金属材料的制备-3-粉末冶金
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金属材料的制备
1、金属材料简介 2、金属的冶炼 3、快速凝固 4、粉末冶金
①概述 ②粉末制备技术 ③粉末的性能 ④压制成形 ⑤烧结
5、喷射成形 6、非晶合金
①概述
最早的粉末冶金
海绵铁粉(sponge iron) 时间：公元前3000年前，最早的粉末冶金技术， 生产的粉末是海绵铁粉。 生产方法：较纯的铁矿（Fe3O4）→木炭还原（在 木炭炉内） →海绵铁→破碎成细粒→清洗干净→ 拣出脉石和渣→压制→烧结（或松散状态烧结）→ 锻压→产品
意义
• 粉末流动性影响压制过程自动装粉和压件密度的 均匀性，自动压制工艺中必须考虑的重要工艺性
能---制粒工序, 改善流动性;
影响因素: 颗粒间的摩擦 • 形状复杂，表面粗糙，流动性差; • 理论密度增加，比重大，流动性增加 • 粒度组成，细粉增加 ,流动性变差;
• 如果粉末的相对密度不变，颗粒密度越高，流动性越 好；
3）松装密度
B、粉末颗粒愈粗大，其松装密度就愈大。细粉末形成 拱桥和互相粘结防碍了颗粒相互移动，故粉末的松装密 度减少。
粉末粒度范围窄的粗细粉末，松装密度都较低。当粗细 粉末按一定比例混合均匀后，可获得最大松装密度。
③粉末的性能
4）流动性
粉末的流动性指50g粉末从标准流速漏斗流出所需的 时间，单位为s/50g，其倒数是单位时间流出粉末的质 量，称为流速。
1）颗粒形状
③粉末的性能
1）颗粒形状
③粉末的性能
1）颗粒形状
③粉末的性能
2）颗粒密度 • a.真密度：粉末质量与除去开孔和闭孔体 积的粉末体积的比值，是材料的理论密度； • b.假密度（有效密度）：粉末质量与包括 闭孔在内的粉末体积的比值，假设没有开 孔； • c.表观密度：松装密度、震实密度。
出部分产生弹性膨胀，而未脱出部分仍受到
压缩，产生压应力，致使痞块产生裂纹。
④压制成形
④压制成形
压坯密度分布不均匀的现象
密度变化规律
沿箭头方向密度降低
密度分布不均匀的后果：
● 不能正常实现成形，如出现分层，断裂，掉边角等；
● 烧结收缩不均匀,导致变形等；
● 性能不均匀！
等静压成形
等静压的一般特点
1）烧结的基本原理
烧结过程推动力 粉状物料的表面自由焓 > 多晶烧结 体的晶界自由焓 粉体颗料尺寸很小，比表面积大，具有较 高的表面能，即使在加压成型体中，颗料 间接面积也很小，总表面积很大而处于较 高能量状态。根据最低能量原理，它将自 发地向最低能量状态变化，使系统的表面 能减少。
* 烧结能否自发进行？
①概述
粉末冶金的优缺点
优点 1.经济 烧结后制品可直接应用；金属损耗低1~5%）， 大规模生产更经济。 2. 可制备其他方法不能生产或虽能生产但很困难 的制品 （1）高熔点金属 或化合物
①概述
（2）高纯材料 粉末冶金不熔化材料，在保护气氛或真空中烧结，只 要粉末纯度高，即可生产高纯产品。 （3）互不相溶的粉末制品 碳粉与铜粉互不相溶，但将碳粉与铜粉均匀混合后压 制烧结成电机用电刷。 （4）多孔材料 金属粉末中预先混入少量低温下挥发的有机物粉末或 易挥发低熔点金属粉末，控制一定的压制压力、烧结温 度、时间，易挥发金属或有机物挥发形成孔隙。
④压制成形
4）制粒
是将小颗粒制成大颗粒或团粒的工序。 目的：改善流动性。 方法：圆筒制粒机、圆盘制粒机、擦筛机。
5）成型剂、润滑剂
(1)成形剂：为提高压坯强度或防止粉末混合料离析， 在烧结前或烧结时该物质被除掉，有时也叫粘结剂， 如硬脂酸锌、合成橡胶、石蜡等。 铁、铜基零件：硬脂酸锌 硬质合金：石蜡、合成橡胶、聚乙烯醇、乙二醇等。
加工产品退火的目的： a.降低硬度，改善切削加工性；
