粉末制备习题

粉末制备习题

* 粉末冶金产品在汽车工业中有许多用途，请列举三种汽车用粉末冶金产品。

* 有什么方法可以取代粉末冶金技术制备钨灯丝，为什么电熔断器中不采用钨灯丝材料。* 粉末冶金一度称为金属陶瓷( Metal ceiamics) ，是什么工序类似于陶瓷产品制备。* 粉末冶金与陶瓷的主要差别是什么？这些差别是如何影响过程的。

* 粉末冶金的定义是什么？

* 粉末冶金的工程含义是什么？

* 减少加工成本是粉末冶金产品过程的重要方面，要求减少模具结构误差，以确保产品尺寸精度与性能，在什么步骤上有利于减少产品加工成本（净静成形技术）

* 金属基复合材料，如 SiC 纤维强化铝合金，是粉末冶金应用的领域，你能说明复合材料制备方法吗？

* 在水雾化制粉时，怎样获得球形颗粒。

* 雾化青铜粉末经气流研磨成碟状。

①如何测试该碟状粉末的粒度。

②改变碟状粉末厚度的方法。

③哪些工艺参数有助于获得碟状粉末。

* 用气体雾化制备合金粉末，雾化融液金属温度略高于液相线，对于粒径为100μm的颗粒，固化时间为0.04s，估算在同样条件下10μm粒径粉末颗粒的固化时间。

* 采用水平雾化时，发现所得粉末颗粒太小，不适合后续的工序，建议改变三个过程参数以增大粒径。

* 在气体雾化时，如果颗粒尺寸随融体粘度增加而增大，粒度对颗粒形状会有何种作用？高的过热温度会有利于形成球形颗粒吗？

* 离心雾化粉末通常有双峰形粒度分布曲线，讨论产生这种结果的原因。

* 分别用水雾化，气体雾化和还原方法制备Cμ粉（理论密度=8.9g/cm3），测试指数如下：

性能 A B C

平均粒度μm 48 25 40

松装密度g/cm3 2.8 1.7 4.4

振实密度g/cm3 3.3 2.4 4.7

流速 s/50g 32 50 21

BET表面积m2/g 0.014 0.063 0.017

区分数据全所对应的制备方法，且分析求证你的答案。

* 当用电解法制备合金粉末时（如黄铜“铜—锌合金”），会遇到什么困难？

* 在旋转圆盘雾化时，首先形成了长40μm、直径5.3μm圆筒体，能形成几个等尺寸的球形颗粒。如果该薄片圆筒体分开时，能形成几个等直径的球形颗粒（设表面能维持不变）* 为什么不能采用H2还原氧化Al制备Al粉？

* 球磨脆性粉末时，输入的总功与粉末粒径的1/2方成正比，当粉末由10μm减少到粒径1μm时，能量变化有多大？

* 提供一种原因释气体雾化时，如果平均粉末粒度减少，粒度分布区域将会变窄。

* 在低压气体雾化制材时，直径1mm的颗粒，需要行走10米和花去4秒钟进行固化，那么在同样条件下，100μm粒度颗粒需要多长时间固化：计算时需要作何种假设。

* 金属学化合物比其对应的金属易于粉碎，关键原因是什么？

σ=（2Er/D）1/2 r 缺陷尺寸

D 粒径，

E 弹性模量，σ集冲出应力

* W-Cu复合粉末在搅拌球磨机中120rpm条件下研磨4小时，如果要在1小时条件下也获得相同的粒径，那么速度应该是多少？

* 在气体雾化时，选择雾化条件，哪一个参数对颗粒尺寸最大，为什么？

* 为什么非晶粉末难于成形（与多晶粉末比较）。

* 一气体雾化粉末，平均粒径为40μm（重量法），χ— Ray分析中25%为非晶粉末；该粉末经400目过筛，χ— Ray复检时发现-400目的粉末中有40%的非晶粉末。

