材料合成与制备备粉末冶金成型.ppt

固态 粉末 1、金属(合金)一金属粉末:机械粉碎,电化腐蚀 2、金属氧化物(盐类)一金属粉末:还原法 3、金属+非金属化合物 金属化合物粉末:还原一化合法 金属氧化物+非金属化合物  液态 →粉末 1、液态金属(合金)一金属粉末:雾化法 2、金属盐溶液一金属粉末:置换法,溶液氢还原法,水溶液电 解法 3、金属熔盐一金属粉末:熔盐沉淀法,熔盐电法  气态 粉末 、金属蒸汽一金属粉末:蒸汽冷凝法 2、气态金属羰基物一金属粉末:羰基物热离解法 3、气态金属卤化物一金属粉末:气相氢还原法 4、气态金属卤化物金属化合物粉末:化学气相沉积法  各种金属粉末的典型制备方法 The methods to fabricate powders 金属 常用方法 空气雾化,气体雾化,研磨 超硬合金 研磨,超微碾磨 钴 氧化还原,湿法冶金,化学沉淀 复合材料(如AsiC)机械合金化,等离子雾化 镍铁 羰基分解,电解,水雾化 氧化还原,水雾化,电解, 贵金属(如银) 空气雾化,电解,化学沉淀  粉末压制成形新技术 成形是粉末冶金工艺的重要步骤。成形的目的是制得 具有一定形状、尺寸、密度和强度的压坯。粉末冶金常用 的成形方法如下所示。模压成形是最基本方法 成形 无压成形 加压成形  1.粉末预处理 预处理包括:粉末退火,筛分,混合,制粒,加润滑剂等 粉末的预先退火可使氧化物还原,降低碳和其他杂质的 含量,提高粉末的纯度;同时,还能消除粉末的加工硬化、 稳定粉末的晶体结构。 筛分的目的在于把颗粒大小不同的原始粉末进行分级 混合一般是指将两种或两种以上不同成分的粉末混合均 匀的过程。混合可采用机械法和化学法 制粒是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序,以此 来改善粉末的流动性。  2.压制成形 上模 压模压制是将置于压模内的松散粉 末施加一定的压力后,成为具有一定 阴模 粉末 寸、形状和一定密度、强度的压坯 粉末的压缩过程一般采用压坯密 下模冲 度—成形压力曲线来表示。压坯密 度变化分为三个阶段。滑动阶段:在 模压示意图 压力作用下粉末颗粒发生相对位移 填充孔隙,压坯密度随压力增加而急 剧增加;二是粉末体出现压缩阻力, 即使再加压其孔隙度不能再减少,密 度不随压力增高而明显变化;三是当 压力超过粉末颗粒的临界压力时,粉 末颗粒开始变形,从而使其密度又随 成型压力 压力增高而增加。 压坯密度与压力  压坯密度分布不均匀 单向压制实验,各层的厚度 和形状均发生了变化,由下右图 可知在任何垂直面上,上层密度 比下层密度大;在水平面上,接 近上模冲的断面的密度分布是两 密度 边大,中间小;而远离上模冲的 amax 截面的密度分别是中间大,两边 因为粉末体在压模内受力后 向各个方向流动,于是引起垂直 于压模壁的侧压力。侧压力引起 摩擦力,会使压坯在高度方向存 在明显的压力降。 单向压制  为了改善压坯密度的不均 匀性,一般采取以下措施 1)减小摩擦力:模具内壁上 度 涂润滑油或采用内壁更光洁的 模具; 2)采用双向压制以改善压坯密 度分布的不均匀性 3)模具设计时尽量降低高径比 双向压制  的卲的 压好的坯块 下冲畏 a)填充粉料b)双向压坯c)上冲模复位d)顶出坯块 双向压制粉末冶金坯块工步示意图 粉末的压制一般在普通机械式压力机或液压机上进行。 常用的压力机吨位一般为500~5000kN。