粉末冶金是什么
什么是材料成型
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什么是材料成型材料成型是指将原始材料经过一系列的加工工艺和过程,经过力或热的作用,通过模具或机械设备使其产生一定形状和尺寸的工艺过程。
材料成型是将材料由非定形状态变为定形状态的过程。
材料成型可以分为几种不同的方式,常见的有以下几种:1. 塑性成型:塑性成型是利用塑性变形特性,通过施加外力和热处理,将材料从原始形状变为所需形状的过程。
常见的塑性成型方式有挤出、注塑、拉伸、压力成型等。
塑性成型通常适用于塑料、橡胶等柔性材料。
2. 粉末冶金:粉末冶金是将金属或非金属材料制成粉末,再经过成型、烧结等处理工艺,制成具有一定形状和力学性能的制品。
粉末冶金具有材料利用率高、生产过程简单等优点,广泛应用于制造金属制品、摩擦材料、陶瓷制品等。
3. 焊接成型:焊接是利用高温或压力将两个或更多的材料连接在一起,形成一个整体的过程。
焊接成型通常适用于金属材料,常见的焊接方式有电弧焊、气体保护焊、点焊、激光焊等。
4. 铸造成型:铸造是将熔化的金属或非金属材料倒入预先制作好的铸型中,经过冷却凝固形成所需形状和尺寸的过程。
铸造是最古老和最常用的成型方式之一,广泛应用于制造各种金属制品、零件等。
5. 切削成型:切削成型是利用切削工具将材料进行切削、刨削、铣削等操作,通过削离材料使其产生所需形状和尺寸的过程。
切削成型适用于金属、木材等材料,常见的切削工艺有车削、铣削、钻削等。
材料成型的选择基于材料的特性、加工成本、制造难度等因素综合考虑。
不同的成型方式适用于不同的材料和产品需求,通过选择合适的成型方式可以将材料加工成复杂的形状和尺寸,满足各种应用的需求。
材料成型在现代工业生产和工艺中起着重要的作用,为各个行业的发展提供了基础。
粉末冶金的原理
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粉末冶金的原理粉末冶金是一种利用金属及其合金的可塑性和高活性的特点,通过粉末的制备、成型和烧结等工艺,制造出具有特定形状和性能的金属制品的方法。
粉末冶金的基本原理是将金属原料熔化后急速凝固形成细小的颗粒,再经过后续的粉末处理工艺,最终使颗粒状金属粉末具有特定的物理、化学和结构性能。
具体的工艺流程包括原料的选择和处理、粉末的制备、成型和烧结。
原料的选择和处理是粉末冶金的关键步骤之一。
适当选择合适的金属粉末原料是保证成品性能的关键。
通常,金属原料的选择要考虑其物理性质、化学性质及可塑性等因素。
为提高冶金反应的活性和金属粉末的可塑性,常常需要对原料进行预处理,如氧化还原处理、合金化处理等。
粉末的制备是将金属原料加工成颗粒状金属粉末的过程。
目前常用的粉末制备方法主要有气雾化法、溶剂法、机械研磨法等。
其中,气雾化法是一种常见的制备方法,它通过高压气流将金属熔化后迅速喷雾成粉末。
这样可以得到细小均匀的金属颗粒。
成型是将金属粉末按照所需形状装入一定模具中,并施加一定压力,使金属粉末紧密结合成形状固定的坯体。
常用的成型方法包括压制成型、注塑成型、挤压成型等。
通过成型,可以得到具有所需形状的零部件或半成品。
最后,经过成型的金属粉末坯体还需要进行烧结,即在一定温度下对金属粉末进行加热处理,使其颗粒之间发生结晶和扩散,相互融合并形成坚固的金属材料。
烧结可以通过自发热烧结、辅助烧结等方法来实现。
烧结过程中,金属粉末之间的氧化物和杂质也会在高温下被还原和挥发。
通过以上的处理工艺,粉末冶金可以制备出具有复杂形状、高强度、良好磨损性能和耐磨性能的金属制品。
由于粉末冶金具有成本低、能耗少、无需后加工等优势,因此在汽车、航空航天、工具等领域得到广泛应用。
粉末冶金手册
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粉末冶金手册粉末冶金是一种将金属或非金属粉末通过压制、烧结等工艺加工成成型品的制造工艺。
粉末冶金具有高效、低成本、可成型性好、材料利用率高等优势,因此在航空航天、汽车工业、电子行业等领域得到广泛应用。
本手册将介绍粉末冶金的基本原理、工艺流程、材料选择、设备介绍等内容。
一、粉末冶金的基本原理粉末冶金的基本原理是将金属或非金属物质经过粉碎或原料特殊制备得到的粉末,经过压制成型或注射成型,再经过高温烧结得到所需产品。
这种工艺利用了粉末颗粒之间的相互扭曲和扩散,从而实现了物质的成型。
同时,由于粉末冶金是一种非液态冶金工艺,不需要溶解和凝固过程,避免了材料在液态下的气体、夹杂物等问题,因此可以获得更高的材料纯度和均匀性。
二、粉末冶金的工艺流程粉末冶金的一般工艺流程分为原料制备、混合、成型、烧结和后处理等步骤。
1.原料制备:原料制备阶段主要包括选料和粉末制备。
选料是指根据成品的要求选择合适的原料,如金属、合金、陶瓷或复合材料等。
粉末制备可以通过粉碎、化学方法、电化学方法等得到所需粉末。
2.混合:将所选的原料粉末按照一定比例进行混合。
混合的目的是使各种材料的粒子均匀分散,以获得更高的均匀性。
3.成型:将混合好的粉末通过压制成型,可以使用冷压、热压或注射成型等方法。
成型一般可以分为干压成型和液相成型两种方式。
4.烧结:成型件通过高温烧结,使粉末颗粒之间发生结合,形成致密的材料。
烧结温度和时间根据材料种类、成型件形状等因素确定。
5.后处理:烧结后的材料可以进行表面处理、热处理、加工等工艺。
目的是使产品达到所需的性能和尺寸要求。
三、粉末冶金的材料选择粉末冶金可以应用于各种金属和非金属材料的制备,包括纯金属、合金、陶瓷、塑料等。
在选择材料时需要考虑材料的物理性质、化学性质、应用环境等因素。
例如,对于需要高强度和耐磨性的零件可以选择使用金属粉末冶金制备的合金材料;对于需要绝缘性能和耐高温的零件可以选择使用陶瓷粉末冶金制备的材料。
材料成型与材料加工考试 选择题 61题
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1题选择题部分:1. 下列哪种材料最适合用于注塑成型?A. 钢B. 铝C. 聚丙烯D. 陶瓷2. 在金属加工中,什么是锻造?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过电解改变金属形状D. 通过切割改变金属形状3. 下列哪种材料加工方法属于非传统加工方法?A. 车削B. 铣削C. 电火花加工D. 磨削4. 热处理过程中,淬火的主要目的是什么?A. 提高硬度B. 提高韧性C. 提高导电性D. 提高导热性5. 在塑料加工中,什么是挤出成型?A. 将塑料加热后通过模具成型B. 将塑料通过化学反应成型C. 将塑料通过机械切割成型D. 将塑料通过电解成型6. 下列哪种金属材料具有最好的导电性?A. 铜B. 铝C. 铁D. 锌7. 在材料成型中,什么是粉末冶金?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过固体混合成型8. 下列哪种材料加工方法可以用于制造复杂形状的零件?A. 车削B. 铣削C. 3D打印D. 磨削9. 在金属加工中,什么是铸造?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过熔化金属倒入模具成型D. 通过切割改变金属形状10. 下列哪种材料加工方法属于快速成型技术?A. 车削B. 铣削C. 3D打印D. 磨削11. 在塑料加工中,什么是吹塑成型?A. 将塑料加热后通过模具成型B. 将塑料通过化学反应成型C. 将塑料通过机械切割成型D. 将塑料通过气体膨胀成型12. 下列哪种金属材料具有最好的耐腐蚀性?A. 铜B. 铝C. 不锈钢D. 锌13. 在材料成型中,什么是注塑成型?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过加热塑料注入模具成型14. 下列哪种材料加工方法可以用于制造大型结构件?A. 车削B. 铣削C. 焊接D. 磨削15. 在金属加工中,什么是热轧?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过熔化金属倒入模具成型D. 通过切割改变金属形状16. 下列哪种材料加工方法属于表面处理技术?A. 车削B. 铣削C. 电镀D. 磨削17. 在塑料加工中,什么是压延成型?A. 将塑料加热后通过模具成型B. 将塑料通过化学反应成型C. 将塑料通过机械切割成型D. 将塑料通过压力成型18. 下列哪种金属材料具有最好的导热性?A. 铜B. 铝C. 铁D. 锌19. 在材料成型中,什么是粉末注射成型?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过粉末和粘结剂混合成型20. 下列哪种材料加工方法可以用于制造微型零件?A. 车削B. 铣削C. 电火花加工D. 磨削21. 