第4篇粉末冶金(PM)報(bào)告課件

一、緒論1.概念：通過(guò)粉末的制備、成形及燒結(jié)制備材料或零件的技術(shù)。材料：金屬，非金屬，復(fù)合材料2.粉末冶金發(fā)展概況

19世紀(jì)初：鉑粉

1909年：粉末可鍛鎢的生產(chǎn)

1923年：硬質(zhì)合金20世紀(jì)30年代：多孔軸承，

鐵基機(jī)械零件1968年：粉末高速鋼第4篇粉末冶金（PM）一、緒論第4篇粉末冶金（PM）3.特點(diǎn)

1)可制備熔鑄法不能生產(chǎn)的材料多孔材料難熔材料（難熔金屬，金屬間化合物，陶瓷）各類復(fù)合材料非平衡組織材料（假合金，過(guò)飽和固溶體等)2)可生產(chǎn)性能更好的一些材料制取偏析小的合金（高速鋼，高溫合金）組織細(xì)小、均勻和加工性能好的稀有金屬配料錠3)少切削或無(wú)切削加工。4)缺點(diǎn)：粉末成本高；制品形狀及尺寸受限制；制品韌性較差。3.特點(diǎn)

1)可制備熔鑄法不能生產(chǎn)的材料3/19粉末制備燒結(jié)成形工序粉末混合機(jī)械法和物理化學(xué)法。球磨法、霧化法等加入必要的潤(rùn)滑劑、其他合金元素4.主要工序后序加工清洗包裝浸油、整形、少量機(jī)加工3/19粉末制備燒結(jié)成形工序粉末混合機(jī)械法和物理化學(xué)法。球磨一般結(jié)構(gòu)零件:多孔材料難熔金屬?gòu)?fù)合材料電接觸材料耐熱材料5.應(yīng)用5.應(yīng)用汽車(chē)變速器系統(tǒng)用粉末燒結(jié)鋼件:產(chǎn)品簡(jiǎn)介汽車(chē)變速器系統(tǒng)用粉末燒結(jié)鋼件:產(chǎn)品簡(jiǎn)介汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用粉末燒結(jié)鋼零件產(chǎn)品簡(jiǎn)介汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用粉末燒結(jié)鋼零件產(chǎn)品簡(jiǎn)介產(chǎn)品簡(jiǎn)介金屬切削刀片產(chǎn)品簡(jiǎn)介金屬切削刀片硬質(zhì)合金刀具：產(chǎn)品簡(jiǎn)介硬質(zhì)合金刀具：產(chǎn)品簡(jiǎn)介9廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)結(jié)論產(chǎn)品簡(jiǎn)介9廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)結(jié)論產(chǎn)品簡(jiǎn)介第8章粉末制備按性質(zhì)分：機(jī)械粉碎法，物理化學(xué)法按狀態(tài)分：固體，還原法氣體，氣相沉積法液體，霧化法，電解法第8章粉末制備第4篇粉末冶金(PM)報(bào)告課件第4篇粉末冶金(PM)報(bào)告課件8.1.還原法

1)基本原理基本反應(yīng)：MeO+X=Me+XO

條件：△Z（XO）<△Z（MeO）常用還原劑氣體還原劑-氫：可還原Cu，F(xiàn)e，Co，Ni，W等固體還原劑-碳：包括Al在內(nèi)的許多金屬熔體還原劑-Ca，Mg，Al（金屬熱還原）：可還原Ti，Th，Zr等8.1.還原法

1)基本原理2）還原法制粉舉例氫還原鎢原理WO3——WO2.9——WO2.72——WO2——W其中，WO3——WO2過(guò)程顆粒長(zhǎng)大嚴(yán)重影響W粉粒度和純度的因素原料：顆粒、雜質(zhì)、水分氫氣：濕度↓流量↑、逆向通氣——鎢純度↑，粒度↓工藝：溫度、推舟速度、料層厚度工藝種類：一段還原、二段還原二段還原優(yōu)點(diǎn)：粒度↓，均勻度、生產(chǎn)率↑二段還原工藝：WO3——WO2——過(guò)篩——W粉——過(guò)篩——合批——過(guò)篩——成品2）還原法制粉舉例8．2機(jī)械粉碎法1．定義：通過(guò)壓碎、擊碎、研磨等方式將材料機(jī)械地粉碎成粉末的方法2．分類機(jī)械研磨法：球磨、棒磨、震動(dòng)球磨、攪動(dòng)球磨——脆性材料旋渦研磨——塑性材料冷氣流粉碎——塑性材料8．2機(jī)械粉碎法1．定義：通過(guò)壓碎、擊碎、研磨等方式將材料一．機(jī)械研磨法球磨1）球磨基本規(guī)律A.磨球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)瀉落：轉(zhuǎn)速小——滾落、滑落拋落：轉(zhuǎn)速適中無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)：超過(guò)臨界轉(zhuǎn)速一．機(jī)械研磨法

