孔隙更加困难. 3）固相烧结阶段
经前两阶段,颗粒间互相靠拢、接触、粘结并形成连续骨架,剩余液相充填于骨架间隙.刚性骨架阻碍颗粒更进一步重新排列,使该阶段致密化速率明显减慢.液相不完全润湿固相或液相数量较少时,该阶段将表现得更为突出.固相骨架形成后的烧结过程与固相烧结相似.扩散作用会导致固体颗粒间接触长大,故,大多数液相烧结材料性能将随该阶段时间延长而降低
（此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容，
供参考，感谢您的配合和支持）
编辑版word
课程名称：粉末冶金学 Powder Metallurgy Science 第一章导论 1粉末冶金技术的发展史History of powder metallurgy 粉末冶金是采用金属粉末（或非金属粉末混合物）为原料，经成形和烧结操作制造金属材料、复合材料及其零部件的加工方法。 粉末冶金既是一项新型材料加工技术，又是一项古老的技术。 .早在五千年前就出现了粉末冶金技术雏形，古埃及人用此法制造铁器件； .1700年前，印度人采用类似方法制造了重达的“DELI 柱”（含硅Fe合金，耐蚀性好）。 .19世纪初，由于化学实验用铂（如坩埚）的需要，俄罗斯人、英国人采用粉末压制、烧结和热锻的方法制造致密铂，成为现代粉末冶金技术的基础。 .20世纪初，现代粉末冶金的发展起因于爱迪生的长寿命白炽灯丝的需要。钨灯丝的生产标志着粉末冶金技术的迅速发展。 .1923年硬质合金的出现导致机加工的革命。 .20世纪30年代铜基含油轴承的制造成功，并在汽车、纺织、航空、食品等工业部门的广泛应用。随后，铁基粉末冶金零部件的生产，发挥了粉末冶金以低的制造成本生产高性能零部件的技术优点。 .20世纪40年代，二战期间，促使人们开发研制高级的新材料（高温材料），如金属陶瓷、弥散强化合金作为飞机发动机的关键零部件。 .战后，迫使人们开发研制更高性能的新材料，如粉末高速钢、粉末超合金、高强度铁基粉末冶金零部件(热锻)。大大扩大了粉末冶金零部件及其材料的应用领域。 .粉末冶金在新材料的研制开发过程中发挥其独特的技术优势。 2粉末冶金工艺 粉末冶金技术的大致工艺过程如下：
↓ 成形（模压、CIP、粉浆浇注、轧制、挤压、温压、注射成形等） ↓ 烧结（加压烧结、热压、HIP等） ↓ —后续处理 Typical Processing flowchart for Powder Metallurgy Technique 3粉末冶金技术的特点 .低的生产成本： 能耗小，生产率高，材料利用率高，设备投资少。 ↑↑↑ 工艺流程短和加工温度低加工工序少少切削、无切削 .材料成分设计灵活、微观结构可控（由工艺特征决定）： 能制造普通熔练法不可能生产的材料，如W-Cu、SnO 2 -Ag、WC-Co、Cu-石墨、金 属陶瓷（TiC-NiCr,Al 2O 3 -Ni或Cu,TiB 2 -Cu等）、弥散强化材料（Al 2 O 3 -Cu Al 2 O 3 -Al， Y 2O 3 -Fe基合金）、粉末超合金（非相图成分）、难熔金属及其合金如钨钼、含油 轴承、过滤材料等。 .高的性能： 粉末高速钢、粉末超合金因无成分偏析和稳定的组织（细的晶粒）而性能优于熔炼法制备的合金；纳米材料，金属－陶瓷梯度复合材料（梯度硬质合金）。 主要不足之处： .由于受设备容量的限制，传统粉末冶金工艺制造的粉末冶金零部件的尺寸较其它加工方法（铸造，机加工等）小； .材料韧性不高； .零部件的形状复杂程度和综合力学性能有限等。
粉末冶金工艺基本知识 粉末冶金成形 粉末冶金工艺及材料 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点： 1．粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。 2．提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。 3．利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。 粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。随着粉末冶金生产技术的发展，粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。 1 粉末冶金基础知识 ⒈1 粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（μm）或纳米（nm）。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴ 粒度及粒度分布 粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。图描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。 ⑵ 颗粒形状 即粉末颗粒的外观几何形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。 ⑶ 比表面积 即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。 3.粉末的工艺性能 粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。 ⑴ 填充特性 指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表示。粉末