a. 在+400目部分材料中非晶粉是多少？

b. 为什么会有大的非晶颗粒和结晶颗粒？

粉末制备习题

粉末制备习题 * 粉末冶金产品在汽车工业中有许多用途，请列举三种汽车用粉末冶金产品。 * 有什么方法可以取代粉末冶金技术制备钨灯丝，为什么电熔断器中不采用钨灯丝材料。* 粉末冶金一度称为金属陶瓷( Metal ceiamics) ，是什么工序类似于陶瓷产品制备。* 粉末冶金与陶瓷的主要差别是什么？这些差别是如何影响过程的。 * 粉末冶金的定义是什么？ * 粉末冶金的工程含义是什么？ * 减少加工成本是粉末冶金产品过程的重要方面，要求减少模具结构误差，以确保产品尺寸精度与性能，在什么步骤上有利于减少产品加工成本（净静成形技术） * 金属基复合材料，如 SiC 纤维强化铝合金，是粉末冶金应用的领域，你能说明复合材料制备方法吗？ * 在水雾化制粉时，怎样获得球形颗粒。 * 雾化青铜粉末经气流研磨成碟状。 ①如何测试该碟状粉末的粒度。 ②改变碟状粉末厚度的方法。 ③哪些工艺参数有助于获得碟状粉末。 * 用气体雾化制备合金粉末，雾化融液金属温度略高于液相线，对于粒径为100μm的颗粒，固化时间为0.04s，估算在同样条件下10μm粒径粉末颗粒的固化时间。 * 采用水平雾化时，发现所得粉末颗粒太小，不适合后续的工序，建议改变三个过程参数以增大粒径。 * 在气体雾化时，如果颗粒尺寸随融体粘度增加而增大，粒度对颗粒形状会有何种作用？高的过热温度会有利于形成球形颗粒吗？ * 离心雾化粉末通常有双峰形粒度分布曲线，讨论产生这种结果的原因。 * 分别用水雾化，气体雾化和还原方法制备Cμ粉（理论密度=8.9g/cm3），测试指数如下： 性能 A B C 平均粒度μm 48 25 40 松装密度g/cm3 2.8 1.7 4.4 振实密度g/cm3 3.3 2.4 4.7

粉末冶金材料标准表

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

粉末冶金成形技术教程文件

粉末冶金成形技术

第四章粉末冶金成形技术 一、粉末冶金成形定义： 用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作原料，采用压制、烧结及后处理等工序来制造某些金属材料、复合材料或制品的工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺相似，因此粉末冶金成型技术又常常叫金属陶瓷法。 方法：将均匀混合的粉末材料压制成形，借助粉末原子间的吸引力和机械啮合作用，使制品结合成为具有一定强度的整体，然后再高温烧结，进一步提高制品的强度，获得与一般合金相似的组织。 二、粉末冶金材料或制品 1. 难熔金属及其合金（如钨、钨——钼合金）； 2. 组元彼此不相溶，熔点十分悬殊的特殊性能材料，如钨——铜合金； 3. 难溶的化合物或金属组成的复合材料（如硬质合金、金属陶瓷） 三、粉末冶金成型技术特点： 1. 某些特殊性能材料的唯一成型方法； 2. 可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削的生产工艺； 3. 节约材料和加工工时； 4. 制品强度较低； 5. 流动性较差，形状受限； 6. 压制成型的压强较高，制品尺寸较小； 7. 压模成本较高。 四、粉末冶金成形过程 原始粉末+添加剂→混合→压制成型→烧结→零件成品

五、粉末冶金工艺理论基础 一）、金属粉末的性能 金属粉末的性能对其成型和烧结过程及制品质量有重要影响，分为化学成分、物理性能和工艺性能。 固态物质按分散程度不同分为致密体、粉末和胶体。 致密体：通常所说的固体，粒径在1mm以上； 胶体微粒：粒径在0.1μm以下； 粉末体或简称粉末：粒径介于二者之间。 1. 粉末的化学成分 主要金属或组元的含量，杂质或夹杂物的含量，气体的含量。 金属的含量一般不低于98-99%。 2. 粉末的物理性能 1）颗粒形状：球状、粒状、片状和针状。影响粉末的流动性、松装密度等。 2）粒度：粉末颗粒的线性尺寸，用“目”来表示，用筛分法等测量。对压制时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有影响。 3）粒度分布：按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、数量或体积）所占的百分比。对粉末的压制和烧结有影响。 4）颗粒比表面积：单位质量粉末的总表面积，可算出颗粒的平均尺寸。对粉末的压制和烧结有影响。 3. 粉末的工艺性能 1）流动性：粉末的流动能力，用50g粉末在规定条件下从标准漏斗中流出所需的时间来表示,单位为s/50g。

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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