B.拋射角α

cosα=Rn2/900，R——球磨桶半徑C.臨界轉(zhuǎn)速

當(dāng)cosα=1，n=42.2/D1/2，D——球磨桶直徑D.自然坡度角β自然

β——坡度角，n↑，β↑tgβ自然=μ/COSθ，μ——摩擦系數(shù)；θ——取決于裝球量當(dāng)β>β自然，滾動(dòng)

β<β自然，滑動(dòng)B.拋射角α轉(zhuǎn)速0.70-0.75n臨界：拋落——粗磨<0.6n臨界：滑落=0.6n臨界：滾落裝球量：裝填系數(shù)=裝球體積：球磨筒體積（0.4-0.5）球料比：太大，球磨損大；太小，效率低球的大?。篸≤（1/18—1/24）D，其中d——磨球直徑研磨介質(zhì)：干磨，濕磨物料性質(zhì)：脆性/韌性2)影響球磨的因素2)影響球磨的因素二．其它機(jī)械粉碎法（塑性材料）1．旋渦研磨 1）原理：主要依靠物料之間相互撞擊、物料與磨壁、螺旋槳之間的撞擊進(jìn)行研磨

2）特點(diǎn)：粉末細(xì)、呈蝶形、可利用邊角料

2．冷氣流粉碎 1）原理：高壓（7MPa）——大氣壓，絕熱膨脹——降溫——粉碎

2）特點(diǎn)：粉末細(xì)、不規(guī)則、無(wú)氧化冷氣流粉碎原理圖二．其它機(jī)械粉碎法（塑性材料）冷氣流粉碎原理圖8．3霧化法

1．定義：直接擊碎液態(tài)材料而獲得粉末的方法2．應(yīng)用范圍：可熔化的金屬材料、液相的非金屬材料3．種類二流霧化：氣霧化、水霧化離心霧化：旋轉(zhuǎn)（圓盤(pán)、電極、坩堝）霧化超聲霧化轉(zhuǎn)輥霧化8．3霧化法

1．定義：直接擊碎液態(tài)材料而獲得粉末的方法一).二流霧化1.二流：液流、介質(zhì)流2.霧化原理：利用介質(zhì)流直接沖擊液流獲得粉末的方法。3.種類：水霧化、氣霧化4.影響霧化粉末性能的因素霧化介質(zhì)化學(xué)特性：氧化、其它雜質(zhì)動(dòng)能：W=1/2mv2，W↑，粉末細(xì)冷卻能力：↑，粉末形狀不規(guī)則↑金屬液流

表面張力及粘度：表面張力↑——球形粉末↑，粉末粒度↑粘度↑，粉末粒度↑，粉末不規(guī)則↑

金屬液流直徑：↑，粉末粒度↑，生產(chǎn)率↑

過(guò)熱溫度：↑——流動(dòng)性↑，粘度↓，球形粉末↑，O、N↑，一般50-2500C

一).二流霧化

其它因素金屬液流長(zhǎng)度：↑，細(xì)粉↑聚粉桶直徑：↑——球形粉↑，粗粉↑冷卻介質(zhì)：冷卻能力↑——不規(guī)則↑，細(xì)粉↑5.適用范圍：氣霧化：各種金屬；球形粉，如Cu，Zn等水霧化：高熔點(diǎn)金屬；不規(guī)則粉末，如Fe二)．離心霧化（簡(jiǎn)介）1．原理：利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)形成的離心力將液態(tài)金屬擊碎并冷凝成粉末2．分類 其它因素8．3粉末的性能

一．分類化學(xué)組成：純度及雜質(zhì)組成、物理性能：顆粒形狀與結(jié)構(gòu)、顆粒大小和粒度組成、比表面積、密度及聲熱光電磁等性質(zhì)。工藝性能：流動(dòng)性、松裝密度、壓制性等力學(xué)性能：強(qiáng)度、硬度、塑性等二．粉末的粒形、粒度及組成

