粉末冶金第一章..ppt

;课程地位及要求 “粉末冶金原理与工艺”是主要介绍粉末成形与烧结致密化过程的相关原理和技术，是材料科学与工程专业的一门主要技术基础课之一。 要求学生通过本课程的学习，在掌握粉末基本特性的基础上，全面掌握粉末体的成形与烧结原理，具备利用粉末制造各种粉末冶金材料及其零部件的相关理论、技术基础和新材料的开发设计能力。;;;;目 录 0 绪论 第一章 粉末的制取 第二章 粉末性能及其测定 第三章 成形 第四章 特殊成形 第五章 烧结 第六章 粉末锻造 第七章 粉末材料的孔隙性能与复合材料的强韧化 ; 粉末冶金：制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 金属陶瓷法;原料粉末;;三个重要历史阶段;;; 美国的粉末冶金公司主要产品用户是汽车制造商，汽车工业发达，带动了美国的粉末冶金工业发展，这是因为发达的汽车工业，大量用粉末冶金部件。 日本的汽车工业的发展带动了粉末冶金工业发展。 ;粉末冶金技术在汽车制造业中的主要应用： ;汽车发动机用粉末烧结钢零件;汽车变速器系统用粉末烧结钢件:;1. 能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料： 能控制制品的孔隙度(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（钨-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。;2.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（粉末高速钢可避免成分的偏析）； 生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金法（钨、钼、铌等难熔金属）。;粉末冶金技术的优越性与局限性;; （1）粉末冶金减摩材料。通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密封等。  （2）粉末冶金多孔材料。又称多孔烧结材料。材料内部孔道纵横交错、互相贯通，一般有30％～60％的体积孔隙度，孔径1～100微米。透过性能和导热、导电性能好，耐高温、低温，抗热震，抗介质腐蚀。用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。  （3）粉末冶金结构材料。又称烧结结构材料。能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。;（4）粉末冶金工模具材料。包括 硬质合金 、粉末冶金高速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高速钢韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长。可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。  （5）粉末冶金电磁材料。包括电工材料和磁性材料。用于制造各种转换、传递、储存能量和信息的磁性器件。  （6）粉末冶金高温材料。包括粉末冶金高温合金、难熔金属和合金、 金属陶瓷 、弥散强化和纤维强化材料等。用于高温下使用的涡轮盘、喷嘴、叶片及其他耐高温零部件。 ;1）铁基结构合金的高精度﹑高质量﹑大数量产品。 2）致密高性能材料，主要是理想的密度和牢固性。 3）难加工材料的制造。 4）特殊合金，主要为包含有多相的组分，通过增强密度的工艺来制造。 5）非平衡材料的合成例如非晶，微晶和亚稳合金。 6）具有独特组分或不常用形状的特殊附件的工艺。 ;第一章 粉末的制取;1.1 概述;;;;;;气 相 氢 还 原 还原剂----氢气 气相金属热还原 还原剂----低熔点、低沸点的金属（Mg、Ca、Na…） ;影响碳还原铁氧化物过程和铁粉质量的因素;;;;;;气相沉积法用在粉末冶金中的有以下几种： （1）金属蒸气冷凝，这种方法主要用于制取具有大蒸气压的金属（如锌Zn，镉Cd等）粉末。这些金属的特点是有较低的熔点和较高的挥发性，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。 （2）羰基物热离解。 （3）气相还原，包括气相氢还原和气相金属热还原。 （4）化学气相沉淀。;;液相沉淀法在粉末冶金中的应用有以下几种： （1）金属置换法； 制取铜粉、铅粉、银粉等。用一种金属从水溶液中取代出另一种金属的过程叫做置换。 例 Cu2++Zn=Cu+Zn2+ ;;;共沉淀制取复合粉的方案; 例 电极材料，W－Cu合金，在力学性能不能满足要求时，可加入少量的Ni，来改善力学性能，其中镍与铜均有包覆作用。 首先，钨粉在硝酸镍中溶解，氧化镍包覆钨，还原得到镍包覆钨颗粒; 镍钨颗粒在进入氯化铜溶液中，包上铜后，烘干还原得到W－Ni—Cu合金粉，其性能：高温导电，抗氧化，力学性能显著提高等优点。;水溶液电解基本原理——电化学原理;;;Scanning electron micrograph of electrolytic copper po