粉末冶金原理考试试题

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

《粉末冶金原理》复习题教案资料

《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。

粉末涂料的制备和配方技术

\粉末涂料的制备和配方技术 1 粉末涂料的定义、组成和分类 1.1 涂料的定义 能涂敷于底材表面并形成坚韧连续涂膜的液体或固体高分子材料（摘自于中国大百科全书-化工卷）称为涂料。粉末涂料顾名思义就是固体粉末状的涂料，或叫粉体涂料。由于其性能及加工过程与塑料相似，又称之为塑粉（塑料粉末）。 1.2 粉末涂料的组成 —成膜物质：树脂，它是涂料成膜的基础，又叫基料。树脂是粘结颜填料形成坚韧连续膜的主要组分。 —颜料：赋予粉末涂料遮盖性和颜色。 —填料：在一定情况下增加粉末涂料涂膜的耐久性和耐磨性，降低涂膜的收缩率和降低成本。 —助剂：用以增加粉末涂料的成膜性，改善或消除涂膜的缺陷，或使涂膜形成纹理。—功能组分：赋予涂膜某种特殊功能，如导电、伪装、阻燃等等。 1.3 粉末涂料的分类 粉末涂料的品种很多，性能和用途各不相同。粉末涂料可以按照成膜物质、涂装方法、涂料功能和涂膜外观进行分类。 粉末涂料按主要成膜物的性质分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料两大类。 粉末涂料按涂装方法和存在的状态可以分为静电粉末喷涂粉末涂料、流化床浸涂粉末涂料、电泳粉末涂料、紫外光固化粉末涂料和水分散粉末涂料等。 粉末涂料按其特殊功能和用途可以分为装饰型粉末涂料、防腐粉末涂料、耐候性粉末涂料、绝缘粉末涂料、抗菌粉末涂料和耐高温粉末涂料等。 粉末涂料按涂膜外观可以分为高光粉末涂料、有光粉末涂料、半光粉末涂料、亚光粉末涂料、无光粉末涂料、皱纹粉末涂料、砂纹粉末涂料、锤纹粉末涂料、绵绵纹粉末涂料、金属粉末涂料和镀镍效果粉末涂料等。 成膜物为热塑性树脂粉末涂料是热塑性粉末涂料，成膜物为热固性树脂的粉末涂料是热固性粉末涂料。首先开发的是热塑性粉末涂料，热固性粉末涂料由于其涂膜具有各种优异的物理、化学性能及外观装饰性等优点，从而迅速占据市场成为粉末涂料的主流品种。 粉末涂料的生产厂家一般还是以成膜物的种类分类，以方便产品的命名和管理。 1.3.1热塑性树脂和热固性树脂的意义和特性：

粉末冶金原理考试题

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

金属粉末的制备方法及基本原理.

金属粉末的制备方法及基本原理 1引言 金属粉末尺寸小，比表面积大，用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料 的性质，如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。这些特殊性质使得金属粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。 2金属粉末的制备方法 2.1机械法 机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。按照 机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法，其优点是工艺简单、产 量大，可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的纳米粉末。 2.1.1球磨法 球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速 率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强，可连续操作, 生产效率高，适用于干磨、湿磨，可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难［3］。 2.1.2气流磨粉碎法 气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为：压缩气体经过特殊设计的喷嘴后，被加速为超音速气流，喷射到研磨机的中心研磨区从而带动研磨区内的物料互相碰撞，使 粉末粉碎变细；气流膨胀后随物料上升进入分级区，由涡轮式分级器分选出达到 粒度的物料，其余粗粉返回研磨区继续研磨，直至达到要求的粒度被分出为止。整个生产过程可以连续自动运行，并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小（平均粒度在

3~8 ym气流磨粉碎法适于大批量工业化生产，工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中，必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源，耗气量较大；只适合脆性金属及合金的破碎制粉。 2.2物理法 物理法一般是通过高温、高压将块状金属材料熔化，并破碎成细小的液滴，并在 收集器内冷凝而得到金属粉末，该过程不发生化学变化。目前研究和使用最多的物理法主要有等离子旋转电极法和气体雾化法。 2.2.1等离子旋转电极法 等离子旋转电极法的原理是将金属或合金制成特定规格的棒料，然后装入旋转模腔，再将等离子枪移至棒料前，在等离子束的作用下，棒料端部开始熔化，形成的液体受到离心力和液体表面张力的双重作用，被破碎成液滴飞离电极棒，最终冷凝成球形金属粉末［4］。该方法根据电极转速和等离子弧电流的大小调节控制粉末粒径。优点是所得粉末球形度好，氧含量低；缺点是粉末不易制取，每批次的材料利用率不高。 2.2.2气体雾化法 气体雾化法是生产金属及合金粉末的主要方法之一。气体雾化的基本原理是用高速气流将液态金属流破碎成小液滴并凝固成粉末的过程。雾化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生产成本 低以及适应多种金属粉末的生产等优点，已成为高性能及特种合金 粉末制备技术的主要发展方向。喷嘴是气体雾化的关键技术，其结构和性能决定了雾化粉末的性能和生产效率。因此，喷嘴结构设计与性能的不断提高决定着气体雾化技术的进步。从雾化喷嘴结构设计的改进历程可以将雾化技术分为传统雾化技术和新型雾化技术。 2.221传统雾化技术 传统雾化技术主要包括超声雾化技术、紧耦合雾化技术和高压气体雾化技术。超

