第六章--粉末冶金及陶瓷成型技术
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2粉体的制备
物理化学法液体金属雾化法
雾化法是一种典型的物理 制粉方法，是通过高压雾化介 质，如气体或水强烈冲击液流， 或通过离心力使之破碎、冷却 凝固来实现的。
雾化 聚 并
凝固
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2粉体的制备
还原铁粉
23
（3） 由于吸附水份，导致颗粒间凝取力的强烈作用。由于这 种凝聚力妨碍填充过程中颗粒的运动，所以得不到紧密填充。 凝聚力不仅构成对填充的直接阻力。
二次颗粒 而且当凝聚力存在时，多数情况下颗粒通过凝聚会形成凝聚颗 粒（也称二次颗粒），并且这种二次颗粒往往作为填充过程的 基本颗粒。
二次颗粒的形状很不规则，致密填充很困难。 17
由于不使用研磨球及 研磨介质，所以气流 研磨粉的化学纯度一 般比机械研磨法的要 高。
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2粉体的制备
用机械粉碎法生产粉末，通常只能用于脆性金属，也可用 于将脆性的金属的金属间化合物或经脆件处理的金属制成 粉末。一般不易获得粒径在1 mm以下的微细颗粒。
物理化学法 液体金属雾化法
热模锻优势： ① 可制造大型零件； ② 锻件力学性能比烧结粉 末冶金零件高，但与粉末锻 造件相当； ③ 可制造形状复杂程度较 高的制品。
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
2.粉末冶金一般工艺 （1）制粉 （2）物料准备 （3）成形 （4）烧结
（5）烧结后处理
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
➢金属材料 冶炼→铸造
➢1909年出现一种电灯钨丝的铸造方法，将钨粉 压制成形并将其在高温下进行烧结，然后再经 过锻造和拉丝而制成钨丝，这种不用熔炼和铸 造，而用压制、烧结金属粉末来制造零件的工 艺称为“粉末冶金法”
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
与其他成型工艺比较（制造金属结构件）
1．和熔铸技术比较 粉末冶金优势： ① 粉末冶金制件表面光洁度高； ② 制造的尺寸公差很窄，尺寸精确； ③ 合金化与制取复合材料的可能性大 ④ 组织均一（无偏聚、砂眼、缩孔） 、力学性能可靠； ⑤ 在经济上，粉末冶金工艺能耗小。
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
➢ 熔铸法 熔、炼、铸 铸件 机加工零件 铸坯塑性成形热处理 机加工零件
➢ 粉末冶金法 制粉(powder making)压型 (pressing)烧结(sintering)
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
6
6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
1.概述
铸造优势： ① 形状不受限制；（粉末冶 金注射成形形状也不受限制 ，但只能生产小制件） ② 适于制造大型零件； ③ 零件生产批量小时，经济 ； ④ 一般说来，工、模具费用 低。
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
和热模锻技术比较 粉末冶金优势： ① 粉末冶金制件精度比精锻高； ② 粉末锻造节省材料、重量控制精确 、可无非边锻造，也能制造形状较复 杂制件； ③ 粉末锻造只需一副成形模具和一副 锻模；热锻需两副以上锻模、一副修 边模。
影响填充的因素 （2）颗粒形状和凝聚的影响
在填充中，若颗粒的形状越偏离球体，填充越困难，填充结构 越疏松，空隙率变得越大。
颗粒表面粗糙，则由于填充时摩擦阻力大，就难以达到紧密填 充， 这种颗粒形状的影响，一般当颗粒越小，颗粒间相互作用力越 强时，表现得更明显。
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6.2 粉体的成形方法及设备
填充特性 填充特性是粉体成形的基础。由于粉体的形状不 规则、表面粗糙，使堆积起来的粉体颗粒间存在大量空隙。 影响填充的因素
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
陶瓷成形 ❖ 陶瓷材料的成形过程与粉末冶金相似，所不同的是两者采
用不同的原材料。 ❖ 一般情况下，陶瓷材料的组织结构包括晶相、玻璃相和气
相三个部分，其中的晶相是陶瓷材料的主要组成相。
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.1.粉体的基本性能
❖ 粒度： 颗粒大小：通常用直径表示。不规则颗粒用等效半径。 粒度分布：不同大小颗粒占的百分比。 ❖颗粒形状： 颗粒形状表示粉体颗粒的几何形状，
6.ຫໍສະໝຸດ Baidu 粉体的成形方法及设备
6.2.2.粉体的制备
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2.粉体的制备
球磨法