在金属加工中,什么是冷轧?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过熔化金属倒入模具成型D. 通过常温压力改变金属形状22. 下列哪种材料加工方法属于热处理技术?A. 车削B. 铣削C. 淬火D. 磨削23. 在塑料加工中,什么是热成型?A. 将塑料加热后通过模具成型B. 将塑料通过化学反应成型C. 将塑料通过机械切割成型D. 将塑料通过压力成型24. 下列哪种金属材料具有最好的韧性?A. 铜B. 铝C. 铁D. 锌25. 在材料成型中,什么是粉末压制成型?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过粉末压力成型26. 下列哪种材料加工方法可以用于制造高精度零件?A. 车削B. 铣削C. 电火花加工D. 磨削27. 在金属加工中,什么是热处理?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过熔化金属倒入模具成型D. 通过加热和冷却改变金属性能28. 下列哪种材料加工方法属于化学加工技术?A. 车削B. 铣削C. 电镀D. 磨削29. 在塑料加工中,什么是热塑性塑料?A. 可以多次加热成型B. 只能一次加热成型C. 通过化学反应成型D. 通过机械切割成型30. 下列哪种金属材料具有最好的耐磨性?A. 铜B. 铝C. 铁D. 硬质合金31. 在材料成型中,什么是粉末烧结成型?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过粉末加热成型32. 下列哪种材料加工方法可以用于制造高强度零件?A. 车削B. 铣削C. 焊接D. 磨削33. 在金属加工中,什么是热处理中的回火?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过熔化金属倒入模具成型D. 通过加热和冷却改变金属性能34. 下列哪种材料加工方法属于机械加工技术?A. 车削B. 铣削C. 电镀D. 磨削35. 在塑料加工中,什么是热固性塑料?A. 可以多次加热成型B. 只能一次加热成型C. 通过化学反应成型D. 通过机械切割成型36. 下列哪种金属材料具有最好的耐高温性?A. 铜B. 铝C. 铁D. 耐热合金37. 在材料成型中,什么是粉末喷涂成型?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过粉末喷涂成型38. 下列哪种材料加工方法可以用于制造高耐腐蚀零件?A. 车削B. 铣削C. 焊接D. 电镀39. 在金属加工中,什么是热处理中的正火?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过熔化金属倒入模具成型D. 通过加热和冷却改变金属性能40. 下列哪种材料加工方法属于电化学加工技术?A. 车削B. 铣削C. 电镀D. 磨削41. 在塑料加工中,什么是热熔接成型?A. 将塑料加热后通过模具成型B. 将塑料通过化学反应成型C. 将塑料通过机械切割成型D. 将塑料通过热熔接成型42. 下列哪种金属材料具有最好的导磁性?A. 铜B. 铝C. 铁D. 锌43. 在材料成型中,什么是粉末涂层成型?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过粉末涂层成型44. 下列哪种材料加工方法可以用于制造高耐磨零件?A. 车削B. 铣削C. 焊接D. 硬质合金加工45. 在金属加工中,什么是热处理中的退火?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过熔化金属倒入模具成型D. 通过加热和冷却改变金属性能46. 下列哪种材料加工方法属于激光加工技术?A. 车削B. 铣削C. 激光切割D. 磨削47. 在塑料加工中,什么是热压成型?A. 将塑料加热后通过模具成型B. 将塑料通过化学反应成型C. 将塑料通过机械切割成型D. 将塑料通过热压成型48. 下列哪种金属材料具有最好的导电性和导热性?A. 铜B. 铝C. 铁D. 锌49. 在材料成型中,什么是粉末涂覆成型?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过粉末涂覆成型50. 下列哪种材料加工方法可以用于制造高耐腐蚀零件?A. 车削B. 铣削C. 焊接D. 不锈钢加工51. 在金属加工中,什么是热处理中的时效处理?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过熔化金属倒入模具成型D. 通过加热和冷却改变金属性能52. 下列哪种材料加工方法属于超声波加工技术?A. 车削B. 铣削C. 超声波切割D. 磨削53. 在塑料加工中,什么是热成型中的真空成型?A. 将塑料加热后通过模具成型B. 将塑料通过化学反应成型C. 将塑料通过机械切割成型D. 将塑料通过真空成型54. 下列哪种金属材料具有最好的耐腐蚀性和耐高温性?A. 铜B. 铝C. 铁D. 耐热不锈钢55. 在材料成型中,什么是粉末涂层成型中的喷涂成型?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过粉末喷涂成型56. 下列哪种材料加工方法可以用于制造高耐磨和高耐腐蚀零件?A. 车削B. 铣削C. 焊接D. 硬质合金和不锈钢加工57. 在金属加工中,什么是热处理中的固溶处理?A. 通过加热和压力改变金属形状B. 通过化学反应改变金属形状C. 通过熔化金属倒入模具成型D. 通过加热和冷却改变金属性能58. 下列哪种材料加工方法属于电火花加工技术?A. 车削B. 铣削C. 电火花加工D. 磨削59. 在塑料加工中,什么是热成型中的压力成型?A. 将塑料加热后通过模具成型B. 将塑料通过化学反应成型C. 将塑料通过机械切割成型D. 将塑料通过压力成型60. 下列哪种金属材料具有最好的导电性、导热性和耐腐蚀性?A. 铜B. 铝C. 铁D. 不锈钢61. 在材料成型中,什么是粉末涂层成型中的涂覆成型?A. 通过粉末混合成型B. 通过液体混合成型C. 通过气体混合成型D. 通过粉末涂覆成型答案部分:1. C2. A3. C4. A5. A6. A7. A8. C9. C10. C11. D12. C13. D14. C15. A16. C17. D18. A19. D20. C21. D22. C23. A24. C25. D26. C27. D28. C29. A30. D31. D32. C33. D34. A35. B36. D37. D38. D39. D40. C41. D42. C43. D44. D45. D46. C47. D48. A49. D50. D51. D52. C53. D54. D55. D56. D57. D58. C59. D60. A61. D。
粉末冶金原理习题库
![粉末冶金原理习题库](https://img.taocdn.com/s3/m/6cf3302f79563c1ec5da716b.png)
粉末冶金原理习题库粉末制备习题* 粉末冶金产品在汽车工业中有许多用途,请列举三种汽车用粉末冶金产品。
* 有什么方法可以取代粉末冶金技术制备钨灯丝,为什么电熔断器中不采用钨灯丝材料。
* 粉末冶金一度称为金属陶瓷( Metal ceiamics) ,是什么工序类似于陶瓷产品制备。
* 粉末冶金与陶瓷的主要差别是什么?这些差别是如何影响过程的。
* 粉末冶金的定义是什么?* 粉末冶金的工程含义是什么?* 减少加工成本是粉末冶金产品过程的重要方面,要求减少模具结构误差,以确保产品尺寸精度与性能,在什么步骤上有利于减少产品加工成本* 金属基复合材料,如SiC 纤维强化铝合金,是粉末冶金应用的领域,你能说明复合材料制备方法吗?* 在水雾化制粉时,怎样获得球形颗粒。
*雾化青铜粉末经气流研磨成碟状。
①如何测试该碟状粉末的粒度。
②改变碟状粉末厚度的方法。
③哪些工艺参数有助于获得碟状粉末。
* 用气体雾化制备合金粉末,雾化融液金属温度略高于液相线,对于粒径为100μm的颗粒,固化时间为,估算在同样条件下10μm粒径粉末颗粒的固化时间。
* 采用水平雾化时,发现所得粉末颗粒太小,不适合后续的工序,建议改变三个过程参数以增大粒径。
* 在气体雾化时,如果颗粒尺寸随融体粘度增加而增大,粒度对颗粒形状会有何种作用?高的过热温度会有利于形成球形颗粒吗?* 离心雾化粉末通常有双峰形粒度分布曲线,讨论产生这种结果的原因。
* 分别用水雾化,气体雾化和还原方法制备Cμ粉,测试指数如下:性能A B C平均粒度μm 482540松装密度g/cm3振实密度g/cm3流速s/50g325021BET表面积m2/g 区分数据全所对应的制备方法,且分析求证你的答案。