1．顆粒形狀，見(jiàn)圖8．3粉末的性能

一．分類

2．粒度及其組成： 1）粒度：顆粒的直徑 2）粒度組成:全部粉末中不同粒度顆粒的分布(粒度級(jí)別見(jiàn)表8-7) 3）表示：工業(yè)中采用篩分方法測(cè)定，篩號(hào)表示粒度。2．粒度及其組成：1．松裝密度：粉末自然填充規(guī)定容器時(shí)，單位容積粉末的質(zhì)量。見(jiàn)圖8-18

決定裝粉量2．流動(dòng)性：50g粉末從標(biāo)準(zhǔn)的漏斗中流出所需的時(shí)間。見(jiàn)圖8-18

影響自動(dòng)裝粉和壓制密度的均勻性。3．壓制性：壓縮性和成形性的總稱。影響壓制密度和強(qiáng)度。三．粉末的工藝性能1．松裝密度：粉末自然填充規(guī)定容器時(shí)，單位容積粉末的質(zhì)量。見(jiàn)第9章粉末的成形

1.定義：使金屬坯料密實(shí)成具有一定形狀、尺寸、孔隙度和強(qiáng)度的生坯的工藝.CompactionProcess壓制過(guò)程第9章粉末的成形

1.定義：使金屬坯料密實(shí)成具有一定形狀、2.種類

普通模壓成形：?jiǎn)蜗驂褐?、雙向壓制特殊成形：等靜壓制、粉漿澆注、連續(xù)成形、流延法、爆炸成形2.種類

普通模壓成形：?jiǎn)蜗驂褐?、雙向壓制特殊成形：等靜壓9．1成形前的原料準(zhǔn)備1．退火1）目的提高粉末純度消除加工硬化穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)表面鈍化2）工藝溫度：0.5-0.6Tm氣氛：惰性氣體、分解氨、真空、氫氣9．1成形前的原料準(zhǔn)備1．退火2．篩分：粉末按粒度分級(jí)3．混料機(jī)械法：干混、濕混化學(xué)法：通過(guò)液相化學(xué)反應(yīng)的方法使混料更加均勻。4．加添加劑成形劑：提高粉末成形強(qiáng)度。如合成橡膠、石蠟等潤(rùn)滑劑：減小成形摩擦。如硬脂酸鈉等造孔劑：幫助形成多孔材料。如碳酸銨5．制粒：將粉末制成團(tuán)粒?！岣吡鲃?dòng)性。2．篩分：粉末按粒度分級(jí)9．2粉末的壓制過(guò)程

一．粉末的位移與變形1．位移：2．變形：彈性變形、塑性變形、脆性斷裂位移、變形→孔隙↓，接觸面↑→密度、強(qiáng)度↑二．壓坯強(qiáng)度1．強(qiáng)度的形成顆粒間機(jī)械嚙合粘合成形劑作用2．評(píng)定抗彎強(qiáng)度——整體強(qiáng)度轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)——邊角強(qiáng)度9．2粉末的壓制過(guò)程

一．粉末的位移與變形三．壓制壓力與壓坯密度的關(guān)系

1．壓坯密度的變化規(guī)律Ⅰ.P，ρ：主要發(fā)生位移，稱滑移階段Ⅱ.P,ρ幾乎不變：脆性材料;ρ：塑性材料Ⅲ.P，ρ：以變形為主2．壓制壓力與密度關(guān)系 lgPmax-lgP=L(β-1)式中：Pmax—相應(yīng)于壓至最緊密狀態(tài)(β=1)時(shí)的單位壓力；L—壓制因素，反映壓制時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變比；β—相對(duì)體積，β=1/(1-θ)，θ—孔隙度三．壓制壓力與壓坯密度的關(guān)系

1．壓坯密度的變化規(guī)律四．壓坯密度分布

1．粉末所受的力1）壓制壓力：P=P1+P2P1-—凈壓力；P2——克服粉體與模壁的外摩擦2）側(cè)壓力：P側(cè)=ξP

ξ——側(cè)壓系數(shù)3）模壁摩擦力：F=μ·P側(cè)四．壓坯密度分布

1．粉末所受的力2．壓坯密度分布

1）壓坯密度分布的不均勻性上層密度比下層密度大；在水平面上，接近上模沖的斷面的密度分布是兩邊大，中間小；而遠(yuǎn)離上模沖的截面的密度分別是中間大，兩邊小。因?yàn)榉勰w在壓模內(nèi)受力后向各個(gè)方向流動(dòng)，于是引起垂直于壓模壁的側(cè)壓力。側(cè)壓力引起摩擦力，會(huì)使壓坯在高度方向存在明顯的壓力降。2）影響壓坯密度分布的因素壓坯形狀：H/D密度分布均勻性模壁狀況：μ密度分布均勻性壓制方式：雙向壓制密度分布均勻性2．壓坯密度分布