b.消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；
c.细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
T退 （0.5 ~ 0.6）T熔
④压制成形
2）筛分
把颗粒大小不同的原始粉末进行分级。
3）混合
指将两种或两种以上的不同成分的粉末混合均匀的过程。 有时，为了 需要也将成分相同而粒度不同的粉末进行混 合，这称为合批。
压制成形机理
1、粉末颗粒发生位移，填充孔隙，此阶段又称为滑动 阶段。 2、密度几乎不变密度已达到一定值， 粉末体出现了一定的压缩阻力，虽 然加大压力，但孔隙度不能减少。 3、压坯密度又随之增加。成形压 力超过粉末的临界应力后，粉末颗 粒开始变形。
虚线部分的含义，会带来什么样的后果？
压制成形机理
弹性后效。当坯块脱模时中间停顿、坯块脱
1 2 3
4
5
6 7 软模成形 1—钢模冲头 2—钢模筒 3， 6—塑料垫片4—塑料软模 5— 粉料 7—钢模下垫
⑤烧结
• 定义：在一定的温度下，通过烧结体内原 子的扩散使粉末颗粒之间由机械啮合转变 成原子之间的晶界结合。
烧结
颗粒界面
晶界面
⑤烧结
延 伸 率
抗 拉 强 度
⑤烧结
烧结的要求
• • • •
● 压坯形状、尺寸范围大，尤大尺寸、形状复杂压坯或制品； ● 压坯密度高且均匀 ● 成形粉末广，尤难熔金属化合物、陶瓷、高合金钢等 ● 工艺简单，可不加润滑剂
● 不足之处：
a）制品表面质量较差； b）生产效率较低； c）模具寿命短； d）设备投资较大
三、热等静压HIP
● 定义：高温下，粉末或压坯装于包套中，在高压容器 内，以气体为传压介质，使粉末同时承受高温和等静 压力作用而获得致密材料或制品.
(2)润滑剂：为了降低成形时粉末颗粒与模壁和模冲间 摩擦、改善压坯的密度分布、减少压模磨损和有利于择成形剂、润滑剂的基本条件
有较好的粘结性和润滑性能，在混合粉末中容易均 匀分散，且不发生化学变化。
加热时，从压坯中容易呈气态排出，并且这种气体 不影响发热元件、耐火材料的寿命。
尺寸和形状的精度要求； 密度的要求，包括孔隙度、孔隙的连通状态； 组织结构的要求 机械性能和物理性能的要求
⑤烧结
• • 固相烧结 在低于低熔点组元熔点的的温度 下烧结； 液相烧结 在高于烧结零件中低熔点组元熔 点的温度下烧结
1）烧结的基本原理
1）烧结的基本原理
Ⅰ开始阶段——粘结阶段 机械结合开始转变为晶粒结合，形成烧结颈。主 要发生吸附气体和水分的挥发，成形剂的分解和 排出。
● 原理：粉末体同时经受高温和高压的联合作用，
强化了压制和烧结过程； 降低了制品的烧结温度；
改善了制品的晶粒结构； 消除了材料内部颗粒间的缺陷和孔隙； 提高了材料的致密度和强度。
● 热等静压
包套材料
● 选择原则 可塑性和强度、热膨胀系数 不破裂和隔绝高压气体渗入
良好的可加工性和可焊接性
● 热等静压的特点
★ 等静加压，压制、烧结同时进行，能消除粉末坯体 中的所有孔隙，相对密度可达0.9999 ★ 压力作用，使HIP的烧结温度低于通常的烧结温度 ★ HIP所需压制压力比CIP低
★ 晶粒细小、组织均匀，无成分偏析
★ 材料综合性能好，是粉末冶金高新技术之一 ★ 设备投资大，成本高
软模压制成形 ● 是一种在液压机上进 行的干袋模具压制 ● 可以达到接近等静压 的效果
①概述
缺点 1.昂贵的粉末 要控制粉末形状、粒度、粒度分布等。 2.昂贵的模具 要承受更大的压力。 3.压机 吨位要足够大。
②粉末制备技术
1）球磨法
机械力作用 物理效应 颗粒细化、晶粒细化 产生裂纹 表观和真密度变化，比表面积增加 结晶状态 产生晶格缺陷 发生晶格畸变 结晶程度降低，甚至无定型化 晶型转变 化学变化 含结晶水或OH羟基物的脱水 降低反应活化能、形成新化合物的晶核或细晶 形成合金或固溶体 化学键的断裂，体系产生化学变化