* 当用电解法制备合金粉末时,会遇到什么困难?* 在旋转圆盘雾化时,首先形成了长40μm、直径μm圆筒体,能形成几个等尺寸的球形颗粒。
如果该薄片圆筒体分开时,能形成几个等直径的球形颗粒* 为什么不能采用H2还原氧化Al制备Al 粉?* 球磨脆性粉末时,输入的总功与粉末粒径的1/2方成正比,当粉末10μm减少到粒径1μm时,能量变化有多大?* 提供一种原因释气体雾化时,如果平均粉末粒度减少,粒度分布区域将会变窄。
粉体材料科学与工程专业学什么
![粉体材料科学与工程专业学什么](https://img.taocdn.com/s3/m/5fd98b7b0812a21614791711cc7931b764ce7b52.png)
粉体材料科学与工程专业学什么引言粉体材料科学与工程是一门研究粉末颗粒的性质、制备、加工及应用的学科。
粉末材料具有细小颗粒和较大比表面积的特点,因此在许多领域中具有重要的应用价值。
本文将介绍粉体材料科学与工程专业所涉及的主要学习内容。
学习内容1.粉末制备与表征粉末制备是粉体材料科学与工程的核心内容之一。
学生将学习各种粉末制备方法,如机械合成、化学合成、物理法制备等。
此外,还将学习粉末表征技术,如粒度分析、比表面积测定、形貌表征等,以评估粉末的质量和性能。
2.粉末工艺学粉末工艺学是粉体材料加工的关键课程。
学生将学习粉末成型方法,如压制成型、注模成型和挤出成型等。
他们将了解不同成型方法的原理、优缺点以及适用范围。
此外,学生还将学习粉末烧结技术,包括烧结机理、烧结动力学以及烧结参数的优化。
3.粉末冶金学粉末冶金学是粉末材料加工的重要分支。
学生将学习粉末冶金的基本原理和技术,包括粉末混合、压制、烧结和后处理等过程。
他们将了解粉末冶金技术在汽车、航空航天等领域的应用,并了解粉末冶金材料的性能和特点。
4.粉末涂层技术粉末涂层技术是粉体材料应用的重要领域之一。
学生将学习粉末涂层的原理、工艺和应用。
他们将了解不同类型的粉末涂层材料、涂层厚度控制、涂层性能测试等方面的知识。
此外,学生还将学习粉末涂层在汽车、建筑、电子等领域中的应用情况。
5.粉末材料应用粉末材料具有广泛的应用前景。
学生将学习粉末材料的应用领域和市场发展趋势。
他们将了解粉末材料在催化剂、电子器件、复合材料等领域中的应用情况,并能够分析和评估不同应用场景下的粉末材料选择和性能要求。
结论粉体材料科学与工程专业涵盖了粉末制备与表征、粉末工艺学、粉末冶金学、粉末涂层技术和粉末材料应用等方面的知识。
学生通过学习这些内容,将能够掌握粉末材料的制备、加工和应用技术,为粉体材料相关行业的发展做出贡献。
粉末冶金常识
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粉末冶金常识粉末冶金常识1.什么是粉末冶金?粉末冶金是一门制造金属粉末,并以金属粉末(有时也添加少量非金属粉末)为原料,经过混合、成形和烧结,制造材料或制品的技术。
它包括两部分内容,即:(1)制造金属粉末(也包括合金粉末,以下统称“金属粉末”)。
(2)用金属粉末(有时也添加少量非金属粉末)作原料,经过混合、成形和烧结,制造材料(称为“粉末冶金材料”)或制品(称为“粉末冶金制品”)。
2、粉末冶金最突出的优点是什么?粉末冶金最突出的优点有两个:(1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制品,如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品,钨、钼、钛等难熔金属材料和制品,金属-塑料、双金属等复合材料及制品。
(2)能够直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品,从而减少或取消机械加工,其材料利用率可以高达95%以上,它还能在一些制品中以铁代铜,做到了“省材、节能”。
3、什么是“铁基”?什么是铁基粉末冶金?铁基是指材料的组成是以铁为基体。
铁基粉末冶金是指用烧结(也包括粉末锻造)方法,制造以铁为主要成分的粉末冶金材料和制品(铁基机械零件、减磨材料、摩擦材料,以及其他铁基粉末冶金材料)的工艺总称。
4、用于粉末冶金的粉末制造方法主要有哪几类?粉末制造方法主要有物理化学法和机械粉碎法两大类。
前者包括还原法、电解法和羰基法等;后者包括研磨法和雾化法。
5、用还原法制造金属粉末是怎么回事?该法是用还原剂把金属氧化物中的氧夺取出来,从而得到金属粉末的一种方法。
6、什么叫还原剂?还原剂是指能够夺取氧化物中氧的物质。
制取金属粉末所用的还原剂,是指能够除掉金属氧化物中氧的物质。
就金属氧化物而言,凡是与其中氧的亲合力大于这种金属与氧的亲合力的物质,都称其为这种金属氧化物的还原剂。
7、粉末还原退火的目的是什么?粉末还原退火的目的主要有以下三个方面:(1)去除金属粉末颗粒表面的氧化膜;(2)除掉颗粒表面吸附的气体和水分等异物;(3)消除颗粒的加工硬化。
什么是粉末冶金
![什么是粉末冶金](https://img.taocdn.com/s3/m/7f9e446aa98271fe910ef992.png)
1.什么是粉末冶金。
答:粉末冶金是一种制取金属粉末,以及采用成型和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末和非金属粉末的混合物)制成制品的工艺技术。
2.粉末冶金的工艺及优点。
答:粉末冶金工艺的基本工序是:(1)原料粉末的制取和准备(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);(2)将金属粉末制成所需形状的坯块;(3)将坯块在物料主要组元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。
优点:(1)制取难溶金属、化合物、假合金、多孔材料(2)节约金属,降低产品成本(3)可制取高纯度材料(4)能保证材料成分的配比的正确性和均匀性3.机械研磨法的研磨规律。
答:在研磨时,有四种力作用于颗粒材料上:冲击、磨耗、剪切以及压缩。
它取决于料和球的运动状态。
当球磨机圆筒转动时,球体的运动可能有以下四种情况:A滑动B滚动C自由下落D临界转速。
其中临界转速是当转速达到一定速度时,球体受离心力的作用,一直紧贴在转筒壁上,以致不能跌落,物料不能被粉碎,这种情况下的速度称为临界转速。
4.影响球磨的因素。
答:A 球磨筒转速Ni=(0.7-0.75)N临抛落Ni=0.6N临滚动Ni<0.6N临滑动B 装球量球少:滑动——效率低速度固定时{球多:球层干扰——效率低装填系数:把球体体积与球磨筒容积之比称为装填系数。
(0.4~0.5为宜)C 球料比料应以填满球体间的空隙,掩盖表面为宜D 球的大小球太小:冲击力低球太大:冲击次数低应大小配合使用E 研磨介质:干磨和湿磨F 物料的性质G 研磨时间大于100h 无效果5.什么是机械合金化、阐述机械合金化的机理过程。
答:机械合金化是将金属和金属粉末在高温球磨机中通过粉末颗粒和球磨之间的长时间的激烈冲击,碰撞,使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂,促进粉末中原子的扩散从而获得合金化粉末的一种制备法。
机理过程:转子搅动球体产生相当大的加速度并传给物料,因而对物料有较强烈的研磨作用。
fe基粉末冶金制品组织特点
![fe基粉末冶金制品组织特点](https://img.taocdn.com/s3/m/0141d89ca48da0116c175f0e7cd184254b351be5.png)
fe基粉末冶金制品组织特点粉末冶金是一种制备金属粉末及制品的工艺技术,其通过将金属粉末进行成形和烧结,制得各种形状和性能的金属或合金制品。
Fe基粉末冶金制品以其优异的性能在许多领域得到广泛应用。
下面介绍Fe基粉末冶金制品的组织特点,主要包括以下几个方面:1.成分均匀:通过粉末冶金的方法制备的Fe基制品,其成分分布非常均匀,几乎无宏观偏析。
这大大提高了材料的力学性能和物理性能,为制造高性能的Fe基粉末冶金制品提供了基础。
2.晶粒细小:在粉末冶金过程中,由于快速凝固的特点,Fe基粉末冶金制品的晶粒非常细小,通常只有几微米。
这种细小的晶粒结构可以提高材料的强度和韧性,为应用提供了更多的可能性。
3.强化相弥散分布:Fe基粉末冶金制品中可以添加各种合金元素,形成弥散分布的强化相。
这些强化相在基体中均匀分布,能够有效阻碍位错的运动,从而提高材料的强度和韧性。
这是Fe基粉末冶金制品具有优异力学性能的重要原因之一。
4.孔隙分布可控:粉末冶金过程中,可以通过控制成形和烧结工艺,实现对孔隙分布的有效控制。
孔隙是影响材料性能的重要因素之一,通过合理控制孔隙的分布和尺寸,可以调节材料的性能,使其更好地满足应用需求。
5.可加工性优良:与铸造或轧制材料相比,Fe基粉末冶金制品的可加工性优良。
其硬度较高,且具有优异的耐磨性和耐腐蚀性,因此可以广泛应用于各种机械加工领域。