❖球磨法 制备粉 体的生 产量大、 成本较 低，在 工程中 应用较 为普遍。
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2粉体的制备
气流研磨法
通过气体传输粉 料的一种研磨方法。 研磨腔内是粉末与气 体的两相混合物。
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6.2 粉体的成形方法及设备
填充特性 填充特性是粉体成形的基础。由于粉体的形状不 规则、表面粗糙，使堆积起来的粉体颗粒间存在大量空隙。
影响填充的因素 （1）颗粒大小的影响: 临界粒径DC—— <DC时，粒径越小填充越疏松。
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6.2 粉体的成形方法及设备
填充特性 填充特性是粉体成形的基础。由于粉体的形状不 规则、表面粗糙，使堆积起来的粉体颗粒间存在大量空隙。
常用的颗粒形状有球形、片形、针形、柱形等。
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6.2 粉体的成形方法及设备
流动性 流动性指粉体的流动能力，粉体的流动性主要取决 于颗粒之间的摩擦系数。 形状 粒度 粒度分布 。。。
填充特性 填充特性是粉体成形的基础。由于粉体的形状不 规则、表面粗糙，使堆积起来的粉体颗粒间存在大量空隙。 形状 粒度 表面性质
许多雾化法部是采用双液流：一为液态金属流，—为液 体或气体流。后者冲击液态金属流，将之破碎成金属液 滴，随后凝固成粉末颗粒。对于制取铁、钢粉末，一般 用水或油作为冲击流体；对于某些特殊金属和／或应用， 则采用空气、水蒸气或惰件气体作为冲击流体；对 于其他金属，用惰性气体氮、氩或氮作为雾化介质；在 某些场合．采用水蒸气。
大家好
1
材料成形技术基础
2
第六章 粉末冶金及陶瓷成型技术 6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理 6.2 粉体的成形方法及设备 6.3 粉末冶金制品的结构工艺性 6.4 粉末冶金及陶瓷成型新技术
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第六章 粉末冶金及陶瓷成型技术
6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
概述
❖粉末冶金和陶瓷材料以粉体（粉末）为原 材料，经过成形和烧结工艺制备而成。
6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2粉体的制备
物理化学法液体金属雾化法
雾化法是一种典型的物理 制粉方法，是通过高压雾化介 质，如气体或水强烈冲击液流， 或通过离心力使之破碎、冷却 凝固来实现的。
雾化 聚 并
凝固
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2粉体的制备
还原铁粉
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（3） 由于吸附水份，导致颗粒间凝取力的强烈作用。由于这 种凝聚力妨碍填充过程中颗粒的运动，所以得不到紧密填充。 凝聚力不仅构成对填充的直接阻力。
二次颗粒 而且当凝聚力存在时，多数情况下颗粒通过凝聚会形成凝聚颗 粒（也称二次颗粒），并且这种二次颗粒往往作为填充过程的 基本颗粒。
二次颗粒的形状很不规则，致密填充很困难。 17
由于不使用研磨球及 研磨介质，所以气流 研磨粉的化学纯度一 般比机械研磨法的要 高。
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2粉体的制备
用机械粉碎法生产粉末，通常只能用于脆性金属，也可用 于将脆性的金属的金属间化合物或经脆件处理的金属制成 粉末。一般不易获得粒径在1 mm以下的微细颗粒。
物理化学法 液体金属雾化法
热模锻优势： ① 可制造大型零件； ② 锻件力学性能比烧结粉 末冶金零件高，但与粉末锻 造件相当； ③ 可制造形状复杂程度较 高的制品。
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
2.粉末冶金一般工艺 （1）制粉 （2）物料准备 （3）成形 （4）烧结
（5）烧结后处理
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
➢金属材料 冶炼→铸造
➢1909年出现一种电灯钨丝的铸造方法，将钨粉 压制成形并将其在高温下进行烧结，然后再经 过锻造和拉丝而制成钨丝，这种不用熔炼和铸 造，而用压制、烧结金属粉末来制造零件的工 艺称为“粉末冶金法”
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
与其他成型工艺比较（制造金属结构件）
1．和熔铸技术比较 粉末冶金优势： ① 粉末冶金制件表面光洁度高； ② 制造的尺寸公差很窄，尺寸精确； ③ 合金化与制取复合材料的可能性大 ④ 组织均一（无偏聚、砂眼、缩孔） 、力学性能可靠； ⑤ 在经济上，粉末冶金工艺能耗小。
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