• 颗粒密度不变，相对密度的增大会使流动性提高 ; 如 Al粉，尽管相对密度较大，但由于颗粒密度小，流动 性仍比较差; • 同松装密度一样流动性受颗粒间粘附作用的影响，因 此，颗粒表面吸附水分、气体, 加入成形剂减低粉末 的流动性;
③粉末的性能
5）压缩性
定义: 压缩性指粉末在规定的压制条件下被压紧的 能力 影响因素: a 加工硬化，压缩性能差； b 粉末形状不规则，压缩性能差； c 空隙增加，压缩性差
④压制成形
④压制成形
成形：压制过程中，因粉末颗粒形状不同，有滑动、 有时粉末表面相互磨损，将粉末表面的氧化物或杂质膜
移动，随着力的增加，颗粒之间还会机械地啮合在一起， 破坏，出现清洁的粉末表面，黏附在一起，使坯块具有
所需的密度和强度。 a.普通模压法：将粉末装在模具内，用压机将其成形； b.特殊方法：等静压成形、连续成形、无压成形等。
③粉末的性能
6）成形性
成形性指粉末压制后，坯块保持原有形状的能 力。用坯块横向断裂强度表示。 成形性测定：将压制好的样品在特定条件下作 横向弯曲试验，样品断裂时施加的力对应的强 度。
④压制成形
※小部分直接以粉末的形式使用应用 涂料 汽车用Al粉, 变压器用超细铜粉 自发热材料(取暖和野外食品自热) 超 细Fe粉 固体火箭发动机燃料 超细Al, Mg粉 等 金刚石合成粉末触媒 Fe-Ni合金粉末 电子焊料(solder) Cu合金粉末 焊料 细铁粉
①概述
粉末冶金——是用金属粉末（或金属粉末与 非金属粉末的混合物作为原料，经过成形和 烧结制造金属材料、复合材料以及各类型制 品的工艺过程。
①概述
粉末冶金与熔化冶金的区别
Powder metallurgy ：P.M; Fusion metallurgy ： F.M
产品成分、结构不同 P.M最终产品成分未变，只是粉末固结在一起； F.M最终产品组织结构发生变化，例：开始是两种金 属，最后是合金。 产品性能不同 P.M可生产特殊性能产品，例：高熔点金属、多孔材 料、摩擦材料、磁性或电性能材料； F.M只能生产普通产品。
1）球磨法
球磨过程需要适宜的转速
※球磨的转速
※球磨的转速
※球磨时间
※球磨介质
※球料比
※球磨气氛
球磨过程中合金化的五个阶段
球磨过程中合金化的五个阶段
球磨过程中合金化的五个阶段
※合金化的微观机理
※合金化的微观机理
※合金化的微观机理
2）雾化法
③粉末的性能
1）颗粒形状
③粉末的性能
压制成形机理
a. 拱桥效应：粉料自由堆积
的空隙率往往比理论计算值大
得多，原因是实际粉料不是球
形，加上表面粗糙以及附着和
凝聚的作用，结果颗粒互相交
错咬合，形成拱桥型空间，增
大了空隙率。这种现象称为拱
桥效应。
b.粉末的变形 粉末体受压后体积明显减小，除第一阶段的位移外，又 发生变形。变形有弹性变形和塑性变形。
弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后， 材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹 性。这种可恢复的变形称为弹性变形。
塑性变形：物质-包括流体及固体在一定的条件下 ,在外 力的作用下产生形变 , 当施加的外力撤除或消失后该物 体不能恢复原状的一种物理现象。 c.脆性断裂 当施加的压力超过强度极限后，粉末颗粒碎裂成更小的 碎片，使粉末接触更加紧密。
1m 材料烧结 G 1卡/g G 200卡/mol G 几万卡 / mol
- 石英
一般化学反应
结论：由于烧结推动力与相变和化学反应的能量相比， 很小，因而不能自发进行，必须加热!!