1.粉末冶金：制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料， 经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 2.二次颗粒：单颗粒以某种方式聚集就构成二次颗粒 3.松装密度：粉末在规定条件下自然充填容器时，单位体积内自由松装粉末体的质量 g/cm3。 4.孔隙率：孔隙体积与粉末体的表观体积之比的百分数称为孔隙度（θ）。 5.中位径：将各种粒级粉末个数或百分数逐一相加累积并做图，可以得到累积分布曲线， 分布曲线对应５０％处称为中位径 弹性后效：在压制过程中，粉末由于受力而发生弹性变形和塑性变形，压坯内存在着很大的内应力，当外力停止作用后，压坯便出现膨胀现象 6.合批：将成分相同而粒度不同的粉末进行混合，称为合批 7.烧结机构：研究烧结过程中各种可能的物质迁移方式及速率。 8.热压：热压又称为加压烧结，是把粉末装在模腔内，在加压的同时使粉末加热到正常 烧结温度或更低一些的温度，经过较短时间烧结成致密而均匀的制品。 9.活化烧结：是指采用化学或物理的措施，使烧结温度降低、烧结过程加快，或使烧结 体的密度和其它性能得到提高的方法。 10.单颗粒：粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 11.振实密度：粉末装于振动容器，规定条件下，经振动敲打后测得的粉末密度。 12.粒度：以mm或μm的表示的颗粒的大小称颗粒直径，简称粒径或粒度。 13.混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀。分为机械法和化学法。 14.搭桥：粉末在松装堆集时，由于表面不规则，彼此之间有摩擦，颗粒相互搭架而形成 拱桥孔洞的现象。 15.快速冷凝技术的特点：（1）急冷可大幅度地减小合金成分的偏析；（2）急冷可增加合 金的固溶能力；（3）急冷可消除相偏聚和形成非平衡相；（4）某些有害相可能由于急冷而受到抑制甚至消除；（5）由于晶粒细化达微晶程度，在适当应变速度下可能出现超塑性等。 16.粉末颗粒的聚集形式：聚合体、团粒、絮凝体；区别：通过聚集方式得到的二次颗 粒被称为聚合体或聚集颗粒；团粒是由单颗粒或二次颗粒靠范德华力粘接而成的，其结合强度不大，用研磨。擦碎等方法在液体介质中容易分散成更小的团粒或二次颗粒或单颗粒；絮凝体则是在粉磨悬浊液中，由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒。 17.减少因摩擦出现的压力损失的措施：1）添加润滑剂、2）提高模具光洁度和硬度、3） 改进成形方式，如采用双面压制等。 18.粉末冶金技术的优点：1. 能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料：① 能控制制品的孔隙度(多孔材料、多孔含油轴承等)；②能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果，生产各种特殊性能的材料（钨-铜假合金型的电触头材料、金属和非金属组成的摩擦材料等）；③能生产各种复合材料。 2.粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越：①高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好（粉末高速钢可避免成分的偏析）；②生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金法（钨、钼、铌等难熔金属）。缺点：1、粉末成本高；2、制品的大小和形状受到一定限制；3、烧结零件的韧性较差。 19.粉末料预处理的方式及作用：1、退火：还原氧化物，消除杂质，提高纯度；消除加工 硬化，稳定粉末的晶体结构；钝化金属，防止自燃。2、混合：使不同成分的粉末混合均匀，便于压制成形和后续处理。3、筛分：筛分的目的在于把颗粒大小不匀的原始粉
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能<一> GB/T14667.1-93 <二> MPIF-35
烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊
安全管理编号：LX-FS-A81397 粉末冶金基础知识 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
粉末冶金基础知识 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 （一）粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（μm）或纳米（nm）。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布 粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。
实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。 ⑵颗粒形状即粉末颗粒的外观几何形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。 ⑶比表面积 即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。 3.粉末的工艺性能 粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。 ⑴填充特性 指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程
名词解释 机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落 时，筒体的转动速度 单位质量或单位体积粉末具有的表面积（一克质量或一定体积的粉末所具有的表 面积与其质量或体积的比值称为比表面积） 由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒 每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后 的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 96500库仑应该有 一克当量的物质经电解析出 细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后 沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程 颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值。真密度实际上就是粉末的固 体密度 g/cm3 将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子 d=ρ/ρ理）的倒数称为相对体积，用β＝1/d表示 粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对粒径作图，即为粒度 分布；（一定体积或一定重量（一定数量）粉末中各种粒径粉末体积（重量、 数量）占粉末总量的百分数的表达称为粒度分布） 变形困难的现象称为加工硬化 (其它物质流)击碎制造粉末的方法 由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化 将金属或合金的熔液快速冷却（冷却速度>105℃/s），保持高温相、获得性能奇 异性能的粉末和合金（如非晶、准晶、微晶）的技术，是传统雾化技术的重要发 展 两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物而构成 的合金体系，假合金实际是混合物 为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条 件称为保护气氛 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流动性。 2 ）制备的金属网筛