1）壓坯密度分布的不均勻性壓坯形狀：H/五．影響壓制過(guò)程的因素

1．粉末性能

力學(xué)性能、粒度、純度等的影響2．潤(rùn)滑劑和成形劑

對(duì)成形有利，對(duì)燒結(jié)可能不利。3．壓制工藝1）壓制方式2）速度：均勻性3）保壓時(shí)間：均勻性4）震動(dòng)：均勻性5）磁場(chǎng)：五．影響壓制過(guò)程的因素

1．粉末性能

9．3特殊成形一．等靜壓成形1．概念：同時(shí)在各個(gè)方向上受到相等的凈壓力作用而成形的方法2．原理：各向均勻加載+彈性模套3．分類：冷等靜壓和熱等靜壓4．特點(diǎn)1）可制備復(fù)雜形狀制品2）損耗小3）密度均勻4）壓坯強(qiáng)度高5）燒結(jié)溫度低6）尺寸精度和表面光潔度低7）生產(chǎn)率低8）設(shè)備投資大冷等靜壓設(shè)備類型（a）濕袋法（b）干袋法9．3特殊成形一．等靜壓成形冷等靜壓設(shè)備類型（a）濕袋熱等靜壓原理圖熱等靜壓原理圖第10章燒結(jié)1．定義：燒結(jié)是粉末或粉末壓坯在適當(dāng)?shù)臏囟群蜌夥罩惺軣崴l(fā)生的現(xiàn)象或過(guò)程。2．分類固相燒結(jié)單元系多元系互溶不互溶液相燒結(jié)第10章燒結(jié)固相燒結(jié)單元系多元系互溶不互溶液相燒結(jié)10．1燒結(jié)基本過(guò)程及機(jī)構(gòu)

一．燒結(jié)基本過(guò)程1．粘結(jié)階段：形成燒結(jié)頸宏觀特征：密度變化很小，強(qiáng)度和導(dǎo)電性增加2．燒結(jié)頸長(zhǎng)大階段：顆粒距離減小，晶粒長(zhǎng)大，孔隙大幅減小。宏觀特征：燒結(jié)體收縮，密度、強(qiáng)度增加。3．閉孔隙球化和縮小階段：通孔閉孔球化收縮10．1燒結(jié)基本過(guò)程及機(jī)構(gòu)

一．燒結(jié)基本過(guò)程燒結(jié)過(guò)程示意圖：

燒結(jié)過(guò)程示意圖：二．燒結(jié)機(jī)構(gòu)

1．概念：燒結(jié)過(guò)程中物質(zhì)的遷移及速率2．物質(zhì)遷移方式：擴(kuò)散、再結(jié)晶、塑性流動(dòng)、蒸發(fā)與凝聚等兩球幾何模型二．燒結(jié)機(jī)構(gòu)

1．概念：燒結(jié)過(guò)程中物質(zhì)的遷移及速率兩球幾何模10．2單元系燒結(jié)

1．概念：純金屬、有固定化學(xué)成分的化合物及均勻固溶體的粉末在固態(tài)下燒結(jié)。2．特征：無(wú)新相或新的組成物出現(xiàn)，也不發(fā)生凝聚態(tài)的改變。一．燒結(jié)溫度與時(shí)間1．燒結(jié)溫度：2/3—4/5TmT燒結(jié)速度，但過(guò)大會(huì)使晶粒長(zhǎng)大。2．燒結(jié)時(shí)間：t，性能，但影響小于燒結(jié)溫度。二．燒結(jié)中密度與尺寸變化 1．正常：收縮

2．反常：脹大原因：1）內(nèi)應(yīng)力消除，抵消了收縮2）內(nèi)部氣體的存在 3）聚晶長(zhǎng)大 4）同素異晶轉(zhuǎn)變。10．2單元系燒結(jié)