同时,由于其组织致密、成分均匀,Fe基粉末冶金制品的表面质量和尺寸精度也较高,有利于提高产品的性能和可靠性。
总之,Fe基粉末冶金制品的组织特点使其具有优异的力学性能、物理性能和加工性能。
这些特点使得Fe基粉末冶金制品在汽车、航空航天、能源等领域得到了广泛应用,对于推动工业技术的发展和提高产品的性能具有重要的意义。
(整理)粉末冶金原理习题库
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粉末制备习题* 粉末冶金产品在汽车工业中有许多用途,请列举三种汽车用粉末冶金产品。
* 有什么方法可以取代粉末冶金技术制备钨灯丝,为什么电熔断器中不采用钨灯丝材料。
* 粉末冶金一度称为金属陶瓷( Metal ceiamics) ,是什么工序类似于陶瓷产品制备。
* 粉末冶金与陶瓷的主要差别是什么?这些差别是如何影响过程的。
* 粉末冶金的定义是什么?* 粉末冶金的工程含义是什么?* 减少加工成本是粉末冶金产品过程的重要方面,要求减少模具结构误差,以确保产品尺寸精度与性能,在什么步骤上有利于减少产品加工成本(净静成形技术)* 金属基复合材料,如 SiC 纤维强化铝合金,是粉末冶金应用的领域,你能说明复合材料制备方法吗?* 在水雾化制粉时,怎样获得球形颗粒。
* 雾化青铜粉末经气流研磨成碟状。
①如何测试该碟状粉末的粒度。
②改变碟状粉末厚度的方法。
③哪些工艺参数有助于获得碟状粉末。
* 用气体雾化制备合金粉末,雾化融液金属温度略高于液相线,对于粒径为100μm的颗粒,固化时间为0.04s,估算在同样条件下10μm粒径粉末颗粒的固化时间。
* 采用水平雾化时,发现所得粉末颗粒太小,不适合后续的工序,建议改变三个过程参数以增大粒径。
* 在气体雾化时,如果颗粒尺寸随融体粘度增加而增大,粒度对颗粒形状会有何种作用?高的过热温度会有利于形成球形颗粒吗?* 离心雾化粉末通常有双峰形粒度分布曲线,讨论产生这种结果的原因。
* 分别用水雾化,气体雾化和还原方法制备Cμ粉(理论密度=8.9g/cm3),测试指数如下:性能 A B C平均粒度μm 48 25 40松装密度g/cm3 2.8 1.7 4.4振实密度g/cm3 3.3 2.4 4.7流速 s/50g 32 50 21BET表面积m2/g 0.014 0.063 0.017区分数据全所对应的制备方法,且分析求证你的答案。
* 当用电解法制备合金粉末时(如黄铜“铜—锌合金”),会遇到什么困难?* 在旋转圆盘雾化时,首先形成了长40μm、直径5.3μm圆筒体,能形成几个等尺寸的球形颗粒。
21年学校《汽车材料(第2版)》题库带答案章节练习题测试题复习题思考题
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思考题第一篇金属材料第1 章金属材料的力学性能1.金属材料的性能包括哪些?2.什么是强度?什么是塑性?3.什么是载荷?载荷有哪些类型?4.静拉伸试验的作用是什么?5.什么是硬度?6.常用的硬度试验方法有哪些?7.简述布氏硬度的测定原理。
8.布氏硬度试验的特点是什么?9.洛氏硬度试验法的特点是什么?10.维氏硬度试验法的特点是什么?11.什么是冲击韧性?12.什么是交变应力?13.什么是金属的疲乏?14.影响疲乏强度的因素主要有哪些?第2 章黑色金属1.什么是黑色金属?2.常见金属的晶格类型有哪些?3.什么是合金?什么是相?4.合金的相构造有哪些类型?5.铁碳合金的根本相有哪些?6.在铁碳合金中,碳常以哪三种形式存在?7.依据含碳量的不同,铁碳合金可分为哪些类型?8.什么是碳钢?碳钢有哪些类型?9.什么是一般碳素构造钢?它有什么特点?一般用于什么场合?10.一般碳素构造钢的牌号由哪些局部组成?11.优质碳素构造钢有什么特点?一般用于什么场合?它的牌号由哪些局部组成?12.碳素工具钢什么特点?一般用于什么场合?它的牌号由哪些局部组成?13.铸造碳钢的牌号由哪些局部组成?14.什么是合金钢?合金钢可分为哪些类型?15.合金构造钢一般用于什么场合?它的牌号由哪些局部组成?16.常见的合金构造钢有哪些?17.合金工具钢有什么特点?一般用于什么场合?它的牌号由哪些局部组成?18.常见的合金工具钢有哪些?19.什么是特别性能钢?特别性能钢有哪些类型?20.什么是铸铁?铸铁有哪些特点?常见的铸铁有哪些类型?21.什么是粉末冶金?粉末冶金有哪些特点?第3 章有色金属及其合金1.什么是有色金属?汽车上常用的有色金属主要有哪些?2.铝及铝合金的特点是什么?一般用于什么场合?3.工业纯铝可用于制作哪些物品?工业纯铝的代号如何表示?4.什么是铝合金?铝合金有哪些特点?5.常用的铝合金有哪些类型?常用铝合金在汽车上的应用有哪些?6.什么是铜合金?铜合金有哪些特点?一般用于什么场合?常用的铜合金有哪些?7.镁合金有哪些类型?其牌号如何表示?目前常用的镁合金有哪些?8.什么是滑动轴承?什么是轴承合金?9.轴承合金应具备哪些根本性能?10.滑动轴承合金有哪些类型?第4 章典型零件选用及热处理1.零件选材的原则有哪些?2.铁碳合金的热处理可分为哪些类型?3.什么是退火?退火工艺有哪些类型?4.什么是正火?正火的主要应用范围是什么?5.什么是淬火?淬火的主要目的是什么?6.什么是回火?回火的方法有哪些?7.外表热处理的方法有哪些?其次篇非金属材料第5 章塑料、橡胶1.非金属材料包括哪些材料?2.什么是塑料?3.塑料有哪些优良的特性?4.塑料由哪些成分组成?5.塑料可分为哪些类型?6.什么是ABS 塑料?ABS 塑料有什么特点?7.什么是环氧塑料?环氧塑料可用于哪些场合?8.汽车对塑料的性能要求有哪些?9.橡胶的性能特点有哪些?10.汽车对橡胶材料的性能要求有哪些?11.橡胶可分为哪些类型?第6 章玻璃、陶瓷1.什么是玻璃?玻璃有哪些特性?2.玻璃的性能特点有哪些?3.玻璃可分为哪些类型?4.汽车玻璃的性能要求有哪些?5.汽车常用玻璃主要有哪些?6.汽车特种玻璃主要有哪些?7.汽车玻璃经受了哪些进展过程?8.陶瓷材料的性能要求有哪些?9.陶瓷材料可分为哪些类型?10.汽车对构造性陶瓷的性能要求有哪些?第7 章复合材料、摩擦材料1.复合材料可分为哪些类型?2.复合材料的性能特点有哪些?3.汽车上所承受的复合材料有哪些?4.汽车摩擦材料有哪些局部组成?5.汽车用摩擦材料应满足哪些要求?6.制动摩擦片材料有哪些类型?第8 章汽车涂装涂料、车用胶黏剂1.汽车涂装的性能要求有哪些?2.汽车涂装可分为哪些类型?3.车的生产线涂装工艺有哪些?4.汽车涂料的根本性能要求有哪些?5.汽车涂料可分为哪些类型?6.什么是胶黏剂?胶黏剂有哪些特点?7.胶黏剂有哪些局部组成?8.胶黏剂可分为哪些类型?第三篇汽车运行材料第9 章汽车燃料1.石油可分为哪些类型?2.简述石油炼制工艺。
粉末冶金是什么材料
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粉末冶金是什么材料
粉末冶金是一种通过粉末冶金工艺制备金属、合金、陶瓷和复合材料的新型材料。
它是将金属或非金属粉末通过压制、烧结等工艺形成所需产品的一种方法。
粉末冶金技术具有高效节能、原料利用率高、可以制备复杂形状和高性能材料等优点,因此在航空航天、汽车、机械制造、电子等领域得到了广泛应用。
粉末冶金材料主要包括金属粉末和非金属粉末两大类。
金属粉末是指通过机械
方法将金属块破碎、研磨而成的细小颗粒,而非金属粉末则是指氧化物、氮化物、碳化物等非金属材料的粉末。
这些粉末经过混合、压制、烧结等工艺,可以制备出具有特定性能的材料。
粉末冶金技术的优势在于可以制备出具有特殊性能的材料。
通过控制粉末的形状、尺寸、分布以及添加其他元素等方法,可以调控材料的力学性能、磁性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性。
而且,粉末冶金材料还可以制备出具有多孔结构的材料,应用于过滤、吸附等领域。
粉末冶金材料还具有良好的加工性能。
由于粉末冶金材料的原料是粉末,因此
可以通过压制、注射成形、烧结等工艺制备出复杂形状的零部件,而且还可以减少加工过程中的废料,提高材料的利用率。
此外,粉末冶金材料还具有良好的均匀性。
由于粉末冶金材料是由微小颗粒组
成的,因此可以实现各向同性的材料性能,而且可以实现多种材料的复合,从而得到具有多种性能的复合材料。
总的来说,粉末冶金是一种重要的材料制备技术,它可以制备出具有特殊性能
的材料,并且具有良好的加工性能和均匀性。
随着科学技术的不断发展,相信粉末冶金技术将会在更多的领域得到应用,为人类的发展做出更大的贡献。
内蒙古科技大学《粉末冶金》47题
![内蒙古科技大学《粉末冶金》47题](https://img.taocdn.com/s3/m/e367a504e87101f69e319520.png)