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能 <一> GB/T14667.1-93 <二> MPIF-35 编辑版word
烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊 编辑版word
《粉末冶金原理》复 习题
名词解释 临界转速机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落 时，筒体的转动速度 比表面积单位质量或单位体积粉末具有的表面积（一克质量或一定体积的粉末所具有的表面积与其质量或体积的比值称为比表面积） 二次颗粒由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒 离解压每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 电化当量这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出 气相迁移细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程 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。真密度实际上就是粉末的固体密度 似密度又叫有效密度，颗粒质量用包括闭孔在内的颗粒体积去除得的相对密度粉末或压坯密度与对应材料理论密度的比值百分数 松装密度粉末在规定条件下自然填充容器时，单位体积内的粉末质量，单位为g/cm3 比形状因子将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子 压坯密度压坯质量与压坯体积的比值 相对体积粉末体的相对密度（d=ρ/ρ理）的倒数称为相对体积，用β＝1/d表示
粒度分布将粉末样品分成若干粒径，并以这些粒径的粉末质量（颗粒数量、粉末体积）占粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对 粒径作图，即为粒度分布；（一定体积或一定重量（一定数量）粉末 中各种粒径粉末体积（重量、数量）占粉末总量的百分数的表达称为 粒度分布） 粉末加工硬化金属粉末在研磨过程中由于晶格畸变和位错密度增加，导致粉末硬度增加，变形困难的现象称为加工硬化 雾化法利用高速气流或高速液流将金属流(其它物质流)击碎制造粉末的方法．二流雾化由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化 快速冷凝将金属或合金的熔液快速冷却（冷却速度>105℃/s），保持高温相、获得性能奇异性能的粉末和合金（如非晶、准晶、微晶）的技术， 是传统雾化技术的重要发展 假合金两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物而构成的合金体系，假合金实际是混合物 保护气氛为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条件称为保护气氛 压制性粉末压缩性与成形性的总称 成形性粉末在经模压之后保持形状的能力，一般用压坯强度表示 压缩性粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性，一般用压坯密度表示 粉末粒度一定质量（一定体积）或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度 粉末流动性 50 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流动性。
粉末冶金工艺基本知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
粉末冶金工艺基本知识 粉末冶金成形 粉末冶金工艺及材料 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点： 1．粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。 2．提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。 3．利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。 粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。随着粉末冶金生产技术的发展，粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。 1 粉末冶金基础知识 ⒈1 粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（μm）或纳米（nm）。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布 粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。图描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。 ⑵颗粒形状 即粉末颗粒的外观几何形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。 ⑶比表面积 即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。 3.粉末的工艺性能 粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。 ⑴填充特性