1．概念：純金屬、有固定化學(xué)成分的化合三．燒結(jié)體顯微組織的變化1．空隙：通孔閉孔球化2．再結(jié)晶與晶粒長(zhǎng)大 a)形變?cè)俳Y(jié)晶 b)聚集再結(jié)晶四．影響燒結(jié)過(guò)程的因素1．結(jié)晶構(gòu)造與異晶轉(zhuǎn)變2．粉末活性3．外在因素1）氧化物2）燒結(jié)氣氛4．壓制工藝：對(duì)壓坯密度及分布有影響三．燒結(jié)體顯微組織的變化1．空隙：通孔10．3多元系固相燒結(jié)

---互不溶系的固相燒結(jié)

特點(diǎn)：制備各類復(fù)合材料及假合金常需后處理進(jìn)一步致密化常采用復(fù)合粉末或化學(xué)混料性能受異相顆粒界面狀況影響10．3多元系固相燒結(jié)

---互不溶系的固相燒結(jié)

特點(diǎn)：10．4液相燒結(jié)一．概念：有部分液相出現(xiàn)的燒結(jié)過(guò)程二．液相燒結(jié)條件1．潤(rùn)濕性：固-液相潤(rùn)濕2．固相在液相中有一定溶解度

改善潤(rùn)濕增加液相數(shù)量有利于借助液相遷移冷卻時(shí)析出可提高成分均勻性3．液相數(shù)量：以添滿固相間隙為宜，一般20-50%10．4液相燒結(jié)一．概念：有部分液相出現(xiàn)的燒結(jié)過(guò)程三．液相燒結(jié)過(guò)程和機(jī)構(gòu)1．液相生成及顆粒重排：致密化2．固相溶解和析出：顆粒球化合并、燒結(jié)體收縮3．固相骨架形成：固相接觸及燒結(jié)四．組織形態(tài)卵形：固相可溶解多邊形：固相不溶解三．液相燒結(jié)過(guò)程和機(jī)構(gòu)本章重點(diǎn)還原法制粉的條件及常用還原劑球磨的基本規(guī)律霧化粉末主要影響因素粉末成形前退火的作用壓坯密度分布影響因素?zé)Y(jié)基本過(guò)程及機(jī)構(gòu)互不溶系燒結(jié)制品組織特點(diǎn)液相燒結(jié)條件及機(jī)理。本章重點(diǎn)一、緒論1.概念：通過(guò)粉末的制備、成形及燒結(jié)制備材料或零件的技術(shù)。材料：金屬，非金屬，復(fù)合材料2.粉末冶金發(fā)展概況

19世紀(jì)初：鉑粉

1909年：粉末可鍛鎢的生產(chǎn)

1923年：硬質(zhì)合金20世紀(jì)30年代：多孔軸承，

鐵基機(jī)械零件1968年：粉末高速鋼第4篇粉末冶金（PM）一、緒論第4篇粉末冶金（PM）3.特點(diǎn)

1)可制備熔鑄法不能生產(chǎn)的材料多孔材料難熔材料（難熔金屬，金屬間化合物，陶瓷）各類復(fù)合材料非平衡組織材料（假合金，過(guò)飽和固溶體等)2)可生產(chǎn)性能更好的一些材料制取偏析小的合金（高速鋼，高溫合金）組織細(xì)小、均勻和加工性能好的稀有金屬配料錠3)少切削或無(wú)切削加工。4)缺點(diǎn)：粉末成本高；制品形狀及尺寸受限制；制品韌性較差。3.特點(diǎn)

1)可制備熔鑄法不能生產(chǎn)的材料49/19粉末制備燒結(jié)成形工序粉末混合機(jī)械法和物理化學(xué)法。球磨法、霧化法等加入必要的潤(rùn)滑劑、其他合金元素4.主要工序后序加工清洗包裝浸油、整形、少量機(jī)加工3/19粉末制備燒結(jié)成形工序粉末混合機(jī)械法和物理化學(xué)法。球磨一般結(jié)構(gòu)零件:多孔材料難熔金屬?gòu)?fù)合材料電接觸材料耐熱材料5.應(yīng)用5.應(yīng)用汽車(chē)變速器系統(tǒng)用粉末燒結(jié)鋼件:產(chǎn)品簡(jiǎn)介汽車(chē)變速器系統(tǒng)用粉末燒結(jié)鋼件:產(chǎn)品簡(jiǎn)介汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用粉末燒結(jié)鋼零件產(chǎn)品簡(jiǎn)介汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用粉末燒結(jié)鋼零件產(chǎn)品簡(jiǎn)介產(chǎn)品簡(jiǎn)介金屬切削刀片產(chǎn)品簡(jiǎn)介金屬切削刀片硬質(zhì)合金刀具：產(chǎn)品簡(jiǎn)介硬質(zhì)合金刀具：產(chǎn)品簡(jiǎn)介55廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)結(jié)論產(chǎn)品簡(jiǎn)介9廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)結(jié)論產(chǎn)品簡(jiǎn)介第8章粉末制備按性質(zhì)分：機(jī)械粉碎法，物理化學(xué)法按狀態(tài)分：固體，還原法氣體，氣相沉積法液體，霧化法，電解法第8章粉末制備第4篇粉末冶金(PM)報(bào)告課件第4篇粉末冶金(PM)報(bào)告課件8.1.還原法

