机械工程材料教学课件作者封金祥第１０章.pptVIP

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2019-10-13 发布于广东
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机械工程材料教学课件作者封金祥第１０章.ppt

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第１０章　粉末冶金与硬质合金１０.１　粉末冶金法的特点１０.２　粉末冶金法的基本工艺１０.３　硬质合金及其性能特点１０.４　硬质合金的分类与牌号返回１０.１　粉末冶金法的特点粉末冶金法能生产其他工艺方法无法或难以制造的材料和零件，如高熔点材料钨、钼及熔点高达２０００℃的某些金属化合物。某些合金的组元液态时互不相溶。特殊材料，如含油轴承、多孔材料等，用一般的方法难以加工，最好采用粉末冶金法。此外，用粉末冶金法制取材料和零件无须切削，节约金属材料，金属损耗只有１％～５％（有的工艺方法损耗达８０％），粉末冶金方法还易于操作，工艺简单。返回１０.２　粉末冶金法的基本工艺粉末冶金法的基本工艺为制取粉末→按百分比混合→压制成形→烧结→最后处理。对于一般的粉末冶金制品，烧结工序后即可使用；若对成品尺寸精度要求较高，则需进行最后处理。１.粉末制备制备合适的粉末是提高产品质量的关键。粉末粒度一般为０.１～４００.０μｍ，粉末粒度大小常用筛号表示（筛号即每平方英寸①筛网上的网数）。粉末还要具有良好的流动性以保证在斜面上的流动速度。此外，要尽量保证成形性和松装密度。松装密度指单位容积内自由松装粉末的质量。筛号（目）的筛孔大小如表１０－１所示。下一页返回１０.２　粉末冶金法的基本工艺具体制取粉末的方法有机械法和物理化学法两种。１）机械法此法常用的是球磨法，即用球磨机里直径为１０～２０ｍｍ的钢球或硬质合金球对金属球磨。另一种机械方法为雾化法，将熔化的金属液通过小孔缓流，用压缩空气或液体喷射，再以急冷作用使金属溶液雾化，获得颗粒大小不同的粉末。２）物理化学法物理化学法较为复杂，常见的有气相与液相沉淀法，将金属气体产物冷凝，再低温加热，分解沉积出粉末。另有电解法，采用金属盐的水溶液电解析出纯度较高的金属块，再用机械法破碎。上一页下一页返回１０.２　粉末冶金法的基本工艺２.混合与压制成形混合是将几种不同的金属粉末，或金属粉末与非金属粉末以及不同粒度的粉末调和均匀。压制成形是将粉末装入已设计好的模具腔内，再用压床或液压机以１.５～１６×１０８Ｎ／ｍ２的压力加压使之成形。３）烧结烧结为关键性过程，包括烧结温度、保温时间和炉内气氛。若粉末在高温下仍为固态，称为固相烧结，其烧结温度Ｔ烧结比所用金属与合金熔点Ｔ熔点要低，一般为上一页下一页返回１０.２　粉末冶金法的基本工艺若烧结温度比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点，则高温时出现固相、液相共存，称液相烧结。为防止在烧结中氧化，烧结必须在保护气氛中进行（常用的有氩气、氦气等）。烧结时间与设备和装入量有关，小件时间短些，大件时间长些。烧结后，大部分制品可直接使用，即成品Ａ；对于一些要求尺寸精度高并要求进一步提高密度的制品，则应进行最后处理。最后处理包括再一次加压，获得成品Ｂ；或浸渍，将液态润滑剂等物质浸入部件孔隙中，获得成品Ｃ；还可以再次加压（复压）并再次烧结，获得成品Ｄ。总之，根据成品要求采取措施，以获得理想的粉末冶金制品。上一页返回１０.３　硬质合金及其性能特点硬质合金是将难熔金属的碳化物和胶结物质制成粉末，用粉末冶金方法制成的工具材料。难熔金属常见的有钨、铌和钽等（熔点分别为３４００℃、２４６８℃和２９９６℃），碳化物分别为ＷＣ、ＮｂＣ和ＴａＣ。胶结物质主要是金属钴或镍等，起黏结作用。各种碳化物的相对分子质量、含碳量及熔点如表１０－２所示。硬质合金具有７６ＨＲＣ的高硬度，切削温度可达１０００℃的高热硬性、高耐磨性及一定的强度。下一页返回１０.３　硬质合金及其性能特点切削速度比高速钢提高１０～２０倍，它在８００℃ ～９００℃的硬度与５００℃ ～６００℃时的高速钢相当。因此做刀具时常将它镶嵌在某些廉价材料上使用，由于硬度特别高，对它难以加工，所以形状复杂的刀具（如滚刀、拉刀）则不适于用硬质合金制作。上一页返回１０.４　硬质合金的分类与牌号硬质合金按成分和性能分钨钴合金（ＹＧ）、钨钛钴合金（ＹＴ）、钨钛钽（铌）钴合金（ＹＷ）和碳化钛铌钼合金（ＹＮ）四类。各种硬质合金的牌号、化学成分和物理机械性能如表１０－３所示。表１０－３中硬质合金，钨钴型（代号ＹＧ）强度高，韧性和热传导性均较好；钨钴钛型（代号ＹＴ）含有碳化钛（ＴｉＣ），碳化钛硬度高，热稳定性好，提高了硬质合金的高温硬度，有利于高速切削。返回表１０－１　各种筛号的筛孔大小返回表１０－２　各种碳化物的相对分子质量、含碳量及熔点返回表１０－３　各种硬质合金的牌号、化学成分和物理机械性能返回 * *