精确成形的技术基础汇编.docx

 PAGE \* MERGEFORMAT 10 非晶晶化在粉末冶金中的应用 摘要 本文主要回顾了粉末冶金技术的发展史以及粉末冶金工艺的特点，从粉末冶金工一过程中分析出粉末研究技术的优势及技术缺陷，例如致密化程度不够高，非晶合金具有优良的力学性能，如具有较高的强度和韧性，但是非晶具有较低的塑性（低于2%），利用机械合金化法制备非晶粉末，利用粉末冶金的方法制备出纳米晶超细晶材料，具有重要的工程应用价值。 关键字：粉末冶金 非晶合金 致密化 1.引言 世纪粉末冶金是一项新兴技术，但也是一项古老技术。根据考古学资料，远在纪元前世纪时，印度的铁匠用此种方法制造了“德里柱”，重达年左右，埃及人就在一种风箱中用碳还原氧化铁得到海绵铁，经高温锻造制成致密块，再锤打成铁的器件。世纪初，相继在俄罗斯和英国出现将铂粉经冷压、烧结，再进行热锻得致密铂，并加工成铂制品的工艺。 年代出现了铂的熔炼法后，这种粉末冶金工艺便停止应用，但它对现代粉末冶金工艺打下了良好的基础。 粉末冶金在技术上和经济上具有一系列的特点。从制取材料方面来看，粉末冶金方法能生产具有特殊性能的结构材料、功能材料和复合材料。 粉末冶金方法能生产用普通熔炼法无法生产的具有特殊性能的材料: 例如，可生产各种多孔材料、多孔含油轴承等, 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，例如，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；能生产各种复合材料，例如，由难熔化合物和金属组成的硬质合金和金属陶瓷、弥散强化复合材料、纤维强化复合材料等。 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：高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好，例如，粉末高速钢、粉末超合金可避免成分的偏析，保证合金具有均匀的组织和稳定的性能，同时，这种合金具有细晶粒组织使热加工性大为改善；生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金法，例如，钨、钼等难熔金属，即使用熔炼法能制造，但比粉末冶金的制品的晶粒要粗，纯度要低。从制造机械零件方面来看，粉末冶金法制造机械零件是一种少切屑、无切屑的新工艺，可以大量减少机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。 总之，粉末冶金法既是一种能生产具有特殊性能材料的技术，又是一种制造廉价优质机械零件的工艺 2.粉末冶金的基本工艺 2.1制粉 制取粉末是粉末冶金的第一步。粉末冶金材料和制品不断增多，其质量不断提高，要求提供的粉末的种类也愈来愈多。粉末的质量决定着粉末冶金制件的质量，粉末冶金粉末制粉的方法有以下几种： 还原化合法，还原金属氧化物及盐类以生产金属粉末是一种应用最广泛的制粉方法。特别是直接使用矿石以及冶金工业废料如轧钢铁鳞作原料时，还原法最为经济。 气相沉积法，气相沉积法用在粉末冶金中的有以下几种： 金属蒸气冷凝，这种方法主要用于制工业上生产碳化硅是将石英砂与碳（石墨、炭黑等）在 按下式进行反应：该反应分两步进行或用氨或氯化铵进行氮化，其基本反应为更完善的方法 是在有碳还原剂的情况下将硼酐氮化。第一步将硼酸与炭黑混合进行焙烧，第二步将焙烧后的料在碳管炉中用氮进行氮化，温度也可将硼粉直接氮化制取氮化硼。制取氮化硅取具有大蒸气压的金属（如锌、镉等）粉末。这些金属的特点是有较低的熔点和较高的挥基物热离解。 化学气相沉积。对金属发性，如果将这些金属蒸气在冷却面上冷凝下来，便可形成很细的球状粉末。气相还原，包括气相氢还原和气相金属热还原。 液相沉淀法，液相沉淀法在粉末冶金中的应用有以下几种：金属置换法；溶液气体还原法，从熔盐中沉淀法；主要是溶液氢还原法；辅助金属浴法。 电解法，电解法在粉末生产中占有重要的地位，其生产规模在物理化学法中仅次于还原法。不过，电解法耗电较多，一般来说成本比还原粉、雾化粉高。因此，在粉末总产量中，电解粉所占的比重是较小的。电解制粉又可分为：水溶液电解、有机电解质电解、熔盐电解和液体金属阴极电解，其中用得较多的还是水溶液电解和熔盐电解，而熔盐电解主要用于制取一些稀有难熔金属粉末。 雾化法，雾化法属于机械制粉法，是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法，应用较广泛，生产规模仅次于还原法。雾化法又称喷雾法，可以制取铅、锡、铝、锌、铜、镍、铁等金属粉末，也可制取黄铜、青铜、合金钢、高速钢、不锈钢等预合金粉末。制造过滤器用的青铜、不锈钢、镍的球形粉末目前几乎全是采用雾化法生产。液体金属的击碎包括制粒法和雾化法两类。 机械粉碎法，固态金属的机械粉碎既是一种独立的制粉方法，又常作为某些制粉方法不可缺少的补充工序。例如，研磨电解制得的硬脆阴极沉积物，研磨还原制得的海绵状金属块等。因此，机械粉碎法在粉末生产中占有重要的地位。机械粉碎是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属或合金机械地粉碎成粉末的。根据物料粉碎的最终程度，基本上可以分为粗碎和细碎两