1. 什么是粉末冶金,简述粉末冶金的特点及其工艺答:粉末冶金是一种制取金属粉末,以及采用成型和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末和非金属粉末的混合物)制成制品的工艺技术。
优点:(1)制取难溶金属、化合物、假合金、多孔材料(2)节约金属,降低产品成本(3)可制取高纯度材料(4)能保证材料成分的配比的正确性和均匀性缺点:○1粉末成本高○2产品的大小形状受限○3烧结材料韧性较差 粉末冶金工艺的基本工序是:(1)原料粉末的制取和准备(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);(2)将金属粉末制成所需形状的坯块;(3)将坯块在物料主要组元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. 什么是机械法,什么是物理化学法?答:机械法制取粉末是将原材料机械地粉碎而化学承恩基本上不发生变化的工艺过程。
物理化学法是借助化学的或物理的作用,改变原材料的化学成分或聚集状态而获得粉末的工艺过程。
3. 机械研磨法的规律是什么,并画出示意图加以叙述(图见课本P 10)答:在研磨时,有四种力作用于颗粒材料上:冲击、磨耗、剪切以及压缩。
它取决于料和球的运动状态。
当球磨机圆筒转动时,球体的运动可能有以下四种情况:A 滑动B 滚动C 自由下落D 临界转速。
其中临界转速是当转速达到一定速度时,球体受离心力的作用,一直紧贴在转筒壁上,以致不能跌落,物料不能被粉碎,这种情况下的速度称为临界转速。
4. 影响球磨的因素有哪些?并简述答:A 、球磨筒转速n I =(0.7-0.75)n 临 抛落n I =0.6n 临 滚动n I <0.6n 临 滑动B 、装球量速度固时⎪⎩⎪⎨⎧↓→↓→效率球多:球层干扰效率球少:滑动 填装系数:装球体积与球磨筒体积之比(0.4-0.5为宜)C 、球料比料太少:料应以填满球体间空隙为宜料太多:掩盖表面为宜,20%筒体积D 、球的大小球太小→冲击力↓球太大→冲击次数↓应大小配合使用:d ≦(1/18-1/24)DE 、研磨介质:干磨、湿磨湿磨优点:○1减少金属的氧化○2防止金属再聚集长大○3可促进粉碎作用○4减少成分的无料偏析○5减少粉尘飞扬,改善劳动条件 F 、粉料性质脆性:硬度大,易粉碎 塑性:硬度小、粉碎困难G 、研磨时间:>100h ,无效果5. 什么是填装系数?答:装填系数:把球体体积与球磨筒容积之比称为装填系数。
粉末冶金考试题
![粉末冶金考试题](https://img.taocdn.com/s3/m/c284b14969eae009581bec92.png)
45、什么叫单颗粒、二次颗粒、一次颗粒、团粒?粉末中能分开并能单独存在的最小颗粒叫单颗粒。
粉末中不能独立存在的原始颗粒叫一次颗粒。
单颗粒或一次颗粒的聚集体叫二次颗粒。
由二次颗粒或单颗粒靠范德华力粘结而成团粒。
48、何为粒度分布?将粉末样品分成若干粒径,并以这些粒径的粉末质量占粉末样品总质量的百分数对粒径作图,即为粒度分布。
34、何为电化当量?表示电解过程中所通过的电量与所析出的物质的量之间的定量关系。
即向电解槽中通入26.8安培·时(或96500库仑)电量,就有1克当量的物质析出。
1、什么叫粉末冶金?粉末冶金典型工艺过程是什么?粉末冶金是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、烧结和必要的后处理来制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
粉末冶金典型工艺过程包括粉末制备、粉末加工成形、粉末烧结和后处理。
17、什么叫还原终点,在工艺上如何控制?浮斯体(Fe3O4•FeO)已全部还原成海绵铁,而海绵铁又未开始渗碳的工艺控制点。
工艺上控制还原终点,一般通过调整隧道窑还原过程中温度对时间的还原工艺曲线来实现。
7、何为离解压?每种金属氧化物都有离解的趋势,而且随温度提高,氧离解的趋势越大,离解后的氧形成氧分压越大,离解压即是此氧分压。
5、球磨破碎制粉的工作转速成如何选择?什么叫装填系数,装填系数如何确定?1)当研磨较细的物料时,采用0.6n临界,当物料较粗,性脆时,选用(0.7~0.75) n临界。
2)装球体积与球筒体积之比,称为装填系数。
一般球磨机的装填系数以0.4~0.5为宜。
53、(3)流动性:一定量粉末(50g) 流经标准漏斗所需的时间。
单位为s/50 g。
测量法有专门的流动性测定标准。
50、325目表示什么意思?-80+100目又代表何种意思?325目指的是标准筛网一英寸长度上有325个网孔,其对应的粒径为43μm。
-80+100目表示能通过80目标准筛,通不过100目标准筛的粒度分布,其对应的粒径范围为147μm~175μm。
什么是粉末冶金
![什么是粉末冶金](https://img.taocdn.com/s3/m/1ee64c5a7e21af45b307a8d1.png)
什么是粉末冶金
粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法,既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料,又可制造各种精密的机械零件,省工省料。
但其模具和金属粉末成本较高,批量小或制品
1
品。
2
3.利用各种成形工艺,可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件,大量减少机加工量。
提高材料利用率,降低成本。
粉末冶金的品种繁多,主要有:钨等难熔金属及合金制品;用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金,用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀,还可制造模具等;Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料,用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。
随着粉末冶金生产技术的发展,粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。
粉末模压成型的优缺点是什么
![粉末模压成型的优缺点是什么](https://img.taocdn.com/s3/m/44e1aec970fe910ef12d2af90242a8956becaa84.png)
粉末模压成型的优缺点是什么粉末冶金技术是一种利用金属粉末作为原料进行制造的工艺方法,在这种工艺中,粉末被压缩成特定形状的模具中,并通过高温处理使其固化成为所需要的零件或产品。
粉末模压成型作为粉末冶金技术的一种重要应用形式,在工业生产中具有广泛的应用。
在此,将分别探讨粉末模压成型的优点和缺点。
优点:1.材料利用率高:粉末模压成型过程中,几乎不会产生废料,因为使用的原料是金属粉末,可以充分利用,降低了生产成本。
2.产品精度高:粉末模压成型可以制造形状复杂、尺寸精准的产品,因为模具可以根据设计要求精确制造而成,保证产品的精度和一致性。
3.生产效率高:粉末模压成型是一种连续自动化生产方式,可以实现大规模生产,同时可以同时进行多个产品的生产,提高了生产效率。
4.具有设计灵活性:通过更换模具,可以制造不同形状、尺寸和材质的产品,适应了不同的生产需求,并且适用于小批量定制生产。
5.优良的物理性能:由于在成型过程中金属粉末颗粒形成了致密结构,使得制品的密度高,具有较好的物理性能,如硬度和强度。
缺点:1.设备投资成本高:粉末模压成型所需的设备比较昂贵,包括成型机、模具、烧结炉等设备,投资成本较高,需要较长的回收期。
2.能耗较大:烧结过程需要高温条件,能耗较大,而且要求严格的工艺控制,以确保产品质量。
3.制品的表面质量差:由于成型过程中需要脱模、烧结等工序,容易产生气孔、缺陷等问题,影响产品的表面质量。
4.不适用于所有金属材料:粉末模压成型对原料要求较高,一些特殊金属材料如高温合金、难加工金属等不适用于这种成型工艺。
5.产品的尺寸稳定性差:由于粉末模压成型工艺对原料的颗粒尺寸、形状有一定要求,容易出现杂质、尺寸不稳定等问题,影响产品尺寸的一致性。
综合来看,粉末模压成型作为一种先进的制造工艺,具有众多优点和一些局限性。
在实际生产应用中,需要根据具体产品要求和生产条件来选择最适合的成型工艺,以获得最佳的生产效果和经济效益。
粉末钢硬度计算公式是什么
![粉末钢硬度计算公式是什么](https://img.taocdn.com/s3/m/7a20c7a0846a561252d380eb6294dd88d0d23d01.png)
粉末钢硬度计算公式是什么粉末冶金技术是一种通过将金属粉末压制成所需形状,然后通过高温烧结来制造零件的方法。