1.什么是粉末冶金？与传统方法相比的优点是什么？ 答：粉末冶金：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，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 粉末冶金的优越性： A.少切削、无切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动；普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于5% B.能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。 C.能够制备其他方法难以生产的零部件。 2.制粉的方法有哪些？ 答：A.机械法：通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化 的方法。 B.物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。 C.化学法：依靠化学反应或电化学反应过程，生成新的粉态物质。 3.机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。 4.球磨法制粉时球和物料的运动情况： A.球磨机转速较慢时，球和物料沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。 B.球磨机转速较高时，球在离心力的作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的高度，然后在重力的作用下掉下来，称为抛落。 C.继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力时，紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转，此时物料的粉碎作用将停止，这种转速称为临界转速
1?什么是粉末？粉末与胶体的区别？粉体的分类？ 答：粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在 于分散程度不同，通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体，把大小在0.1卩m 以下的固态物质称为胶体颗粒，而介于两者之间的称为粉末体。 粉体分类：A.粉末中能分幵并独立存在的最小实体称为单颗粒。 B.单颗粒如果以某种方式聚集，就构成二次颗粒。 2.聚集体、絮凝体、团聚体的划分？ 答：A.聚集体：通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体； B.絮凝体：用溶胶凝胶方法制备的粉末，是一种由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒； C.团聚体：由单颗粒或二次颗粒依靠范德华引力的作用下结合而成的粉末颗粒，易于分散。 3.粉末的物理性能包括：颗粒形状与结构、颗粒大小与粒度组成、比表面积、颗粒 的密度、显微硬度、光学和电学性质、熔点、比热容、蒸汽压等热学性质，由颗粒 内部结构决定的X射线、电子射线的反射和衍射性质，磁学与半导体性质。 4.粉末的工艺性能包括松装密度、振实密度、流动性、压缩性与成形性。 A.松装密度：粉末在规定条件下自然充填容器时，单位体积内自由松装粉末体的质 量（g/cm3）。 B.振实密度：粉末装于振动容器内，在规定条件下，经过振动敲打后测得的粉末密 度。 C.流动性：一定量粉末（50g）流经标准漏斗所需的时间，单位为（s/50g ）。 D.压缩性：粉末在压制过程中被压紧的能力。在规定的模具和润滑条件下加以测定, 用在
装球量：球磨筒内磨球的数量。 球料比：磨球与磨料的质量比电流效率：一定电量电解出的产物的实际质量与通过同样电量理论上应电解出的产物质量之比，用公式表示为n i=M/ （qlt）x 100% 粒度分布：指不同粒径的的颗粒在粉末总质量中所占的百分数，可以用某种统计分布曲线或统计分布函数描述。 松装密度：粉末在规定条件下自然填充容器时，单位体积内粉末的质量，单位为 g/cm3。 振实密度：在规定条件下，粉末受敲打或振动填充规定容器时单位体积的粉末质量。单颗粒：晶粒或多晶粒聚集，粉末中能分开并独立存在的最小实体。 一次颗粒：最先形成的不可以独立存在的颗粒，它只有聚集成二次颗粒时才能独立存在。 二次颗粒：由两个以上的一次颗粒结合而又不易分离的能独立存在的聚集颗粒称为二次颗粒。 压缩性: 粉末被压紧的能力 成形性: 粉末压制后，压坯保持既定形状的能力 净压力： 单元系烧结：纯金属、固定化学成分的化合物和均匀固溶体的粉末烧结体系，是一种简单形式的固相烧结。 多元系固相烧结：由两种以上组元（元素、化合物、合金、固溶体）在固相线以下烧结的过程。 气氛的碳势：某一含碳量的材料在某种气氛烧结时既不渗碳也不脱碳，以材料中碳含量表示气氛中的碳势。 活化烧结：系指能降低烧结活化能，是体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行，烧结体性能得以提高的烧结方法。 氢损值：金属粉末的试样在纯氢气中煅烧足够长时间，粉末中的氧被还原成了水蒸气，某些元素与氢气生成挥发性的化合物，与挥发性金属一同排除，测的试样粉末的相对质量损失，称为氢损。 液相烧结：烧结温度高于烧结体系低熔组分的熔点或共晶温度的多元系烧结过程，即烧结过程中出现液相的粉末烧结过程统称为液相烧结。 机械合金化是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。 热等静压：把粉末压坯或把装入特制容器内的粉末体在等静高压容器内同时施以高温和高压，使粉末体被压制和烧结成致密的零件或材料的过程 冷等静压：室温下，利用高压流体静压力直接作用在弹性模套内的粉末体的压制方法 1 、粉末制备的方法有哪些，各自的特点是什么？ 1 物理化学法 1 还原法：碳还原法（铁粉）气体（氢和一氧化碳）还原法（W,Mo,Fe,Ni,Cu,Co 及其合金粉末） 金属热还原法(Ta,Nb,Ti,Zr,Th,U)-SHS自蔓延高温合成。 1.2还原-化合法：适合于金属碳化物、硼化物、硅化物、氮化物粉末 1.3化学气相沉积CVD 1.4物理气相沉积PVD或PCVD (复合粉)
