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粉末冶金综合实验报告

一、实验目的

通过本综合实验，使学生掌握粉末冶金的基本工艺，熟悉粉末成形和烧结过

程研究方法及测试原理，培养学生进行粉末冶金研究的基本思路和初步能力，为

今后从事粉末冶金相关研究与生产及粉末冶金分析测等工作打下基础。

二、实验原理

1粉末冶金的基本工艺

（1）原料粉末的制备和准备。粉末可以是纯金属或它的合金、非金属、金属与

非金属的化合物以及其他各种化合物等；

（2）将金属粉末及各种添加剂均匀混合后制成所需形状的培块；

（3）将培块在物料控制在熔点以下的温度进行烧结，使制品具有最终的物理、

化学和力学性能。

2粉末成型

主要功能在于：

（1）将粉末成型为所需要的形状；

（2）赋予培体以精确的几何形状与尺寸，这时应考虑烧结时的尺寸变化；

（3）赋予培体要求的孔隙度和孔隙类型；

（4）赋予培体以适当的强度，以便搬运。

根据成型时是否从外部施加压力，可非为压制成型和无压制成型两大类。

压制成型主要有：密闭钢模冷压成型、流体等静压制成型、粉末塑性成型、

三轴向压制成型、高能率成型、挤压成型、轧制成型、振动压制成型等；

无压制成型主要有：粉浆浇注、松装烧结等。

2粉末烧结

烧结：压培置于基体金属熔点以下温度（约0.7-0.8T，温度K）加热保温，

粉末颗粒之间产生原子扩散、固溶、化合和熔接，致使压培收缩并强化，这一过

程称为烧结。

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烧结对粉末冶金材料和制品的性能有着决定性的影响。烧结的结果是粉末颗粒之

间发生粘接，烧结体的强度增加，密度提高。在烧结过程中，压坯要经过一系列

的物理化学变化。开始是水分或有机物的蒸发或挥发，吸附气体的排除，应力的

消除，粉末颗粒表面氧化物的还原；继之是原子间发生扩散，粘性流动和塑性流

动，颗粒间的接触面增大，发生再结晶和晶粒长大等。出现液相时，还可能有固

相的溶解和重结晶。这些过程彼此之间并无明显的界限，而是穿插进行，互相重

叠，互相影响。加之一些其它烧结条件，使整个烧结过程变得很复杂。用粉末烧

结的方法可以制得各种纯金属、合金、化合物以及复合材料。

3金相分析

磨光

采用手动磨光，水磨砂纸按粗细排列有：200号、320号、400号、600号、800

号、1000号、1200号。

抛光

抛光的目的是去除试样磨面上经细磨后留下的细微磨痕，最终使磨面呈光亮

而无磨痕的镜面。抛光在抛光机上进行。抛光机由一个电机带动一个或两个抛光

盘，转速为200～600转/分。所用抛光材料为抛光布和抛光粉，抛光布蒙在抛光

盘上，不同要求应适当选用不同的抛光布。

化学浸蚀

经抛光后而没有浸蚀的试样在显微镜下除了能观察到非金属夹杂物（石墨、

氧化物、硫化物等）及其本身所具有的孔洞、裂纹等缺陷之外，看不到金属内部

的组织，必须经过腐蚀。这是因为经抛光后的试样磨面是一个很平的平面，平面

在显微镜下的反光能力是一样的，故在显微镜下显示不出组织。利用化学腐蚀剂，

通过化学或电化学作用显示金属的组织，

腐蚀方法：将已抛光好的试样磨面先用轻水冲洗干净，再将试样表面擦拭腐

蚀，或用镊子夹着蘸上腐蚀剂的棉球擦其磨面腐蚀的时间依不同合金及不同组织

而定，用自来水冲洗干净，然后再用吹风机吹干，将腐蚀完的试样放在显微镜下，

就可以观察到合金内部的显微组织。

三、实验器材与材料

1.实验器材

2

电子天平、压坯模具、电压式液体压力机、游标卡尺、砂纸、金相显微镜、抛光

机、万能拉伸试验机、吹风机、ZSJ-真空脱脂烧结一体炉、BT-1000粉体综合特

性测试仪

2.实验材料

铁粉，硬脂酸锌

四实验步骤

（一）使用BT-1000粉末综合性能测试仪测试粉末的的休止角，崩溃角，差角，

平板角，振实密度，松装密度。

（二）

1、混料：称取27.86g的铁粉，然后加入质量0.14g硬脂酸锌粉末混合均匀。

2、压坯：将混合均匀的原料用一定尺寸的钢模具在一定压力作用下压制成较密

实的坯体，坯体承受200Mpa，根据坯体的受力面积计算得到压力为30KN。

3、烧结：把样品放入烧结炉内，充水，通过机械泵和扩散泵把