1)基本原理基本反應(yīng)：MeO+X=Me+XO

條件：△Z（XO）<△Z（MeO）常用還原劑氣體還原劑-氫：可還原Cu，F(xiàn)e，Co，Ni，W等固體還原劑-碳：包括Al在內(nèi)的許多金屬熔體還原劑-Ca，Mg，Al（金屬熱還原）：可還原Ti，Th，Zr等8.1.還原法

1)基本原理2）還原法制粉舉例氫還原鎢原理WO3——WO2.9——WO2.72——WO2——W其中，WO3——WO2過(guò)程顆粒長(zhǎng)大嚴(yán)重影響W粉粒度和純度的因素原料：顆粒、雜質(zhì)、水分氫氣：濕度↓流量↑、逆向通氣——鎢純度↑，粒度↓工藝：溫度、推舟速度、料層厚度工藝種類：一段還原、二段還原二段還原優(yōu)點(diǎn)：粒度↓，均勻度、生產(chǎn)率↑二段還原工藝：WO3——WO2——過(guò)篩——W粉——過(guò)篩——合批——過(guò)篩——成品2）還原法制粉舉例8．2機(jī)械粉碎法1．定義：通過(guò)壓碎、擊碎、研磨等方式將材料機(jī)械地粉碎成粉末的方法2．分類機(jī)械研磨法：球磨、棒磨、震動(dòng)球磨、攪動(dòng)球磨——脆性材料旋渦研磨——塑性材料冷氣流粉碎——塑性材料8．2機(jī)械粉碎法1．定義：通過(guò)壓碎、擊碎、研磨等方式將材料一．機(jī)械研磨法球磨1）球磨基本規(guī)律A.磨球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)瀉落：轉(zhuǎn)速小——滾落、滑落拋落：轉(zhuǎn)速適中無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)：超過(guò)臨界轉(zhuǎn)速一．機(jī)械研磨法

B.拋射角α

cosα=Rn2/900，R——球磨桶半徑C.臨界轉(zhuǎn)速

當(dāng)cosα=1，n=42.2/D1/2，D——球磨桶直徑D.自然坡度角β自然

β——坡度角，n↑，β↑tgβ自然=μ/COSθ，μ——摩擦系數(shù)；θ——取決于裝球量當(dāng)β>β自然，滾動(dòng)

β<β自然，滑動(dòng)B.拋射角α轉(zhuǎn)速0.70-0.75n臨界：拋落——粗磨<0.6n臨界：滑落=0.6n臨界：滾落裝球量：裝填系數(shù)=裝球體積：球磨筒體積（0.4-0.5）球料比：太大，球磨損大；太小，效率低球的大?。篸≤（1/18—1/24）D，其中d——磨球直徑研磨介質(zhì)：干磨，濕磨物料性質(zhì)：脆性/韌性2)影響球磨的因素2)影響球磨的因素二．其它機(jī)械粉碎法（塑性材料）1．旋渦研磨 1）原理：主要依靠物料之間相互撞擊、物料與磨壁、螺旋槳之間的撞擊進(jìn)行研磨

2）特點(diǎn)：粉末細(xì)、呈蝶形、可利用邊角料

2．冷氣流粉碎 1）原理：高壓（7MPa）——大氣壓，絕熱膨脹——降溫——粉碎

2）特點(diǎn)：粉末細(xì)、不規(guī)則、無(wú)氧化冷氣流粉碎原理圖二．其它機(jī)械粉碎法（塑性材料）冷氣流粉碎原理圖8．3霧化法

1．定義：直接擊碎液態(tài)材料而獲得粉末的方法2．應(yīng)用范圍：可熔化的金屬材料、液相的非金屬材料3．種類二流霧化：氣霧化、水霧化離心霧化：旋轉(zhuǎn)（圓盤(pán)、電極、坩堝）霧化超聲霧化轉(zhuǎn)輥霧化8．3霧化法