粉末冶金材料学

粉末冶金材料学 一、填空题 1、液相沉淀法在粉末冶金中的应用主要有以下四种：金属置换法、溶液气体还原法、从熔盐中沉淀法、辅助金属浴法。 2、多相反应一个突出特点就是反应中反应物间具有界面。按界面的特点，多相反应一般包括五种类型：固气反应、固液反应、固固反应、液气反应、液液反应。 3、雾化法制粉过程中，根据雾化介质对金属液流作用的方式不同，雾化具有多种形式：平行喷射、垂直喷射、互成角度的喷射。 从液态金属制取快速冷凝粉末有传导传热和对流传热两种机制，其中基于传导传热的方法有：熔体喷纺法、熔体沾出法；基于对流传热机制有：超声气体雾化法、离心雾化法、气体雾化与旋转盘雾化相结合的雾化法。 粉体颗粒粒度测定方法中的比表面粒径包括以下三种：吸附法、透过法、润湿热法。 钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。细化晶粒对钢性能的贡献是既提高强度又提高塑韧性。 7、在钢中，常见碳化物形成元素有Ti、Nb、V、W、Mo、Cr 按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化物分为两类：rc/rM ≤

0.59为简单点阵结构，有MC 和M2C 型，其性能特点是硬度高、熔点高、稳定性好； rc/rM > 0.59为复杂点阵结构，有M3C 、M7C3 和M23C7 型。 8、选择零件材料的一般原则是力学性能、工艺性能、经济性和环境协调性等其它因素。 9、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是 在晶界上析出了Cr23C6 ，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有加入Ti、Nb 等强碳化物形成元素、降低钢中的含C量。 10、影响铸铁石墨化的主要因素有化学成分、冷却速度。球墨铸铁在浇注时要经过孕育处理和球化处理。QT600-3是球墨铸铁。 11、对耐热钢最基本的性能要求是热强性、抗氧化性。 12、铁基固溶体的形成有一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：点阵结构、电子因素、原子半径。 13、提高钢淬透性的主要作用是获得均匀的组织，满足力学性能要求、 能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。 14、钢的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、沉淀强化。其中细晶强化对钢性能的贡献是既提高强度又改善

粉末冶金原理考试题

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

粉末冶金成形技术

第四章粉末冶金成形技术 一、粉末冶金成形定义： 用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作原料，采用压制、烧结及后处理等工序来制造某些金属材料、复合材料或制品的工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺相似，因此粉末冶金成型技术又常常叫金属陶瓷法。 方法：将均匀混合的粉末材料压制成形，借助粉末原子间的吸引力和机械啮合作用，使制品结合成为具有一定强度的整体，然后再高温烧结，进一步提高制品的强度，获得与一般合金相似的组织。 二、粉末冶金材料或制品 1. 难熔金属及其合金（如钨、钨——钼合金）； 2. 组元彼此不相溶，熔点十分悬殊的特殊性能材料，如钨——铜合金； 3. 难溶的化合物或金属组成的复合材料（如硬质合金、金属陶瓷） 三、粉末冶金成型技术特点： 1. 某些特殊性能材料的唯一成型方法； 2. 可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削的生产工艺； 3. 节约材料和加工工时； 4. 制品强度较低； 5. 流动性较差，形状受限； 6. 压制成型的压强较高，制品尺寸较小； 7. 压模成本较高。 四、粉末冶金成形过程 原始粉末+添加剂→混合→压制成型→烧结→零件成品 五、粉末冶金工艺理论基础 一）、金属粉末的性能 金属粉末的性能对其成型和烧结过程及制品质量有重要影响，分为化学成分、物理性能和工艺性能。 固态物质按分散程度不同分为致密体、粉末和胶体。 致密体：通常所说的固体，粒径在1mm以上； 胶体微粒：粒径在0.1μm以下； 粉末体或简称粉末：粒径介于二者之间。 1. 粉末的化学成分 主要金属或组元的含量，杂质或夹杂物的含量，气体的含量。 金属的含量一般不低于98-99%。 2. 粉末的物理性能 1）颗粒形状：球状、粒状、片状和针状。影响粉末的流动性、松装密度等。 2）粒度：粉末颗粒的线性尺寸，用“目”来表示，用筛分法等测量。对压制时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有影响。 3）粒度分布：按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、数量或体积）所占的百分比。对粉末的压制和烧结有影响。 4）颗粒比表面积：单位质量粉末的总表面积，可算出颗粒的平均尺寸。对粉末的压制和烧结有影响。 3. 粉末的工艺性能 1）流动性：粉末的流动能力，用50g粉末在规定条件下从标准漏斗中流出所需的时间来表示,单位为s/50g。

