第3粉末材料的成形与固结.pptVIP

第三章 粉末材料的成形与固结;3.1 粉末的成形与干燥;成型：是说工件、产品经过加工后具有某种特定的、所需要的形状；把东西按标准尺寸或规格完成的过程。 成形：将松散的粉体加工成具有一定尺寸、形状以及一定密度和强度的坯块。 ; 成形是将松散的粉体加工成具有一定尺寸、形状以及一定密度和强度的坯块。 传统的成形方法有模压成形、等静压成形、挤压成形、扎制成形、注浆成形和热压铸成形等。 近年来，由于各学科的交叉渗透以及胶体化学、表面活性剂化学的发展，出现了许多新的成型方法，如压滤成形、注射成形、流延成形、凝胶铸模成形和直接凝固成形等。;按粉料成形时的状态，分类：;颗粒密度;真密度：颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值。真密度实际就是粉末的固体密度。 有效密度：颗粒质量用包括闭孔在内的颗粒体积去除得到的。用比重瓶法测得的密度接近这种密度，故又称为比重瓶密度。 表观密度：颗粒质量用包括开孔和闭孔在内的颗粒体积除得的密度值。 堆积密度：粉体材料在自然堆积状态下单位体积的质量。自然状态下的体积，是指既含颗粒内部的孔隙，又含颗粒之间空隙在内的总体积。 ;; 粉末成形的理论基础; 将大小均匀的球形颗粒粉末倒入容器时，即使颗粒进行面心立方或密排六方排列，堆积密度也较低, 即小于74%。通过振动可以提高堆积密度，但是，即使采用最仔细的振动方式，最高的振实密度也仅能达到62.8%，并且平均配位数也低于12。 ; 细颗粒（-325目）对不锈钢粗颗粒（-100+150目）松装密度的影响;1、松装密度、振实密度 2、流动性 3、压缩性 4、成形性;1、松装密度与振实密度 不同粉末装满一定容积的质量是不同的，因此规定用松装密度或振实密度来描述粉末的这种容积性质。 松装密度：粉末试样自然填充规定的容器时，单位容器内粉末的质量，单位为g/cm3。 (国标GB1478-84，GB5060-85) 振实密度：将粉末装于振动容器中，在规定条件下，经过振动后测得的粉末密度。 （国标GB5162-85) ;松装密度测定装置一;松装密度测定装置二;;;松装密度取决于颗粒间的粘附力、相对滑动的阻力以及粉末体孔隙被小颗粒填充的程度。;2、流动性 50克粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间，单位为s／50克，其倒数是单位时间内流出粉末的质量，俗称为流速。;测量方法1 流动性采用前述测松装密度的漏斗来测定。标准漏斗(又称流速计)是用150目金刚砂粉末，在40秒内流完50克来标定和校准的。 美国标准还规定用孔径1／5英寸的标准漏斗测定流动性差的粉末。;测量方法2 采用粉末自然堆积角(又称安息角)试验测定流动性。让粉末通过一粗筛网自然流下并堆积在直径为l英寸的圆板上。当粉末堆满圆板后，以粉末锥的高度衡量流动性，粉末锥的底角称为安息角，也可作为流动性的量度。 锥愈高或安息角愈大，则表示粉末的流动性愈差，反之则流动性愈好。a;规律： 等轴状(对称性好)粉末、粗颗粒粉末的流动性好； 粒度组成中，极细粉末占的比例愈大，流动性愈差，但是，粒度组成向偏粗的方向增大时，流动性变化不明显。;3、压缩性 代表粉末在压制过程中被压紧的能力。 在标准的模具中在规定的润滑条件下加以测定，用规定的单位压力下粉末所达到的压坯密度表示。通常也可以用压坯密度随压制压力变化的曲线图表示。 压缩比：松装粉末的高度与成型坯体高度之比。 ;4、成形性 成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末得以成形的最小单位压制压力表示，或者用压坯的强度来衡量。 压制性：是压缩性和成形性的总称。 ;规律： 成形性好的粉末，往往压缩性差；相反，压缩性好的粉末，成形性差。例如松装密度高的粉末，压缩性虽好，但成形性差；细粉末的成形性好，而压缩性却较差。;成型工艺主要有： 刚性模具中粉末的压制（模压） 弹性封套中粉末的等静压 粉末板条滚压以及粉末挤压等;压制过程的三个阶段： 第一阶段：首先粉末颗粒发生位移（滑动与转动）与重排，颗粒间的架桥现象被部分消除且颗粒间的接触程度增加；;; 第二阶段：颗粒发生弹塑性变形，塑性变形的大小取决于粉末材料的延性。但是，同样的延性材料在一样的压力下，并不一定得到相同的坯体密度，还与粉末的压缩性能有关； ;; 第三阶段：颗粒断裂。不论是原本脆性的粉体如陶瓷粉末、还是在压制过程中产生加工硬化的脆化粉体，都将随着施加压力的增加发生脆性断裂形成较小的碎块。 ;脆性粉末 点接触应力断裂强度→断裂 塑性粉末 点接触应力屈服强度 →塑性变形 →加工硬化 →脆化