粉末冶金技术可以制造出高硬度、高强度和高耐磨性的零件,因此在工程领域有着广泛的应用。
在粉末冶金技术中,粉末钢是一种常见的材料,其硬度的计算对于工程设计和制造具有重要意义。
粉末钢的硬度是指材料抵抗划痕、压痕和穿透的能力,通常使用洛氏硬度或布氏硬度来表示。
硬度的计算可以通过一些公式来实现,下面将介绍一种常用的粉末钢硬度计算公式。
在粉末冶金技术中,粉末钢的硬度可以通过碳含量和其他合金元素的含量来计算。
通常情况下,碳含量越高,硬度就越大。
而其他合金元素的含量也会对硬度产生影响,例如钼、铬、钛等元素都可以提高合金钢的硬度。
因此,粉末钢的硬度计算公式可以表示为:硬度 = K1 × C + K2 × (Mn + Si) + K3 × (Cr + Mo + V) + K4。
其中,K1、K2、K3和K4是常数,分别表示碳含量、锰和硅含量、铬、钼和钒含量以及其他影响硬度的因素。
这些常数的值可以通过实验和经验来确定。
在实际应用中,可以根据具体的合金元素含量和硬度要求来确定这些常数的值。
通过这个硬度计算公式,工程师可以根据粉末钢的成分来预测其硬度,从而为工程设计和制造提供参考。
这对于选择合适的材料、确定加工工艺和预测零件性能都具有重要意义。
除了硬度计算公式外,粉末钢的硬度还受到烧结工艺、热处理工艺和冷却速度等因素的影响。
因此,在实际应用中,工程师还需要考虑这些因素对硬度的影响,从而选择合适的工艺和工艺参数来实现所需的硬度。
总之,粉末钢的硬度计算是粉末冶金技术中的重要问题,它对工程设计和制造具有重要意义。
通过合适的硬度计算公式和工艺参数,工程师可以预测粉末钢的硬度,从而选择合适的材料和工艺,实现所需的零件性能。
随着粉末冶金技术的不断发展,硬度计算公式和工艺参数的研究将会更加完善,为粉末冶金技术的应用提供更多的可能性。
粉末冶金定子
![粉末冶金定子](https://img.taocdn.com/s3/m/454b53be7d1cfad6195f312b3169a4517723e5bd.png)
粉末冶金定子
粉末冶金定子是利用粉末冶金技术制造的发动机或电机定子部件。
粉末冶金是一种工艺技术,它使用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作为原料,通过成形和烧结过程来制造各种金属材料和制品。
这种技术可以生产出多孔、半致密或全致密的材料和制品,如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆等。
在汽车发动机领域,粉末冶金技术被用于制造定子。
这些定子通常是圆环状构件,其内孔由沿圆周方向间隔布置的数个凸起、凹槽组成,凸起内壁上设有工艺槽,主体外壁上设有油槽。
这种设计改进了传统硅钢材料冲压后叠片制备而成的定子,使其性能更加优越。
此外,粉末冶金技术还被应用于直流无刷电机的定子制造中。
研究人员采用全新3D设计的粉末冶金工艺,并使用软磁复合材料(SMC)来开发电机定子,成功应用于房间空调系统中的变频滚动转子压缩机电机。
与传统叠片式电机定子相比,SMC定子具有更好的性能。
总的来说,粉末冶金定子因其制造工艺的特点,具有较好的机械性能和经济效益,正逐渐成为汽车发动机和电机等领域的重要零部件。
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粉末冶金是什么?粉末冶金(Powder Metallurgy)是制取金属粉末,及采用成形和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)制成材料和制品的工艺技术。
它是冶金和材料科学的一个重要分支学科。
粉末冶金有历史2500年前块炼铁锻造法制造铁器20世纪初制取难熔金属。
1909年制造电灯钨丝,推动了粉末冶金的发展;1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。
30年代成功制取含油轴承。
粉末冶金铁基机械零件的发展,充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。
40年代金属陶瓷、弥散强化等材料60年代粉末冶金高速钢,粉末高温合金应用80年代~ 汽车领域应用迅速发展粉末冶金的特点节材,节能低环境污染较好的尺寸精度较好的表面状态接近最终形状降低产品制造成本产品一致性好特殊的多合金组织多孔性组织复杂的形状适合大批量生产经济性节能:粉末成形所需压力远低于锻造、辊轧等传统制程;烧结温度又低于主成分熔点。
故耗费之能源远低于铸造、机械加工等其它制程。
省材:粉末冶金法的材料利用率高达95%以上,远高于其它制程。
例如机械加工法的材料利用率平均仅有40∼50%之间。
省时:在自动化生产在线,成形一个生胚的时间可低至0.5秒;而每一成品所耗费的平均烧结时间亦可低至数秒钟。
其时间成本远低于其它制程。
精度:粉末冶金产品的尺寸精度极高,在一般用途中,几乎无须后续加工性质上某些具有独特性质或显微组织的产品,除粉末冶金制程外,无法以其它制程获得。
例如:多孔材料:过滤器、含油轴承、透气钢等复合材料:弥散强化或纤维强化复合材料合金系统:大部分合金系统均有固溶限,超过此一限度,其铸造组织会产生共晶、共析、或金属间化合物等偏析现象,形成不均匀的组织结构;而某些元素间即使在熔融状态下也不互溶,故不可能以铸造法制造。
粉末冶金法的特性却使其可轻易调配出任意比例且组织均匀的合金材质(因其制程中未达熔点)。
特殊性上有些材料虽可能以其它方法制作,在实作上却有相当的困难度,例如:高熔点金属:钨(3380℃)、钼(2615℃)、陶瓷等高熔点材料很难熔化铸造。
活性金属:钛、钽等金属在熔融状态下的活性极高,易氧化或侵蚀坩埚,铸造上有相当大的困难。
故多以粉末冶金法制造。
粉末冶金选用准则1 零件尺寸粉末冶金零件的大小受限制于粉末的压缩性与成形压机吨位。
对于一般钢的粉末冶金材料,可制备下列规格的零件:·投影表面面积小于32 000ram2;·直径小于175mm或不大于300ram(对于有大孔的零件);·最大长度为150ram,最小长度为1.5ram;·长度对直径的最大比率为5:1;长度与壁厚之比的最大值为8。
·倘若产品设计使用的是非铁金属材料,则投影面积可增大50%2 零件形状零件的几何形状必须适合在垂直方向进行单轴向压制动作(见零件图例)。
根切、凹人或螺纹一般都是在后续加工中成形或切削加工。
零件的横断面变化大时,需要成形压机中的模具有各种不同动作。
这些限制零件只能有5个台面,但是,通过模具设计,在零件长度方向(台面)上增加小的变动是可能的(见具体说明复杂形状粉末冶金零件设计的MPIF设计手册)。
零件长度大于25.4mm 时,密度从顶面(密度最高)到中间处(密度较低)将有所不同。
3 零件数量鉴于使用的专用模具是“硬件”,应该讨论生产定货单的数量的成本与可行性数量。
4 力学/物理性能要求为有助于大多数产品应用选择合适的材料,标准35提供了范围广阔的设计性能。
中等密度钢的牌号(6.4-6.9g/cm3)一般可替代铸铁或普碳钢;高密度的牌号(7.0~7.4g/em3)一般可替代韧性铸铁和热处理的钢;粉末锻造与无孔隙材料系统一般可替代高性能钢。
倘若零件设计的关键性能要求超出了标准中列出的标准值,则应将这些要求详细说明在工程图上。
为了选择性能与成本及可行性二者都最佳的材料,和粉末冶金零件生产商讨论零件的应用是最重要的。
为了避免产生概念不清或误解,买方与生产方都应在制造粉末冶金零件之前,就下列条件达成协议:最小强度值,牌号选择,化学组成,验收试验,标准性能值及制造工艺,因为这些都可能影响零件应用。
5 零件用途零件的技术规范或图纸应尽量提供零件的附加资料,提供组装图有利于较充分地了解零件应用。
