第四章 粉末冶金原理成形前粉末的预处理.pdf

第四章 成形前粉末的预处理 粉末原料由于最终产品性能的需要或者改善成形 过程的要求，在成形前都要经过一些预处理。 预处理包括：粉末退火、筛分、混合、制粒、加 润滑剂、成型剂等等。 1、还原退火 reducing and annealing 作用 还原氧化物、降低碳和其它杂质的含量，提高纯度 消除粉末加工硬化，稳定粉末的晶体结构，改善粉 末压制性能 用还原法、机械研磨法、电解法、喷雾法以及 羰基离解法所制取的粉末通常都要进行退火处理。 粉末钝化 使细粉末适度变粗，或形成氧化薄膜，防止粉末 自燃 退火温度 高于回复-再结晶温度，（0.5-0.6）Tm 电解铜粉的退火温度约为300℃，电解铁粉或电解 镍粉约为700 ℃，不能超过900 ℃ 退火气氛 还原性气氛（CO,H ），惰性气氛，真空 2 在要求清除杂质和氧化物，即进一步提高粉末化学纯度时，要采用 还原性气氛(氮、分解氨、转化天然气或煤气等)或真空退火； 消除粉末的加工硬化或者使细粉末粗化防止自燃时，就可以采用惰 性气体作为退火气氛。 2、合批与混合 blending and mixing 混合 不同成分的粉末借助于外力作用实现颗粒组份间分 布均匀的过程 合批 同类粉末或粉末混合物的混合 消除因粉末在运输过程中产生的偏析或在粉末生产 过程中不同批号粉末之间的性能差异 获得性能均匀的粉末料 机械法混合与化学法混合 机械混合方式 干混法：铁基及其它粉末冶金零件的生产 湿混法：硬质合金或含易氧化组份合金的生产 WC与Co粉之间除产生一般的混合均匀效果 发生显著的细化效果 一般采用工业酒精作为研磨介质 湿磨的主要优点 有利于环境保护 无粉尘飞扬和减轻噪音 提高破碎效率，有利于粉末颗粒的细化 保护粉末不氧化 不足 操作工序增加 粉料干燥增加能耗 球磨介质损耗 成本提高 混合机理简介 粉末床的运动行为 （a）粉末体整体滑动 （b）粉体局部坍塌 （c ）粉末整体滚动 (d)小瀑布状抛落 (e)大瀑布状抛落 (f)离心状 取决于  圆筒形混合器的转速 筒体的直径 二者对粉末床运动行为的影响可用Froude准 数描述 2 Fr=(ω R)/g (惯性离心力/重力) 材料的物性(颗粒尺寸,颗粒形状等,主要影响粉 末的静态响应角,与颗粒间摩擦力大小有关) 装料量 筒壁的粗糙程度 在滑动与离心状态,颗粒之间很少发生相 对运动，混合效果最差 而对于组元之间比重差异大的混合物体系 剧烈的抛落容易造成组元间的成分偏析，应 予避免 混合机理 严格意义上的扩散过程并不存在 实际上为微区内的颗粒对流 粉末颗粒混合通过对流与剪切作用实现 添加适当数量的研磨体可强化混合效果 即强化颗粒的对流与剪切作用 偏析(segregation)现象 反混合现象 涉及相容性问题—“物以类聚” 由颗粒之间密度差异引起 粒度差异 颗粒形状差异 球形颗粒与针状颗粒具有最小的偏析趋势 混合均匀程度和效率取决于 粉末颗粒的尺寸及其组成 颗粒形状 待处理粉末组元间比重差异 混合设备的类型 对于给定的粉末和混合设 混合工艺 备，最佳混合工艺一般 装料量 采用实验加以确定 球料比 转速 研磨体的尺寸及其搭配 双锥形混料机