粉末制备1

Ruan Jianming Powder Metallurgy Research Institute 2007 Particle Science and Engineering 粉末冶金原理(课程分布) 40学时 教学方式: 双语讲学Chinese/English 课程内容: Part I Powder fabrication 粉体制备 PartⅡPowder characterization 性能 How do the powders fabricate？ Main methods to fabricate powders What physio-chemical phenomenon could be observed during powder fabrication？Which method is suitable to sphere particles？ How about the particle morphologies？ How can we obtain the high purity？ What takes place during the powder fabri.? Which condition to control the particle size? What can we do? related powder makings. Continuers What are the microstructures of the particles? What is the apparent density of the powders? Which equipment can measure the fine particles? 课时安排Talking arrangements 序言Introduction 2hrs PartⅠ粉末制备28hrs 机械研磨Mechanical grinding 4hrs 雾化制粉Atomization 4hrs 快速冷凝RST Rapid solidification 4hrs 化学沉积Chemistry precipitation 4hrs 电解制粉Electrical fabrication 4hrs 还原制粉Reduction 8hrs Part ⅡPowder Characterization 12hrs 颗粒结构Particle microstructure 4hrs 粒度分布Particle size and distribution 4hrs 比表面Specific surface 2hrs 考试Testing 2hrs (close book) 参考书籍:References Powder Metallurgy Science 粉末冶金原理黄培云P/M. Principle 考核成绩Score 作业30% 卷面考试70%

粉末冶金材料牌号

牌号密度(g/cm3) Fe C Cu Ni Sn Cr Mo 其他合计SMF1010 6.2以上余1以下SMF1015 6.8以上余1以下SMF1020 7.0以上余1以下SMF2015 6.2以上余0.5～3 1以下SMF2025 6.6以上余0.5～3 1以下SMF2030 6.8以上余0.5～3 1以下SMF3010 6.2以上余0.2～0.6 1以下SMF3020 6.4以上余0.4～0.8 1以下SMF3030 6.6以上余0.4～0.8 1以下SMF3035 6.8以上余0.4～0.8 1以下SMF4020 6.2以上余0.2～1.0 1～5 1以下SMF4030 6.4以上余0.2～1.0 1～5 1以下SMF4040 6.6以上余0.2～1.0 1～5 1以下SMF4050 6.8以上余0.2～1.0 1～5 1以下SMF5030 6.6以上余0.8以下0.5～3 1～5 1以下SMF5040 6.8以上余0.8以下0.5～3 2～8 1以下SMF6040 7.2以上余0.3以下15～25 4以下SMF6055 7.2以上余0.3～0.7 15～25 4以下SMF6065 7.4以上余0.3～0.7 15～25 4以下SMF7020 6.6以上余1～5 1以下SMF7025 6.8以上余1～5 1以下SMF8035 6.6以上余0.4～0.8 1～5 1以下SMF8040 6.8以上余0.4～0.8 1～5 1以下SMS1025 6.4以上余0.08以下8～14 16～20 2～3 3以下SMS1035 6.8以上余0.08以下8～14 16～20 2～3 3以下SMS2025 6.4以上余0.2以下12～14 3以下SMS235 6.8以上余0.2以下12～14 3以下

粉末冶金原理考试题

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；

金属粉末的制备方法及基本原理.