对于选择材料与生产工艺,下列问题是最重要的:·零件将用于流体压力条件下;要求必须密封不渗漏吗?·零件必须防止被腐蚀,要求的程度如何?·零件要切削加工的表面是哪些?公差如何?·零件需要哪一种热处理?·零件是用于高冲击载荷应用吗?·零件是用于磨损应用,磨损面是哪个表面?·表面粗糙度是一个重要设计特性;哪些表面有此性能要求?如何测量?·零件是用于磁性应用吗?·零件是用于高于室温的环境吗?·零件不得有哪一种毛边?角半径的大小?·零件需要焊接吗?·对零件的使用性能,有关键部位的要求吗?·需要特殊包装吗7粉末冶金应用领域粉末冶金制品的应用范围十分广泛,从普通机械制造到精密仪器;从五金工具到大型机械;从电子工业到电机制造;从民用工业到军事工业;从一般技术到尖端高技术,均能见到粉末冶金工艺的身影粉末冶金产品的应用各种机械制品多孔材料硬质合金生产耐高温制品优质工具钢磁性材料、触头材料摩擦材料各种领域的金属粉末金属陶瓷与特种陶瓷What is powder metallurgy?Powder metallurgy is the technology which made from metal powder,through compacting and sintering process to make powder metal(or metal powder with mixture of non-metal powder) into material and products.It is a very important subdiscipline of metallurgy and material science.Powder metallurgy history2500 years,iron block(solid reduction method) forging method to make iron implements.The early of 20th. Century,make refractory metal.In 1909, making tungsten wire for bulbs promotes the development of powder metallurgy.In 1923,the emergence of powder metallurgy hard alloy is praised as the revolution of machining.30s,successful make out oil bushing.The development of powder metallurgy iron machinery parts,give full play to the advantage of powder metallurgy which requires less machining or even without machining40s,metal ceramic and dispersion-strengthened material.60s,powder metallurgy HSS and the application of powder superalloy.80s,booming development in auto industry.Features of powder metallurgyMaterial and energy savingLow pollutionGood dimensional accuracyGood surface conditionClose final shapeLower production costGood product consistencySpecial organization of many alloysPorous organizationComplex shapeSuitable mass productionEconomy aspectEnergy saving:The pressure requirement of powder metallurgy is greatly lower than forging,rolling etc. Traditional process;sintering temperature is also lower than main composition melting point.So the cost of energy is much lower than forging,CNC and other process.Material saving:the material usage of powder metallurgy is up to above 95%,much higher than other process,such as CNC,which material usage is approx between 40%-50%.Time saving:In automatic production line,the time of forming a blank only needs 0.5 seconds;and the average sintering time of each products also lower to a few seconds.The time cost is much lower than other process. Precision:The size of powder metallurgy products achieves high accuracy,in general process,no need further machining process.PropertySome products with special properties or microscopic structure,can only be made by powder metallurgy,other process will not be able to achieve .For example:Porous material:filter,oil bushing,porous steel etc.Composite material:dispersion strengthened or fibre reinforced composite materialAlloy system:Most of alloy system has solvus,exceed this solvus,the forging organization will produce eutectic,eutectoid and intermetallic compounds and segregation,forming uneven organizationstructure;However,some elements are not miscible,even under melting condition,so it is impossible to bemade out by forging.The properties of powder metallurgy can easily mix out any proportions and homogeneous organization of alloy material.ParticularitySome material may able to use other process to make,but there is difficulty in practice.For example:High melting point metal:Tungsten(3380℃),molybdenum(2615℃),ceramic and other high melting point material which are difficult to be made by forging.Reactive metals:The activation of Titanium,tantalum etc.is very high under molten condition,easily oxidizingor crucible erosion,it causes great difficulty in forging,therefore,most of them are made by powder metallurgy. The standard of choosing powder metallurgyProducts sizeThe size of powder metallurgy parts is limited by the compressibility of powder and tons of compacting machine.For normal steel powder metallurgy material,can create following spec.of parts:Projection surface area lower than 32 000ram2Diameter less than 170mm or max 300ram(for parts with big hole)Maxlength 150ram,minlength 1.5ramThe max ratio between length and diameter is 5:1;the max ratio between length and wall thickness is 8If the design of products are using non-iron metal material,the projection area can increase 50%2.Products shapeThe products geometry must be suitable to