《粉体制备技术》单元设计11-粉末性能测试研讨.doc

《粉体制备技术》课第11单元 课程单元教学设计 （2012～2013学年第二学期） 单元名称： 粉末冶金基础实验 所属系部： 冶金与建筑工程系 制定人： 李国平 合作人： 制定时间： 2013.07.06 莱芜职业技术学院 《粉体制备技术》课程单元教学设计 单元标题： 单元教学学时 在整体设计中的位置 第1次 授课班级 上课 时间 周 月 日第 节至 周 月 日第 节 上课 地点 教学 目标 能力目标 知识目标 素质目标 能力训练任务 任务1、任务2、 本次课使用的外语单词 无 案例和 教学 材料 （指教材或讲义、课件、参考资料、仪器、设备等） 案例1.××（摘自××） 案例2.××× 案例3.× 资料。 仪器、设备。  基本知识： （1）金属粉末的化学成分（2）物理性能（3）工艺性能能力培养目标： 掌握金属粉末的性能包括哪些方面及指标，每个指标的测试方法及使用仪器设备等，能够在粉末冶金制粉厂从事产品、质量控制与管理以及标准化管理等。粉末是制取粉末冶金材料和制品的原料，粉末的纯度和性能对制品的成形、烧结及产品的最终性能都有直接的影响。 自然界的物质，按物态可以分为固态、液态、气态；按分散程度又把固态物质分为致密体、粉末体和胶体。粉末体的一些性能介于致密体和胶体之间，通常把粒度为0.1～1000μm的粒子称为粉末颗粒。由大量粉末颗粒组成的聚合体称为粉末体，简称粉末。在粉末中，粉末颗粒之间的接触面积是很小的，存在着大量的孔隙。粉末颗粒又可以分为单颗粒（一次颗粒）和团粒（二次颗粒），如图5-1所示。 ①-团粒中的单颗粒；②晶粒；③孔隙 粉末中能分开独立存在的最小实体称为单颗粒，多数场合下，颗粒与邻近的颗粒黏附，并且有时形成链状或更多复杂的形状。单颗粒以某种方式聚集，就构成所谓团粒。金属或合金粉末与金属或合金一样都具有自己的性能。严格来说，金属粉末的性能包括单颗粒的性能与团粒的性能。单颗粒的性能与粉末材料类别与其生产方法有关。由粉末材料所决定的单颗粒性能有晶体结构、理论密度、熔点、塑性、弹性、纯度及夹杂物等。由粉末生产方法所决定的性能有：颗粒大小、颗粒形状、密度、孔隙度、表面状态、显微结构、点阵缺陷、颗粒内气体的含量、表面氧化膜的厚度和粉末的活性等。 粉末性能从使用角度出发可以分为化学性能、物理性能和工艺性能。工艺性能是一种综合性能，与化学性能、物理性能都有关。 化学性能主要是指化学成分，如铁粉，其化学成分包括铁、杂质、夹杂物以及化合状态、吸附状态或溶解状态存在的气体含量。 物理性能包括颗粒的形状与大小、平均颗粒大小、粒度分布、颗粒的密度和表面、比表面、显微结构和活性等。 工艺性能是指松装密度、振实密度、流动性、压缩性和成形性等。（一）铁粉杂质含量与制造方法的关系 铁粉的化学成分主要取决于所用的原料的化学成分与制造方法。羰基铁粉、用氢还原纯氧化铁制造的铁粉、电解铁粉、用氢还原氯化铁制造的铁粉纯度都较高。雾化铁粉的杂质大部分来源于原料、炉衬材料、漏包材料、铁水包材料及在雾化过程中铁粉颗粒表面的氧化。硅是铁粉中要特别注意的杂质，对于用铁鳞或铁矿粉还原法制造铁粉尤需重视。铁粉中的硅有两种方式存在，一种是溶解在铁中的硅，另一种以SiO2状态存在。 （二）铁粉中的锰、硫、磷、碳、SiO2等对铁粉质量的影响 ① 锰的影响。铁粉中的含锰量与所用的原料有关。用轧钢铁鳞和用精矿粉作原料时，前者的含锰量远比后者高。含锰量较高时，使铁粉的压缩性变差。所以铁粉的含锰量力求低一些为好。也有人认为铁粉中的锰除特殊用途外，一般并没有大的害处，认为含有一定量锰的铁粉做成的零件，在烧结后可提高零件的力学性能，特别是需要热处理的零件。锰的存在能显著提高其淬透性。 ② 硫、磷对铁粉质量的影响。铁粉中的硫、磷含量一般要求越低越好。在制造烧结机械零件时，视用途不同而适当加入硫和磷。如制造铁基减摩材料和易切削零件时，加入少量的硫是有益的，但制造需热处理的粉末冶金零件及电焊条用铁粉时，则铁粉的含硫量应严格控制。在制造铁基结构零件时，为提高零件的密度与强度，可加入少量的磷。 ③ 碳的影响。铁粉中的碳一般是呈Fe3C形式存在，若铁粉含碳量高则铁粉的压缩性变差。另外，铁粉中的含碳量高时，制品的烧结收缩大。所以生产中铁粉的含碳量要严格控制，越低越好，特别是用作磁性材料时要求更严。 ④ SiO2的影响。在用铁鳞或铁精矿粉还原法制取的铁粉中，往往含有SiO2、Al2O3等酸不溶物杂质，用铁精矿粉还原时更为严重。这些酸不溶物杂质用一般的机械分离法或磁选法都不能完全去除。铁粉中酸不溶物应控制