➢ 熔铸法 熔、炼、铸 铸件 机加工零件 铸坯塑性成形热处理 机加工零件
➢ 粉末冶金法 制粉(powder making)压型 (pressing)烧结(sintering)
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
1.概述
铸造优势： ① 形状不受限制；（粉末冶 金注射成形形状也不受限制 ，但只能生产小制件） ② 适于制造大型零件； ③ 零件生产批量小时，经济 ； ④ 一般说来，工、模具费用 低。
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
和热模锻技术比较 粉末冶金优势： ① 粉末冶金制件精度比精锻高； ② 粉末锻造节省材料、重量控制精确 、可无非边锻造，也能制造形状较复 杂制件； ③ 粉末锻造只需一副成形模具和一副 锻模；热锻需两副以上锻模、一副修 边模。
影响填充的因素 （2）颗粒形状和凝聚的影响
在填充中，若颗粒的形状越偏离球体，填充越困难，填充结构 越疏松，空隙率变得越大。
颗粒表面粗糙，则由于填充时摩擦阻力大，就难以达到紧密填 充， 这种颗粒形状的影响，一般当颗粒越小，颗粒间相互作用力越 强时，表现得更明显。
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6.2 粉体的成形方法及设备
填充特性 填充特性是粉体成形的基础。由于粉体的形状不 规则、表面粗糙，使堆积起来的粉体颗粒间存在大量空隙。 影响填充的因素
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6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
陶瓷成形 ❖ 陶瓷材料的成形过程与粉末冶金相似，所不同的是两者采
用不同的原材料。 ❖ 一般情况下，陶瓷材料的组织结构包括晶相、玻璃相和气
相三个部分，其中的晶相是陶瓷材料的主要组成相。
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.1.粉体的基本性能
❖ 粒度： 颗粒大小：通常用直径表示。不规则颗粒用等效半径。 粒度分布：不同大小颗粒占的百分比。 ❖颗粒形状： 颗粒形状表示粉体颗粒的几何形状，
6.ຫໍສະໝຸດ Baidu 粉体的成形方法及设备
6.2.2.粉体的制备
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2.粉体的制备
球磨法
❖球磨法 制备粉 体的生 产量大、 成本较 低，在 工程中 应用较 为普遍。
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6.2 粉体的成形方法及设备
6.2.2粉体的制备
气流研磨法
通过气体传输粉 料的一种研磨方法。 研磨腔内是粉末与气 体的两相混合物。
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6.2 粉体的成形方法及设备
填充特性 填充特性是粉体成形的基础。由于粉体的形状不 规则、表面粗糙，使堆积起来的粉体颗粒间存在大量空隙。
影响填充的因素 （1）颗粒大小的影响: 临界粒径DC—— <DC时，粒径越小填充越疏松。
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6.2 粉体的成形方法及设备
填充特性 填充特性是粉体成形的基础。由于粉体的形状不 规则、表面粗糙，使堆积起来的粉体颗粒间存在大量空隙。
常用的颗粒形状有球形、片形、针形、柱形等。
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6.2 粉体的成形方法及设备
流动性 流动性指粉体的流动能力，粉体的流动性主要取决 于颗粒之间的摩擦系数。 形状 粒度 粒度分布 。。。
填充特性 填充特性是粉体成形的基础。由于粉体的形状不 规则、表面粗糙，使堆积起来的粉体颗粒间存在大量空隙。 形状 粒度 表面性质
许多雾化法部是采用双液流：一为液态金属流，—为液 体或气体流。后者冲击液态金属流，将之破碎成金属液 滴，随后凝固成粉末颗粒。对于制取铁、钢粉末，一般 用水或油作为冲击流体；对于某些特殊金属和／或应用， 则采用空气、水蒸气或惰件气体作为冲击流体；对 于其他金属，用惰性气体氮、氩或氮作为雾化介质；在 某些场合．采用水蒸气。
大家好
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材料成形技术基础
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第六章 粉末冶金及陶瓷成型技术 6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理 6.2 粉体的成形方法及设备 6.3 粉末冶金制品的结构工艺性 6.4 粉末冶金及陶瓷成型新技术
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第六章 粉末冶金及陶瓷成型技术
6.1 粉末冶金及陶瓷成型的基本原理
概述
❖粉末冶金和陶瓷材料以粉体（粉末）为原 材料，经过成形和烧结工艺制备而成。