金属粉末的制备方法及基本原理 1 引言 金属粉末尺寸小,比表面积大,用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料的性质, 如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。这些特殊性质使得金属粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。 2 金属粉末的制备方法 2.1 机械法 机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。按照机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法,其优点是工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的纳米粉末。 2.1.1 球磨法 球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强,可连续操作,生产效率高,适用于干磨、湿磨,可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难[3]。 2.1.2 气流磨粉碎法 气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为:压缩气体经过特殊设计的喷嘴后,被加速为超音速气流,喷射到研磨机的中心研磨区, 从而带动研磨区内的物料互相碰撞,使 粉末粉碎变细; 气流膨胀后随物料上升进入分级区,由涡轮式分级器分选出达到粒度的物料,其余粗粉返回研磨区继续研磨, 直至达到要求的粒度被分出为止。整个

生产过程可以连续自动运行,并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小( 平均粒度在3~8 μm。气流磨粉碎法适于大批量工业化生产,工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中,必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源, 耗气量较大;只适合脆性金属及合金的破碎制粉。 2.2 物理法 物理法一般是通过高温、高压将块状金属材料熔化,并破碎成细小的液滴,并在收集器内冷凝而得到金属粉末,该过程不发生化学变化。目前研究和使用最多的物理法主要有等离子旋转电极法和气体雾化法。 2.2.1 等离子旋转电极法 等离子旋转电极法的原理是将金属或合金制成特定规格的棒料,然后装入旋转模腔,再将等离子枪移至棒料前,在等离子束的作用下,棒料端部开始熔化, 形成的液体受到离心力和液体表面张力的双重作用,被破碎成液滴飞离电极棒,最终冷凝成球形金属粉末[4]。该方法根据电极转速和等离子弧电流的大小调节控制粉末粒径。优点是所得粉末球形度好,氧含量低;缺点是粉末不易制取,每批次的材料利用率不高。 2.2.2 气体雾化法 气体雾化法是生产金属及合金粉末的主要方法之一。气体雾化的基本原理是用高速气流将液态金属流破碎成小液滴并凝固成粉末的过程。雾化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生产成本 低以及适应多种金属粉末的生产等优点, 已成为高性能及特种合金 粉末制备技术的主要发展方向。喷嘴是气体雾化的关键技术, 其结构和性能决定了雾化粉末的性能和生产效率。因此,喷嘴结构设计与性能的不断提高决定着气体雾化技术的进步。从雾化喷嘴结构设计的改进历程可以将雾化技术分为传统雾化技术和新型雾化技术。

粉末冶金原理考试题标准答案

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。

SINT粉末冶金材料

M ATERIALS FOR S INTERED S TRUCTURAL C OMPONENTS AN D S ELF-LUBRICATING B EARINGS

2 The GKN Sinter Metals List of Materials provides an overview of PM alloys that are commonly used for powder metal structural components and self-lubricating bearings including selected material properties. Other compositons can be supplied by GKN Sinter Metals when agreed with sales and technology. Modifications and supplements to the list materials will be introduced without reference or notification. This does not refer to the duty of information on the current supply of parts. Additional information and refences are given in the brochures related to special processes or products and in the GKN Sinter Metals General Brochure. Remarks Referring to the Tables The tables are divided into the main sections “Admissible Range“ and “Informative Values“.Admissible ranges of density and porosity as well as the range of chemical composition are given in the left section. Also included are minimum hardness values that are attained even at the lowest possible density and with unfavourable chemical composi-tions within the admissible range. These hardness values can be verified on the finished components.The section on the right contains informative values of selected material properties representing a given specified density value and a certain chemical composition within the range specified in the section on the left. These properties should not be regarded as guaranteed properties in a legal sense. Informative property values have been determined on test bars (ISO 2740) in the as-sintered state; therefore they cannot be verified on the finished component. The use of micro tensile test bars cut out of a supplied component is not allowed nor can the tensile strenght be deducted from a hardness measurement. Many material properties are positively affected by subsequent sizing or heat treatment. It is strongly recommended to inquire the consequences of these processes on mechanical and physical properties as well as on part dimensions from the supplying plant. Determination of Properties Mechanical and physical properties stated in the tables haven been determined on the basis of Sint Test Standards (DIN 30910 Part 1, Part 3 and Part 4).Further details are given in DIN 30910 Part 1 Section 6. The chemical composition is determined according to the respective standards. Where these are not applicable, suitable test methods should be agreed.