粉末冶金培训.ppt

PM School 2008 培训温习总结！欢迎各位的参与！知知者不如好知者，好知者不如乐知者，你乐知于粉末冶金吗？学而时习之，不亦乐乎！粉末纯金属粉末o优点:n压制性高，没有合金元素。n烧结后微观组织很均匀。o缺点:n强度低o没有合金元素完全预合金粉末o优点:n合金元素没有偏析n烧结产品结构均一o缺点:n相对较低压制性o合金元素选择有局限性扩散预合金粉末扩散预合金粉末o优点:n高的压制性n低的偏析性o缺点:n合金元素选择有局限性扩散预合金Distaloy AEHgans 基粉牌号无偏析粘结方法(Starmix)o优点:o 石墨起尘少o 流动性好o 偏析少o缺点：n增加了生产工艺工序(粘结,温度等。)简单混粉o优点:n材料的机动性o缺点:n石墨起尘n在混粉或者转移时发生偏聚o偏聚会影响产品性能分布.我们必须考虑o 偏析o 团聚什么是偏析?偏聚o 堆积偏聚o当粉末倒入混粉器的时候o 渗透偏聚o 粉末转移的时候o 发射偏聚o粉末填充时o 重力偏聚o 当粉末倒入混粉器的时候如何防止偏聚o 堆积偏聚o料口角度o装料方式o 渗透偏聚o在flexbag中减少颗粒间隙o 重力偏聚o装料方式产品的密度与强度密度与力学性能关系零件密度与成本的关系理论密度的计算 =100/(wFe/Fe+w1/1+w2/2+w3/3+.)o其中：o=理论密度owFe=铁粉的重量百分比oFe=铁粉的比重ow1,w2,w3 etc=其它添加剂的重量百分比o1,2,3 etc=其它添加剂的比重压制密度经验曲线o在较高密度，密度的进一步 增加需要非常大的压制载荷/压力的增加。o在可行的压制压力下，铁粉 不可能达到全密度(7.86g/cm3)。o海绵铁粉和雾化铁粉因颗粒 结构不同，压制行为各异。o超过6.2 g/cm3，粉末颗粒互锁，颗粒 的进一步重排需要剧烈的塑性变形。o在密度7.5 g/cm3，所有的孔隙都小于 最小的初始粉末颗粒尺寸。为什么不能达到全密度？o 粉末的变形强化。o 颗粒间增加的接触面积 压坯中减少的有 效剪切应力。o 残留孤立孔的消除需要极高的压制压力 中空球内的塑性流动条件o右图代表一个孤立孔。o 根据下面的方程式得知，当孔的体积缩小时，引起 塑性流动所需的压力将增 大。也就是说，当r3减小 时，P迅速增加。如将孔 减到零则需要无穷大的负 载。o 所以在高度致密化的压坯 中，一个小的孤立孔在可 行的压制负载/压力下无法 被消除。轴向压力与径向压力的关系如何降低摩擦力o 在粉末中添加润滑剂o 模壁润滑o 优化工艺参数 -速率 -温度 -行程压坯顶出时的脱模力压制过程常见缺陷波状裂纹解决措施卸载时的潜在问题粉末冶金材料科学基础 物质的自然状态物质的自然状态 固态物质的分类固态物质的分类 晶格与晶胞晶格与晶胞 金属晶体的结晶金属晶体的结晶 金属的组织缺陷金属的组织缺陷 合金相的分类合金相的分类 扩散机制扩散机制物质的自然状态固态物质的分类n晶体n晶体特点：具有规则的外形，固定熔点，各向异性、o非晶体（松香、沥青、玻璃等）o非晶体特点：同晶体相反晶格与晶胞o晶格：原子在晶体中排列方式的几何格架称为晶格。o晶胞：能反映晶体中晶格特征的最小几何单 元。不同的物质材料有不同的晶格，同种材料在不同温度状态下也将出现不同的晶格形状。其晶格的不同也决定物质性能的差异。如：铁9121394间为面心立方晶体，其它温度时为体心立方晶体。（同素异晶转变，是热处理、打铁的理论依据）金属晶体结构塑性较好较体心立方晶体软些较脆金属的多晶体结构o金属是由许多外形不规则的晶体所组成，我们称之为晶粒。o晶粒内部晶格基本上是一致的，但各个晶粒彼此间的位向却不同。o晶体是由各个不同位向的晶粒相互交错咬合 而成。金属晶体的结晶（液态变为固态，不规则到规则的晶体）晶粒和晶界冷却曲线及过冷度金属在冷却的过程是放热过程，其释放的热量补偿了空气中热量的散失，使得温度保持不变直到金属结晶完成。液态过冷度TtTT0T1固态金属结晶晶粒大小o金属中晶粒越细小，则晶界越多、越曲折，晶粒与晶粒之间的相互咬合机会就越多，越不利于裂纹的传播发展，增强了彼此间的结合力。所以说生产中希望获得较细的晶粒组织。（称为细晶强化）o细晶强化的方法：o1.增加过冷度o2.变质处理（加某种物质使得形核数目增多）o3.附加振动（破碎正在形核中的晶粒）金属的组织缺陷金属的组织缺陷有以下三种：1.点缺陷2.线缺陷3.面缺陷金属变形基本概念o合金：合金是指两种或两种以上化学元素（至少又一种金属元素）所组成的金属特性的物质。o组成合金的最基本的独立物质称为合金的组元。（元素、化合物）o相：合金系统中具有相同化学成分、晶体结构、物理化学性能，并以晶界分开的组成部分称为相。（具有相同的晶格，晶粒则为一个独立相）o组织：用金相分析的方法，观察金属内部组成的相的数量、大小、方向、形态、分布及相互结合状态等，称为合金的组织。合金相的分类o1.固溶体（固溶强化）合金在固态下，由于组元间相互溶解形成的相称为固溶体。性能特点：金属经过固溶，其强度硬度提高、塑性好。又分为：1）间隙固溶体 （有限、容易、原子大小相似）如：铁素体，C溶于-Fe、奥氏体，C溶于-Fe 2）置换固溶体（无限、难以发生）2.金属化合物 金属与金属、或金属与非金属之间形称具有金属特性的化合物相。（化合）性能特点：其溶点高、硬度高，脆性大，塑性、任性几乎为零。很少单独使用。如：我们的渗碳体，就是Fe与C的金属化合物。金属固溶体扩散机制-1扩散机制-2扩散机制-3扩散机制-4扩散机制-5相图 共晶