④压制成形
压制前的准备:退火、筛分、混合、加成型 剂、制粒等 压制工艺过程 称料 装料 压制 脱模 压制工艺参数:加压速度\保压时间
④压制成形
1）退火
金属粉末退火的目的： a.氧化物还原，降低碳和其它杂质的含量，提高粉末的纯度； b.消除粉末的加工硬化，稳定粉末的晶体结构；
c.防止超细粉末自燃，将其表面钝化。
③粉末的性能
3）松装密度
自然堆积的密度，因而取决于颗粒间的粘附力、相 对滑动的阻力以及粉末体孔隙被小颗粒填充的程度、 粉末体的密度、颗粒形状、颗粒密度和表面状态、 粉末的粒度和粒度组成等因素。
③粉末的性能
3）松装密度
A、粉末颗粒形状愈规则，其松装密度就愈大；颗粒 表面愈光滑，松装密度也愈大.
③粉末的性能
不与粉末发生反应和造成污染 热等静压后易被除去
成本低
● 常用材料
中低碳钢：适于粉末高速钢，<1400℃
Ni：Ti，陶瓷，<1430℃
不锈钢：不锈钢，<1350℃
铅-碱玻璃：金属，陶瓷，<630℃
高硅玻璃：金属，陶瓷，890-1600℃ 石英玻璃：1130-1600℃
1、金属材料简介 2、金属的冶炼 3、快速凝固 4、粉末冶金
①概述 ②粉末制备技术 ③粉末的性能 ④压制成形 ⑤烧结
5、喷射成形 6、非晶合金
①概述
最早的粉末冶金
海绵铁粉(sponge iron) 时间：公元前3000年前，最早的粉末冶金技术， 生产的粉末是海绵铁粉。 生产方法：较纯的铁矿（Fe3O4）→木炭还原（在 木炭炉内） →海绵铁→破碎成细粒→清洗干净→ 拣出脉石和渣→压制→烧结（或松散状态烧结）→ 锻压→产品
意义
• 粉末流动性影响压制过程自动装粉和压件密度的 均匀性，自动压制工艺中必须考虑的重要工艺性
能---制粒工序, 改善流动性;
影响因素: 颗粒间的摩擦 • 形状复杂，表面粗糙，流动性差; • 理论密度增加，比重大，流动性增加 • 粒度组成，细粉增加 ,流动性变差;
• 如果粉末的相对密度不变，颗粒密度越高，流动性越 好；
3）松装密度
B、粉末颗粒愈粗大，其松装密度就愈大。细粉末形成 拱桥和互相粘结防碍了颗粒相互移动，故粉末的松装密 度减少。
粉末粒度范围窄的粗细粉末，松装密度都较低。当粗细 粉末按一定比例混合均匀后，可获得最大松装密度。
③粉末的性能
4）流动性
粉末的流动性指50g粉末从标准流速漏斗流出所需的 时间，单位为s/50g，其倒数是单位时间流出粉末的质 量，称为流速。
1）颗粒形状
③粉末的性能
1）颗粒形状
③粉末的性能
1）颗粒形状
③粉末的性能
2）颗粒密度 • a.真密度：粉末质量与除去开孔和闭孔体 积的粉末体积的比值，是材料的理论密度； • b.假密度（有效密度）：粉末质量与包括 闭孔在内的粉末体积的比值，假设没有开 孔； • c.表观密度：松装密度、震实密度。
出部分产生弹性膨胀，而未脱出部分仍受到
压缩，产生压应力，致使痞块产生裂纹。
④压制成形
④压制成形
压坯密度分布不均匀的现象
密度变化规律
沿箭头方向密度降低
密度分布不均匀的后果：
● 不能正常实现成形，如出现分层，断裂，掉边角等；
● 烧结收缩不均匀,导致变形等；
● 性能不均匀！
等静压成形
等静压的一般特点
1）烧结的基本原理
