粉末合金及陶瓷成形技术教程.ppt

* 材料成形技术基础 －－多媒体课件 * 第九章 粉末合金及陶瓷成形技术 了解粉末合金及陶瓷成形过程 了解原材料的制备方法 掌握粉末成形的方法 掌握烧结过程的机理和方法 了解粉末合金及陶瓷成形技术的新发展 本章重点： * 9. 粉末合金及陶瓷成形技术 9.1 粉末合金及陶瓷成形过程概论 9.2 原材料加工 9.3 粉末成形 9.4 烧结 9.5 粉末合金及陶瓷成形技术的新发展 * 9.1 粉末合金及陶瓷成形过程概论 特点及优点 材料利用率高，同时又节约能量。 能制造出传统成形方法无法获得的材料和制品； 制得的材料具有高强度和优异的特种性能； 高的经济效率。 * 粉末合金的过程 制备原材料粉末 成形过程 烧结过程 一般需要多种粉末混合，并需要合适的粗细粒度搭配； 粉料平均粒度越小越好； 粉料在成形前需退火、筛分、混合、制粒、加润滑剂等预处理工序。 分为模压成形和特殊成形两大类，模压成形占主导位置； 模压成形中的压制尺寸和形状有一定的限制； 特殊成形：静压成形、滚压成形、高能高速成形、无压成形、注浆成形等。 成形后的粉末毛坯必须在适当的温度和气氛中加热，保温，使其发生一系列的物理和化学变化，使粉末颗粒的聚集体变成晶粒的聚集体，以达到所需的物理、力学性能，成为可用的制品材料。－－最重要的工序 * 陶瓷成形与粉末合金成形的异同 相似：工艺过程包括粉末制取、成形和致密化； 不同： 烧结只是陶瓷致密化的一种工序，除烧结外还有气相沉积、熔融颗粒沉积和胶凝性粘结等； 致密化过程中陶瓷有可能发生物理、化学变化的全过程，而粉末合金只发生物理变化。 * 9.2 原材料加工 9.21 雾化法及电解法 9.22 粉末及其特性 1.粉末制备方法有哪些？ 2.雾化法和电解法制备粉末的原理和流程是什么？ 3.粉末的物理参数有哪些？ * 成形过程对粉末的要求 粒度分布范围合理，平均粒径小； 颗粒外形圆整； 颗粒聚集倾向小，凝聚强度低； 化学纯度和化学组成均匀性易于控制。 制备方法分类 * 9.21 雾化法及电解法 雾化法 是一种物理制备粉末的方法。它主要是利用高速的气流或水流直接击碎液态金属或合金来制取粉末。其工艺简便，可连续大量生产，应用广泛。 陶瓷的粉末制造方法：沉淀法、溶剂蒸发法（喷雾干燥法和喷雾热解法）。 雾化法制备铁粉的工艺流程 * 电解法 其基本原理和电镀相同，一般当电解液中金属离子的浓度较低、电流密度大时易得到金属粉末； 析出的粉末不能直接使用，还需要经过洗涤、干燥、研磨、筛分才能使用； 经此法得到的粉末纯度高，压制性能较好，但成本较高，过程复杂，耗电量大； 陶瓷粉末多为无机化合物，故电解法在陶瓷粉末制备中不适用。 以Cu为例 溶液硫酸铜和少许硫酸，阳极为铜板，溶液中通直流电 阳极 阴极 * 9.22 粉末及其特性 粉末质量特性参数：化学成分与组织、粒度与外形、流动性与压缩性。 化学分析方法： 失氢试验－将粉末样品置于氢气流中，在给定高温和保温时间条件下测定试验前后试样的失重值。该失重值反映了粉末中氧含量的高低。 酸不溶试验－将铁粉样品溶于盐酸、或将铜粉溶于硝酸，然后把不溶物经过过滤、燃烧后称重。此法可确定粉末中石英、氧化铝、碳化物和粘土等杂质的含量。 粉末特性：如图标示了聚集体和多晶晶粒的管系，在工程上，大多数粉末是多晶结构。 * 粉末颗粒的外形是非常复杂的，它直接影响粉末的流动性、压制性、烧结强度等。 圆整度： * 粉粒粒度及其分布也是重要的参数，可以用用标准筛测定（根据液体对球体的阻力和浮力的关系得出）。 粉末的流动性是保证生产过程中粉末快速从容器中流入压模的关键因素。 决定粉末流动性的因素有：粉末种类、粒度、外形及其分布、含水量和自由堆积密度等。 * 粉末成形是将松散的粉末制成具有一定形状、尺寸、密度和强度的坯块的一个工艺过程。 分为压力成形、无压成形。 压力成形：模压成形，等静压成形，高能率成形，锻造成形，挤压成形，振 动模压成形，注射浆料成形，连续挤压成形。 无压成形：粉浆浇注，无压充型，浆料涂覆。 模压成形是最广泛的粉末成形技术，它是将混合均匀的粉末按一定的量装入模具中，在用压力机压制成坯块的方法。 9.3 粉末成形 * * 增加压力和增大粉末尺寸，减小粉末硬度、强度和降低模压速度有利于增加坯件密度。 由于摩擦力的存在，坯件内部的密度各处是不相同的。 * 试样的高度与直径壁L/D越小，密度分布越均匀。 使用润滑剂以减小模壁摩擦，增大压制压力，采用双向压制工艺，运用浮模原理，减少毛坯高度与直径比，都可以均匀化毛坯内部的密度分布。 * 为了获得更为均匀的密度分布，可以运用冷等压的方法形成坯件，他通过对粉末施加各向同性的压力而形成的。