make uniaxial press in in vertical.direction.Undercut,recess or thread are normally finished by post process or machining.When the cross section of parts changes a lot,it requires the tooling on molding machine has various action.These limited components can only have 5 flats,but,through tooling design,adding small alteration in the length of parts direction is possible.When the length of parts are longer than 25.4mm,the density will be different from top(max density) tomiddle(relatively low).3.Products quantityConsidering the special tooling is “hardware”,so it is necessary to discuss the purchase order quantity or MOQ.4.Mechanics/Physical property requirementsIn order to help most of products to choose suitable material,spec.35 provides widely design performance.The number of medium-density steel(6.4-6.9g/cm3) can replace cast iron or plain carbon steel;high-density brand(7.0~7.4g/em3) can replace toughness ductile iron or heat-treated iron;powder forging andnon-porous material can replace high-performance steel.If the key property of products design must be beyond the standard value of standard,then these requirements must be listed on the drawing.In order to choose the best material in performance,cost and feasibility,it is very important to discuss the application of products with customer,In order to avoid concepts unclear or misunderstanding,customer and supplier should reach an agreement before producing powder metallurgy products.like min strength,brand of material,chemical composition,inspection test,standard property value and producing tech,as these factors will influence the function of products.5.Products usageThe products tech.spec. or drawing should provide additional information as clear as possible,also provide assembling picture to supplier to let them fully understand the application of products.For choosing material and producing process,following questions are very important:When products work under fluid pressure,are they required sealed and no leakage?When products are required to prevent erosion,what’s the standard?Which area are required machining?What’s the tolerance?What kind of heat treatment required?Are the products used in high-impact load?If the products require anti-wear function,which face requires?Surface roughness is a very important design,which face requires this?And how to measure?Are the products used in magnetic applications?Are the products used in high temperature environment ?What kind of burrs does the product not allowed to have?Fillet radius size?Does the product require welding?For the usage function of product,does it has requirement for critical location?Does product require special package?Powder metallurgy application fieldPowder metallurgy is widely used many different fields,we can see powder metallurgy from normal mechanical machine to precision equipment;from hardware tool to big machine;from electronic industry to motor manufacture;from civil industry to military industry;from average technology to highly sophisticated tech.Powder metallurgy products applicationVarious mechanical productsPorous materialHard-alloy productsHigh-temperature productsHigh-quality tool steelMagnetic material&contact materialFriction materialPowder metal in various fieldsMetal ceramic and special ceramicsPowder metallurgy process粉末冶金材料标准目前常用的原料标准主要有三种:SMF系列和MPIF标准,DIN标准SMF系列为日本标准,常用的有SMF5030,5040,4030,4040,MPIF标准为美国标准,常用的有FC0205,FN0205DIN为德国标准,常用D11,D39Powder metallurgy material standardCurrently,there are three types of usual material standard:SMF series,MPIF standard and DIN standardSMF is Japan standard:common used are SMF5030,5040,4030,4040MPIF is America standard:common used are FC0205,FN0205 DIN is Germany standard:common used are D11,D39MPIF sintering carbon steelMPIF sintering copper steel。