烧结过程推动力 粉状物料的表面自由焓 > 多晶烧结 体的晶界自由焓 粉体颗料尺寸很小，比表面积大，具有较 高的表面能，即使在加压成型体中，颗料 间接面积也很小，总表面积很大而处于较 高能量状态。根据最低能量原理，它将自 发地向最低能量状态变化，使系统的表面 能减少。
* 烧结能否自发进行？
①概述
粉末冶金的优缺点
优点 1.经济 烧结后制品可直接应用；金属损耗低1~5%）， 大规模生产更经济。 2. 可制备其他方法不能生产或虽能生产但很困难 的制品 （1）高熔点金属 或化合物
①概述
（2）高纯材料 粉末冶金不熔化材料，在保护气氛或真空中烧结，只 要粉末纯度高，即可生产高纯产品。 （3）互不相溶的粉末制品 碳粉与铜粉互不相溶，但将碳粉与铜粉均匀混合后压 制烧结成电机用电刷。 （4）多孔材料 金属粉末中预先混入少量低温下挥发的有机物粉末或 易挥发低熔点金属粉末，控制一定的压制压力、烧结温 度、时间，易挥发金属或有机物挥发形成孔隙。
④压制成形
4）制粒
是将小颗粒制成大颗粒或团粒的工序。 目的：改善流动性。 方法：圆筒制粒机、圆盘制粒机、擦筛机。
5）成型剂、润滑剂
(1)成形剂：为提高压坯强度或防止粉末混合料离析， 在烧结前或烧结时该物质被除掉，有时也叫粘结剂， 如硬脂酸锌、合成橡胶、石蜡等。 铁、铜基零件：硬脂酸锌 硬质合金：石蜡、合成橡胶、聚乙烯醇、乙二醇等。
加工产品退火的目的： a.降低硬度，改善切削加工性；
b.消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；
c.细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
T退 （0.5 ~ 0.6）T熔
④压制成形
2）筛分
把颗粒大小不同的原始粉末进行分级。
3）混合
指将两种或两种以上的不同成分的粉末混合均匀的过程。 有时，为了 需要也将成分相同而粒度不同的粉末进行混 合，这称为合批。
压制成形机理
1、粉末颗粒发生位移，填充孔隙，此阶段又称为滑动 阶段。 2、密度几乎不变密度已达到一定值， 粉末体出现了一定的压缩阻力，虽 然加大压力，但孔隙度不能减少。 3、压坯密度又随之增加。成形压 力超过粉末的临界应力后，粉末颗 粒开始变形。
虚线部分的含义，会带来什么样的后果？
压制成形机理
弹性后效。当坯块脱模时中间停顿、坯块脱
1 2 3
4
5
6 7 软模成形 1—钢模冲头 2—钢模筒 3， 6—塑料垫片4—塑料软模 5— 粉料 7—钢模下垫
⑤烧结
• 定义：在一定的温度下，通过烧结体内原 子的扩散使粉末颗粒之间由机械啮合转变 成原子之间的晶界结合。
烧结
颗粒界面
晶界面
⑤烧结
延 伸 率
抗 拉 强 度
⑤烧结
烧结的要求
• • • •
● 压坯形状、尺寸范围大，尤大尺寸、形状复杂压坯或制品； ● 压坯密度高且均匀 ● 成形粉末广，尤难熔金属化合物、陶瓷、高合金钢等 ● 工艺简单，可不加润滑剂
● 不足之处：
a）制品表面质量较差； b）生产效率较低； c）模具寿命短； d）设备投资较大
三、热等静压HIP
● 定义：高温下，粉末或压坯装于包套中，在高压容器 内，以气体为传压介质，使粉末同时承受高温和等静 压力作用而获得致密材料或制品.