1．定義：直接擊碎液態(tài)材料而獲得粉末的方法一).二流霧化1.二流：液流、介質(zhì)流2.霧化原理：利用介質(zhì)流直接沖擊液流獲得粉末的方法。3.種類：水霧化、氣霧化4.影響霧化粉末性能的因素霧化介質(zhì)化學(xué)特性：氧化、其它雜質(zhì)動(dòng)能：W=1/2mv2，W↑，粉末細(xì)冷卻能力：↑，粉末形狀不規(guī)則↑金屬液流

表面張力及粘度：表面張力↑——球形粉末↑，粉末粒度↑粘度↑，粉末粒度↑，粉末不規(guī)則↑

金屬液流直徑：↑，粉末粒度↑，生產(chǎn)率↑

過(guò)熱溫度：↑——流動(dòng)性↑，粘度↓，球形粉末↑，O、N↑，一般50-2500C

一).二流霧化

其它因素金屬液流長(zhǎng)度：↑，細(xì)粉↑聚粉桶直徑：↑——球形粉↑，粗粉↑冷卻介質(zhì)：冷卻能力↑——不規(guī)則↑，細(xì)粉↑5.適用范圍：氣霧化：各種金屬；球形粉，如Cu，Zn等水霧化：高熔點(diǎn)金屬；不規(guī)則粉末，如Fe二)．離心霧化（簡(jiǎn)介）1．原理：利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)形成的離心力將液態(tài)金屬擊碎并冷凝成粉末2．分類 其它因素8．3粉末的性能

一．分類化學(xué)組成：純度及雜質(zhì)組成、物理性能：顆粒形狀與結(jié)構(gòu)、顆粒大小和粒度組成、比表面積、密度及聲熱光電磁等性質(zhì)。工藝性能：流動(dòng)性、松裝密度、壓制性等力學(xué)性能：強(qiáng)度、硬度、塑性等二．粉末的粒形、粒度及組成

1．顆粒形狀，見(jiàn)圖8．3粉末的性能

一．分類

2．粒度及其組成： 1）粒度：顆粒的直徑 2）粒度組成:全部粉末中不同粒度顆粒的分布(粒度級(jí)別見(jiàn)表8-7) 3）表示：工業(yè)中采用篩分方法測(cè)定，篩號(hào)表示粒度。2．粒度及其組成：1．松裝密度：粉末自然填充規(guī)定容器時(shí)，單位容積粉末的質(zhì)量。見(jiàn)圖8-18

決定裝粉量2．流動(dòng)性：50g粉末從標(biāo)準(zhǔn)的漏斗中流出所需的時(shí)間。見(jiàn)圖8-18

影響自動(dòng)裝粉和壓制密度的均勻性。3．壓制性：壓縮性和成形性的總稱。影響壓制密度和強(qiáng)度。三．粉末的工藝性能1．松裝密度：粉末自然填充規(guī)定容器時(shí)，單位容積粉末的質(zhì)量。見(jiàn)第9章粉末的成形

1.定義：使金屬坯料密實(shí)成具有一定形狀、尺寸、孔隙度和強(qiáng)度的生坯的工藝.CompactionProcess壓制過(guò)程第9章粉末的成形

1.定義：使金屬坯料密實(shí)成具有一定形狀、2.種類

普通模壓成形：?jiǎn)蜗驂褐?、雙向壓制特殊成形：等靜壓制、粉漿澆注、連續(xù)成形、流延法、爆炸成形2.種類

普通模壓成形：?jiǎn)蜗驂褐?、雙向壓制特殊成形：等靜壓9．1成形前的原料準(zhǔn)備1．退火1）目的提高粉末純度消除加工硬化穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)表面鈍化2）工藝溫度：0.5-0.6Tm氣氛：惰性氣體、分解氨、真空、氫氣9．1成形前的原料準(zhǔn)備1．退火2．篩分：粉末按粒度分級(jí)3．混料機(jī)械法：干混、濕混化學(xué)法：通過(guò)液相化學(xué)反應(yīng)的方法使混料更加均勻。4．加添加劑成形劑：提高粉末成形強(qiáng)度。如合成橡膠、石蠟等潤(rùn)滑劑：減小成形摩擦。如硬脂酸鈉等造孔劑：幫助形成多孔材料。如碳酸銨5．制粒：將粉末制成團(tuán)粒?！岣吡鲃?dòng)性。2．篩分：粉末按粒度分級(jí)9．2粉末的壓制過(guò)程