粉末冶金基本知识篇 绪论 粉末冶金（也称金属陶瓷法）：制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 粉末冶金工艺：1）、制取金属、合金、金属化合物粉末以及包覆粉末； 2）、将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后的处理制得成品。大概流程：物料准备（包括粉末预先处理（如加工，退火）、粉末分级、混合和干燥等）→成形→烧结→烧结后处理（精整、浸油、机加工、热处理、粉末冶金的特点： 1. 能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料： ①能控制制品的孔隙度(多孔材料、多孔含油轴承等)； ②能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果，生产各种特殊性能的材 料（钨-铜假合金型的电触头材料、金属和非金属组成的摩擦材料等）； ③能生产各种复合材料。 2.粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越： ①高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好（粉末高速钢可避免成分 的偏析）； ②生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金法（钨、钼、铌等难熔 金属）。 粉末冶金技术的优越性和局限性： 优越性：1）、无切削、少切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动。普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于5%。2）、能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。3）、能够制备其他方法难以生产的零部件。 局限性：1、粉末成本高；2、制品的大小和形状受到一定限制；3、烧结零件的韧性较差。 常用粉末冶金材料：粉末冶金减摩、多孔、结构、工具模、高温和电磁材料。 第一章：粉末的制取 第一节：概述 制粉方法分类： 机械法：由机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。 化学法：依靠化学或电化学反应，生成新的粉态物质（气相沉积、还原化合、电化学发）。 在固态下制取粉末的方法包括：有机械粉碎法和电化腐蚀法；还原法；还原-化合法。 在气态制备粉末的方法包括:蒸气冷凝法；羟基物热离解法。 在液态制备粉末的方法有:雾化法；置换法、溶液氢还原法；；水溶液电解法；熔盐电解法。 从过程的实质看，现有制粉方法大体上可归纳为两大类，即机械法和物理化学法。机械法是将原材料机械地粉碎，而化学成分基本上不发生变化；物理化学法是
第一章 1. 什么是粉末冶金？与传统方法相比的优点是什么？ 答：粉末冶金：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，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 粉末冶金的优越性： A. 少切削、无切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动；普通铸造合金切削量在 30-50%，粉末冶金产品可少于5%。 B. 能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。 C. 能够制备其他方法难以生产的零部件。 2. 制粉的方法有哪些？ 答：A. 机械法：通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。 B. 物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。 C. 化学法：依靠化学反应或电化学反应过程，生成新的粉态物质。 3. 机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。 4. 球磨法制粉时球和物料的运动情况： A.球磨机转速较慢时，球和物料沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。 B.球磨机转速较高时，球在离心力的作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的高度，然后在重力的作用下掉下来，称为抛落。 C.继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力时，紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转，此时物料的粉碎作用将停止，这种转速称为临界转速。 第二章 1.什么是粉末？粉末与胶体的区别？粉体的分类？ 答：粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在于分散程度不同，通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体，把大小在0.1μm以下的固态物质称为胶体颗粒，而介于两者之间的称为粉末体。 粉体分类：A. 粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 B. 单颗粒如果以某种方式聚集，就构成二次颗粒。 2. 聚集体、絮凝体、团聚体的划分？ 答：A. 聚集体：通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体； B. 絮凝体：用溶胶凝胶方法制备的粉末，是一种由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020版粉末冶金基础知识 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