(2)润滑剂：为了降低成形时粉末颗粒与模壁和模冲间 摩擦、改善压坯的密度分布、减少压模磨损和有利于择成形剂、润滑剂的基本条件
有较好的粘结性和润滑性能，在混合粉末中容易均 匀分散，且不发生化学变化。
加热时，从压坯中容易呈气态排出，并且这种气体 不影响发热元件、耐火材料的寿命。
尺寸和形状的精度要求； 密度的要求，包括孔隙度、孔隙的连通状态； 组织结构的要求 机械性能和物理性能的要求
⑤烧结
• • 固相烧结 在低于低熔点组元熔点的的温度 下烧结； 液相烧结 在高于烧结零件中低熔点组元熔 点的温度下烧结
1）烧结的基本原理
1）烧结的基本原理
Ⅰ开始阶段——粘结阶段 机械结合开始转变为晶粒结合，形成烧结颈。主 要发生吸附气体和水分的挥发，成形剂的分解和 排出。
● 原理：粉末体同时经受高温和高压的联合作用，
强化了压制和烧结过程； 降低了制品的烧结温度；
改善了制品的晶粒结构； 消除了材料内部颗粒间的缺陷和孔隙； 提高了材料的致密度和强度。
● 热等静压
包套材料
● 选择原则 可塑性和强度、热膨胀系数 不破裂和隔绝高压气体渗入
良好的可加工性和可焊接性
● 热等静压的特点
★ 等静加压，压制、烧结同时进行，能消除粉末坯体 中的所有孔隙，相对密度可达0.9999 ★ 压力作用，使HIP的烧结温度低于通常的烧结温度 ★ HIP所需压制压力比CIP低
★ 晶粒细小、组织均匀，无成分偏析
★ 材料综合性能好，是粉末冶金高新技术之一 ★ 设备投资大，成本高
软模压制成形 ● 是一种在液压机上进 行的干袋模具压制 ● 可以达到接近等静压 的效果
①概述
缺点 1.昂贵的粉末 要控制粉末形状、粒度、粒度分布等。 2.昂贵的模具 要承受更大的压力。 3.压机 吨位要足够大。
②粉末制备技术
1）球磨法
机械力作用 物理效应 颗粒细化、晶粒细化 产生裂纹 表观和真密度变化，比表面积增加 结晶状态 产生晶格缺陷 发生晶格畸变 结晶程度降低，甚至无定型化 晶型转变 化学变化 含结晶水或OH羟基物的脱水 降低反应活化能、形成新化合物的晶核或细晶 形成合金或固溶体 化学键的断裂，体系产生化学变化
• 颗粒密度不变，相对密度的增大会使流动性提高 ; 如 Al粉，尽管相对密度较大，但由于颗粒密度小，流动 性仍比较差; • 同松装密度一样流动性受颗粒间粘附作用的影响，因 此，颗粒表面吸附水分、气体, 加入成形剂减低粉末 的流动性;
③粉末的性能
5）压缩性
定义: 压缩性指粉末在规定的压制条件下被压紧的 能力 影响因素: a 加工硬化，压缩性能差； b 粉末形状不规则，压缩性能差； c 空隙增加，压缩性差
④压制成形
④压制成形
成形：压制过程中，因粉末颗粒形状不同，有滑动、 有时粉末表面相互磨损，将粉末表面的氧化物或杂质膜
移动，随着力的增加，颗粒之间还会机械地啮合在一起， 破坏，出现清洁的粉末表面，黏附在一起，使坯块具有
所需的密度和强度。 a.普通模压法：将粉末装在模具内，用压机将其成形； b.特殊方法：等静压成形、连续成形、无压成形等。
③粉末的性能
6）成形性
成形性指粉末压制后，坯块保持原有形状的能 力。用坯块横向断裂强度表示。 成形性测定：将压制好的样品在特定条件下作 横向弯曲试验，样品断裂时施加的力对应的强 度。
④压制成形
※小部分直接以粉末的形式使用应用 涂料 汽车用Al粉, 变压器用超细铜粉 自发热材料(取暖和野外食品自热) 超 细Fe粉 固体火箭发动机燃料 超细Al, Mg粉 等 金刚石合成粉末触媒 Fe-Ni合金粉末 电子焊料(solder) Cu合金粉末 焊料 细铁粉