一．粉末的位移與變形1．位移：2．變形：彈性變形、塑性變形、脆性斷裂位移、變形→孔隙↓，接觸面↑→密度、強(qiáng)度↑二．壓坯強(qiáng)度1．強(qiáng)度的形成顆粒間機(jī)械嚙合粘合成形劑作用2．評(píng)定抗彎強(qiáng)度——整體強(qiáng)度轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)——邊角強(qiáng)度9．2粉末的壓制過(guò)程

一．粉末的位移與變形三．壓制壓力與壓坯密度的關(guān)系

1．壓坯密度的變化規(guī)律Ⅰ.P，ρ：主要發(fā)生位移，稱滑移階段Ⅱ.P,ρ幾乎不變：脆性材料;ρ：塑性材料Ⅲ.P，ρ：以變形為主2．壓制壓力與密度關(guān)系 lgPmax-lgP=L(β-1)式中：Pmax—相應(yīng)于壓至最緊密狀態(tài)(β=1)時(shí)的單位壓力；L—壓制因素，反映壓制時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變比；β—相對(duì)體積，β=1/(1-θ)，θ—孔隙度三．壓制壓力與壓坯密度的關(guān)系

1．壓坯密度的變化規(guī)律四．壓坯密度分布

1．粉末所受的力1）壓制壓力：P=P1+P2P1-—凈壓力；P2——克服粉體與模壁的外摩擦2）側(cè)壓力：P側(cè)=ξP

ξ——側(cè)壓系數(shù)3）模壁摩擦力：F=μ·P側(cè)四．壓坯密度分布

1．粉末所受的力2．壓坯密度分布

1）壓坯密度分布的不均勻性上層密度比下層密度大；在水平面上，接近上模沖的斷面的密度分布是兩邊大，中間?。欢h(yuǎn)離上模沖的截面的密度分別是中間大，兩邊小。因?yàn)榉勰w在壓模內(nèi)受力后向各個(gè)方向流動(dòng)，于是引起垂直于壓模壁的側(cè)壓力。側(cè)壓力引起摩擦力，會(huì)使壓坯在高度方向存在明顯的壓力降。2）影響壓坯密度分布的因素壓坯形狀：H/D密度分布均勻性模壁狀況：μ密度分布均勻性壓制方式：雙向壓制密度分布均勻性2．壓坯密度分布

1）壓坯密度分布的不均勻性壓坯形狀：H/五．影響壓制過(guò)程的因素

1．粉末性能

力學(xué)性能、粒度、純度等的影響2．潤(rùn)滑劑和成形劑

對(duì)成形有利，對(duì)燒結(jié)可能不利。3．壓制工藝1）壓制方式2）速度：均勻性3）保壓時(shí)間：均勻性4）震動(dòng)：均勻性5）磁場(chǎng)：五．影響壓制過(guò)程的因素

1．粉末性能

9．3特殊成形一．等靜壓成形1．概念：同時(shí)在各個(gè)方向上受到相等的凈壓力作用而成形的方法2．原理：各向均勻加載+彈性模套3．分類：冷等靜壓和熱等靜壓4．特點(diǎn)1）可制備復(fù)雜形狀制品2）損耗小3）密度均勻4）壓坯強(qiáng)度高5）燒結(jié)溫度低6）尺寸精度和表面光潔度低7）生產(chǎn)率低8）設(shè)備投資大冷等靜壓設(shè)備類型（a）濕袋法（b）干袋法9．3特殊成形一．等靜壓成形冷等靜壓設(shè)備類型（a）濕袋熱等靜壓原理圖熱等靜壓原理圖第10章燒結(jié)1．定義：燒結(jié)是粉末或粉末壓坯在適當(dāng)?shù)臏囟群蜌夥罩惺軣崴l(fā)生的現(xiàn)象或過(guò)程。2．分類固相燒結(jié)單元系多元系互溶不互溶液相燒結(jié)第10章燒結(jié)固相燒結(jié)單元系多元系互溶不互溶液相燒結(jié)10．1燒結(jié)基本過(guò)程及機(jī)構(gòu)

一．燒結(jié)基本過(guò)程1．粘結(jié)階段：形成