2020版粉末冶金基础知识 （一）粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（μm）或纳米（nm）。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布 粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。 ⑵颗粒形状即粉末颗粒的外观几何形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。
⑶比表面积 即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。 3.粉末的工艺性能 粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。 ⑴填充特性 指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表示。粉末的填充特性与颗粒的大小、形状及表面性质有关。 ⑵流动性 指粉末的流动能力，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时间表示。流动性受颗粒粘附作用的影响。⑶压缩性 表示粉末在压制过程中被压紧的能力，用规定的单位压力下所达到的压坯密度表示，在标准模具中,规定的润滑条件下测定。影响粉末压缩性的因素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的压缩性好；颗粒的形状和结构也影响粉末的压缩性。
第一章 1. 什么是粉末冶金与传统方法相比的优点是什么 答：粉末冶金：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，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 粉末冶金的优越性： A. 少切削、无切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动；普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于5%。 B. 能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。 C. 能够制备其他方法难以生产的零部件。 2. 制粉的方法有哪些 答：A. 机械法：通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。 B. 物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。 C. 化学法：依靠化学反应或电化学反应过程，生成新的粉态物质。 3. 机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。 4. 球磨法制粉时球和物料的运动情况： A.球磨机转速较慢时，球和物料沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。 B.球磨机转速较高时，球在离心力的作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的高度，然后在重力的作用下掉下来，称为抛落。 C.继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力时，紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转，此时物料的粉碎作用将停止，这种转速称为临界转速。 第二章 1.什么是粉末粉末与胶体的区别粉体的分类 答：粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在于分散程度不同，通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体，把大小在μm以下的固态物质称为胶体颗粒，而介于两者之间的称为粉末体。 粉体分类：A. 粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 B. 单颗粒如果以某种方式聚集，就构成二次颗粒。 2. 聚集体、絮凝体、团聚体的划分 答：A. 聚集体：通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体；
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能<一>G B/T14667.1-9 3
-35 240 390 260 1.0 25070 7.0 F-0008-50HT -65HT -75HT -85HT 380 450<0.5S 480 22HRC 60HRC 6.3 450520 <0.5 55028 60 6.6 520 590 <0.5 620 32 60 6.9 590 660 <0.5 690 35 60 7.1 烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注:用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲ 注:用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注:用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目 的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0% ⊙铁-铜合金和铜钢粉末冶金材料性能(MPIF-35) 材料编号最小强度(A)(E) 拉伸性能 横向 断裂 压缩 屈服 强度 (0.1%) 硬度 密度屈服极限极限强度 屈服强度 (0.2%) 伸长率 (25.4mm ) 宏观 (表 现) 微观 (换算 的) MPa MPa MPa % MPa MPa 络氏g/cm3 FC-0200-15 -18 -21 -24 100 170 140 1.0 310 120 11HR B N/A 6.0 120 190 160 1.5 350140 18 6.3 140 210 180 1.5 390 160 26 6.6 170 230 200 2.0 430 180 36 6.9 FC-0205-30 -35 -40 -45 210 240 240 <1.0 410 340 37HR B N/A 6.0 240 280 280 <1.0 520 370 48 6.3 280 340 310 <1.0 660 390 60 6.7