①概述
粉末冶金——是用金属粉末（或金属粉末与 非金属粉末的混合物作为原料，经过成形和 烧结制造金属材料、复合材料以及各类型制 品的工艺过程。
①概述
粉末冶金与熔化冶金的区别
Powder metallurgy ：P.M; Fusion metallurgy ： F.M
产品成分、结构不同 P.M最终产品成分未变，只是粉末固结在一起； F.M最终产品组织结构发生变化，例：开始是两种金 属，最后是合金。 产品性能不同 P.M可生产特殊性能产品，例：高熔点金属、多孔材 料、摩擦材料、磁性或电性能材料； F.M只能生产普通产品。
1）球磨法
球磨过程需要适宜的转速
※球磨的转速
※球磨的转速
※球磨时间
※球磨介质
※球料比
※球磨气氛
球磨过程中合金化的五个阶段
球磨过程中合金化的五个阶段
球磨过程中合金化的五个阶段
※合金化的微观机理
※合金化的微观机理
※合金化的微观机理
2）雾化法
③粉末的性能
1）颗粒形状
③粉末的性能
压制成形机理
a. 拱桥效应：粉料自由堆积
的空隙率往往比理论计算值大
得多，原因是实际粉料不是球
形，加上表面粗糙以及附着和
凝聚的作用，结果颗粒互相交
错咬合，形成拱桥型空间，增
大了空隙率。这种现象称为拱
桥效应。
b.粉末的变形 粉末体受压后体积明显减小，除第一阶段的位移外，又 发生变形。变形有弹性变形和塑性变形。
弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后， 材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹 性。这种可恢复的变形称为弹性变形。
塑性变形：物质-包括流体及固体在一定的条件下 ,在外 力的作用下产生形变 , 当施加的外力撤除或消失后该物 体不能恢复原状的一种物理现象。 c.脆性断裂 当施加的压力超过强度极限后，粉末颗粒碎裂成更小的 碎片，使粉末接触更加紧密。
1m 材料烧结 G 1卡/g G 200卡/mol G 几万卡 / mol
- 石英
一般化学反应
结论：由于烧结推动力与相变和化学反应的能量相比， 很小，因而不能自发进行，必须加热!!
④压制成形
压制前的准备:退火、筛分、混合、加成型 剂、制粒等 压制工艺过程 称料 装料 压制 脱模 压制工艺参数:加压速度\保压时间
④压制成形
1）退火
金属粉末退火的目的： a.氧化物还原，降低碳和其它杂质的含量，提高粉末的纯度； b.消除粉末的加工硬化，稳定粉末的晶体结构；
c.防止超细粉末自燃，将其表面钝化。
③粉末的性能
3）松装密度
自然堆积的密度，因而取决于颗粒间的粘附力、相 对滑动的阻力以及粉末体孔隙被小颗粒填充的程度、 粉末体的密度、颗粒形状、颗粒密度和表面状态、 粉末的粒度和粒度组成等因素。
③粉末的性能
3）松装密度
A、粉末颗粒形状愈规则，其松装密度就愈大；颗粒 表面愈光滑，松装密度也愈大.
③粉末的性能
不与粉末发生反应和造成污染 热等静压后易被除去
成本低
● 常用材料
中低碳钢：适于粉末高速钢，<1400℃
Ni：Ti，陶瓷，<1430℃
不锈钢：不锈钢，<1350℃
铅-碱玻璃：金属，陶瓷，<630℃
高硅玻璃：金属，陶瓷，890-1600℃ 石英玻璃：1130-1600℃