多元合金粉末制造技术实验报告

实验一：多元合金粉末制造技术一：实验目的

1. 掌握多元合金粉末冶金制造工艺中制粉过程。

2.多元合金粉末冶金制造技术与其它相关制造技术优缺点比较。

3.了解多元合金粉末冶金制造技术工艺流程。

二：实验原理

合金粉末是由两种或两种以上组元经部分或完全合金化而形成的金属粉末。合金粉末按成分分类主要有铁合金粉、铜合金粉、镍合金粉、钴合金粉、铝合金粉、钛合金粉和贵重金属合金粉等。粉末冶金是一种制取金属粉末以及用金属或合金(或金属粉末与非金属粉末的混合物)的粉末作为原料,经过成形和烧结获得零件制品的工艺过程。由于它能够得到一般熔炼方法得不到或难以得到的制品,更由于它的应用领域不断扩大，而引起人们极大的重视。它不仅是一门材料制造技术,更是一门材料加工技术。

粉末的制备和处理:现有的制粉方法大体可分为两类: 机械法和物理化学法。机械法包括机械粉碎和雾化法:物理化学法包括还原法、电解法、电化学腐蚀法、还原化合法、气相沉积法疲相沉积法等。其中以还原法、雾化法和电解法应用最为广泛。

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、烧结以及必要的后续处理来制取各种类型制品的工艺技术。

它的基本流程分别是：

1.原料粉末的制备：目前制粉方法可分为两大类：机械法和物理化学法。机械粉碎及雾化法都属于机械法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。这里面应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。

2.混料：混料是将各种所需的粉末按一定比例混合，并使其均匀化制成粉坯的过程。混料方法分为干式、半干式和湿式三种。

3.成型胚块：成型的目的是制成一定形状与尺寸的胚块，并拥有一定的密度和硬度，很多粉末冶金制品是直接一次成型出来最终尺寸和形状的。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型里应用最广泛的是模压成型。

4.坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低；对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。

5.粉末冶金制品的后处理：烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀等。

粉末冶金是制取金属粉末，采用成形和烧结工艺将金属粉末制成材料或制品的工艺技术。它是冶金和材料科学的一个分支学科。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。

雾化法通常包括把金属熔融为液体、分散金属液为液滴和液滴冷凝成固体粉末颗粒三个阶段。氮气雾化法一般采用感应炉熔炼合金，通过特殊的喷嘴结构引入高速喷射的氮气流，冲击并剪切金属流，使之破碎成细小的金属液滴，继之，液滴在充满氮气保护的高大容器内被急冷而凝固成粉末颖粒。

适当调整和严格控制雾化制粉的三个阶段，就能改善粉末制品的性能和质量，以满足各项工程技术的要求。换言之，通过改变雾化过程中的各个可变工艺参数，例如熔融液流的化学成份、粘度、表面张力、过热度、流量和流速，喷嘴的结构型式(包括喷嘴几何形状、喷射角度及其在系统中所处的位置)，喷射流体的种类、纯度、压力和流速等，就可以得到所要求特性的粉末。在实践中，上述工艺参数的影响往往是彼此相互制约而综合发挥作用的。简而言之，当熔融金属的粘度和表面张力小、金属流的质量流动速率低、喷嘴喷射角度大、喷射流体压力高、喷射速度快时，能获得较细的粉末。金属液表面张力小和易氧化、喷射流的冷却作用大和氧化性强时，则易得不规则形状粉末。与此相反时，由金属流分散成的多边形液滴，在表面张力的充分作用下将会倾向于在凝固之前变成球体而得到球形粉末。

雾化广泛用于Au、Ag、Pd、Pt、Co、Cu、Ni、Fe、Zn粉末的制备,其粒度分布从10μm级到毫米级,形状不规则,球形度差,有良好的压制成形性,设备投资规模小,运行成本低,水可循环使用,其氧含量≤0.4%,且可通过后工序还原去除,生产效率可达500 kg/min,但对Al等活泼金属不适用。

三：实验总结

通过老师的讲解，使得我对多元合金粉末冶金制造工艺中制粉过程有了一定的了解，同时对于多元合金粉末冶金制造技术与其它相关制造技术优缺点也有了一定的理解，同时一定程度上提高了我关于多元合金粉末冶金制造实验的实验素质。