粉末冶金常识 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
粉末冶金常识 1.粉末冶金常识之什么是粉末冶金 粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）为原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技术。它包括两部分内容，即：(1)制造金属粉末（也包括合金粉末，以下统称"金属粉末"）。 (2)用金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）作原料，经过混合、成形和烧结，制造材料（称为"粉末冶金材料"）或制品（称为"粉末冶金制品"）。 2、粉末冶金常识之粉末冶金最突出的优点是什么 粉末冶金最突出的优点有两个： (1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制品，如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品，钨、钼、钛等难熔金属材料和制品，金属-塑料、双金属等复合材料及制品。 (2)能够直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，从而减少或取消机械加工，其材料利用率可以高达95%以上，它还能在一些制品中以铁代，做到了"省材、节能"。 粉末冶金件 3、粉末冶金常识之什么是"铁基"什么是铁基粉末冶金 铁基是指材料的组成是以铁为基体。铁基粉末冶金是指用烧结（也包括粉末锻造）方法，制造以铁为主要成分的粉末冶金材料和制品（铁基机械零件、减磨材料、摩擦材料，以及其他铁基粉末冶金材料）的工艺总称。 4、粉末冶金常识之用于粉末冶金的粉末制造方法主要有哪几类 粉末制造方法主要有物理化学法和机械粉碎法两大类。前者包括还原法、电解法和羰基法等；后者包括研磨法和雾化法。 5、粉末冶金常识之用还原法制造金属粉末是怎么回事 该法是用还原剂把金属氧化物中的氧夺取出来，从而得到金属粉末的一种方法。 6、粉末冶金常识之什么叫还原剂 还原剂是指能够夺取氧化物中氧的物质。制取金属粉末所用的还原剂，是指能够除掉金属氧化物中氧的物质。就金属氧化物而言，凡是与其中氧的亲合力大于这种金属与氧的亲合力的物质，都称其为这种金属氧化物的还原剂。 7、粉末冶金常识之粉末还原退火的目的是什么 粉末还原退火的目的主要有以下三个方面：（1）去除金属粉末颗粒表面的氧化膜；（2）除掉颗粒表面吸附的气体和水分等异物；（3）消除颗粒的加工硬化。 粉末冶金工艺流程图 8、粉末冶金常识之用于粉末冶金的粉末性能测定一般有哪几项 用于粉末冶金的粉末性能测定一般有三项：化学成分、物理性能和工艺性能。9、用于粉末冶金的粉末物理性能主要包括那几项
2006 粉末冶金原理课程I考试题标准答案 一、名词解释：（ 20 分，每小题 2 分） 临界转速：机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时，筒体的转动速度 比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积 一次颗粒：由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒； 离解压：每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 电化当量：这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出 气相迁移：细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程 颗粒密度：真密度、似密度、相对密度 比形状因子：将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子 压坯密度：压坯质量与压坯体积的比值 粒度分布：将粉末样品分成若干粒径，并以这些粒径的粉末质量（颗粒数量、粉末体积）占粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对粒径作图，即为粒度分布 二、分析讨论：（ 25 分） 1 、粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。（ 10 分） 重要优点： * 能够制备部分其他方法难以制备的材料，如难熔金属，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬质合金）； * 因为粉末冶金在成形过程采用与最终产品形状非常接近的模具，因此产品加工量少而节省材料； * 对于一部分产品，尤其是形状特异的产品，采用模具生产易于，且工件加工量少，制作成本低 , 如齿轮产品。重要缺点： * 由于粉末冶金产品中的孔隙难以消除，因此粉末冶金产品力学性能较相同铸造加工产品偏低； * 由于成形过程需要模具和相应压机，因此大型工件或产品难以制造； * 规模效益比较小 2 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分） 气体雾化制粉过程可分解为金属液流紊流区，原始液滴形成区，有效雾化区和冷却区等四个区域。其特点如下： 金属液流紊流区：金属液流在雾化气体的回流作用下，金属流柱流动受到阻碍，破坏了层流状态，产生紊流； 原始液滴形成区：由于下端雾化气体的冲刷，对紊流金属液流产生牵张作用，金属流柱被拉断，形成带状 - 管状原始液滴； 有效雾化区：音高速运动雾化气体携带大量动能对形成带状 - 管状原始液滴的冲击，使之破碎，成为微小金属液滴冷却区。此时，微小液滴离开有效雾化区，冷却，并由于表面张力作用逐渐球化。 3 、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料？（ 5 分） 采用蓝钨作为原料制备钨粉的主要优点是 * 可以获得粒度细小的一次颗粒，尽管二次颗粒较采用 WO3 作为原料制备的钨粉二次颗粒要大。 * 采用蓝钨作为原料，蓝钨二次颗粒大，（一次颗粒小），在 H2 中挥发少，通过气相迁移长大的机会降低，获得 WO2 颗粒小；在一段还原获得 WO2 后，在干氢中高温进一步还原，颗粒长大不明显，且产量高。