粉末冶金原理总复习题2011

粉末冶金总复习题

（一）粉末性能和表征

1.什么是粒度 ?粒度分布 ?平均粒度 ?

粒度: 颗粒在空间范围所占大小的线性尺度. 粒度组成（粒度分布）: 不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量. 平均粒度: 粉末颗粒粒径的统计平均值.

2.常用粒度基准有哪些 ?粒度分布基准呢 ?

粒度基准有：a）几何学粒径b）当量粒径c）比表面粒径d）衍射粒径粒度分布基准：1）个数基准分布2）长度分布基准3）面积分布基准4）质量基准分布

3.什么是中位径 ?什么是比表面 ?

积分曲线上对应50%的粒径称为中位径

克比表面（S w）: 1g 质量的粉末所具有的总表面积（m2/g）;

体积比表面（S v）: （m2/cm3）；

4.什么是松装密度和振实密度 ?松装密度的控制有何重要意义 ?

松装密度：自然充填容器时,单位体积的质量

振实密度：粉末在振动容器中, 在规定条件下经过振动后测得的粉末密度意义：压制过程中, 采用容量装粉法, 即用充满形腔的粉末体积来控制压坯的密度和单重. 用松装密度和振实密度来描述粉体的这种容积性质.

5.如何提高粉末的ρ松和流动性？松装密度高的粉末流动性也

好，方法：粒度粗、形状规则、粒度组成用粗+细适当比例、表面状态光滑、无孔或少孔隙

教材习题 : 2.1, 2.5 , 2.8, 2.9, 2.10

（二）粉末的制取

1. 简述△ Z0-T 图对还原制粉的指导作用。

3.欲得细 W粉，应如何控制各种因素？

（1）采用两阶段还原法，并控制WO2 的粒度细；（2）减少WO3的含水量和杂质含量；（3）H2 入炉前应充分干燥脱水以减少炉内水蒸气的浓度；（4）增大H2流量（有利于反应向还原方向进行，有利于排除水蒸气使WO3 在

低温充分还原，从而可得细W粉）；（5）采用顺流通H2 法；

（6）减小炉子加热带的温度梯度；（7）减小推舟速度和舟中料层的厚度；（8）WO3中混入添加剂（如重铬酸氨的水溶液）；

4.用雾化法制取金属粉末有哪些优点？

优点：① 易合金化—可制得预合金粉末（因需熔化）, 但完全预合金化后, 又易使压缩性下降. 一般采用部分预合金.

②在一定程度上, 粒度、形状易控制.

③化学成分均匀、偏析小, 且化学成分较还原粉为纯.

④生产规模大.

5.简述水雾化和气体雾化法的基本原理。

都属于二流雾化法，即利用高速气流或高压水击碎金属液流，破坏金属原子间的键合力，从而制取粉末；

6.简述电解析出物形态与电流密度关系

析出物形态与电流密度关系为：

1）得到松散粉末：i Kc （对应图中区Ⅰ）

2）致密沉积物： i 0.2Kc （对应图中区Ⅲ）2）过渡状态：0.2Kc i Kc （对应图中区Ⅱ）

教材习题： 1.1, 1.4

（三）成形

1. 压制时压力的分布状况如何？产生压力降的原因是什么？压坯中产生压力分布不均匀的原因有哪些？

压制压力分配：

①使粉末产生位移、变形和克服粉末的内摩擦（粉末颗粒间的）—净压力P1; ② 用来克服粉末颗粒与模壁之间外摩擦的力—压力损失P2 . 总压力为净压力与压力损失之和: P P1P2 压力降原因：粉末与模壁之间的摩擦力随压制压力而增减，在压坯高度上产生压力降压力分布不均匀的原因：由于粉末颗粒之间的内摩擦、粉末颗粒与模壁之间的外摩擦等因素影响, 压力不能均匀地全部传递, 传到模壁的压力始终小于压制压力.

2. 压坯中密度分布不均匀的状况及其产生的原因是什么？如何改善密度分布 ?

密度分布不均匀的状况：一般，高度方向和横断面上都不均匀.

①平均密度从高而低降低.

②靠近上模冲的边缘部分压坯密度最大; 靠近模底的边缘部分压坯密度最小. ③ 当H/D（高径比）较大时, 则上端中心的密度反而可能小于下端中心的密度. 产生的原因：压力损失改善压坯密度不均匀的措施：

①在不影响压坯性能前提下, 充分润滑;

②采用双向压制;

③采用带摩擦芯杆的压模;

④采用浮动模;

⑤对于复杂形状采用组合模冲, 并且使各个模冲的压缩比相等;

⑥改善粉末压制性（压缩性、成形性）—还原退火;

⑦改进模具构造或适当变更压坯形状.

⑧提高模具型腔表面硬度和光洁度. HRC58～63,粗糙度9 级以上. 4．压坯可分为哪几类 ?压坯形状设计一般原则是什么 ? 5．什么是弹性后效 ?它对压坯有何影响 ? 弹性后效：在去除P 压后，压坯所产生的胀大现象。弹性后效危害：压坯及压模的弹性应

变是产生压坯裂纹的主要原因之一，由于压坯内部弹性后效不均匀，脱模时在薄弱部位或应力集中部位就会出现裂纹。

6．什么是侧压力和侧压系数？侧压力：压制过程中由垂直压力所引起的模壁施加于压坯的侧面压力侧压系数：单位面积的侧压力（侧压强p 侧）与单位压制压力P 的比值，即p侧

p1

教材习题：

3.1, 3.4 , 3.5,3.6, 3.7 ,3.12

（四）特殊成形

1. 什么是等静压成形？它有什么优缺点？其基本原理是什么？等静压成形是指，借助于高压流体的静压力作用，使弹性模套内的粉末在同一时间内各个方向上均衡地受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯的成形方法。优点：① 能成形凹形、空心等复杂形状.

②粉末与弹性模具间相对移动很小、摩擦损耗小,压制压强较钢模低.

③能压制各种金属粉末及非金属粉末; 压坯密度分布均匀.

④压坯强度较高.

⑤CIP 模具材料是橡胶、塑料, 成本低廉.

⑥能在较低温度下制得接近完全致密的材料. —HIP 缺点：

①压坯尺寸精度和表面光洁度都比钢模压制低;

②生产效率低于自动钢模压制;

③CIP 中使用的橡胶或塑料包套寿命比金属压模要短得多;

④HIP 中使用的包套都为一次性、消耗大, 且包套材料种类受到限制. 基本原理（帕斯卡原理）

流体在密闭容器内任何一点所受的压应力,将无保留地传递到流体（或容器）的各处.

①若流体内任意处的静压应力相等,称为准静力等静压,否则为非准静力等静压. ②流体通过液-固（气-固）界面对固体施加压力.

③HIP 在加压同时还要加热,使成形和烧结过程同时完成. 2．按粉