现代粉末冶金技术 知识（第一二章）.pptVIP

细粉末雾化制备技术： 细粉末定义：20um; 细粉末的意义： 快速凝固粉末的研究与商业化需要； 粉末注射成形需要（5~15um)； 细粉末改善烧结性能； 热喷涂用； 复合材料、电磁、催化剂、医药、导电塑料等用途。 高压水雾化 水压：100~150MPa；粉末粒度：15um dm=114P-0.58 (conical) dm=68P-0.56 (V-shaped) 高压气雾化 层流雾化： ?=0；利用气体的纯剪切作用破碎金属熔体；粉末粒度可达10um以下 紧耦合式雾化喷嘴： 充分利用气体能量； 气体压力：10~20MPa; 粉末粒度：10~20um； 喷嘴口压力vs气体压力 喷嘴口压力越小，粉末越细 雾化粉末特性 粉末颗粒特性的表征 颗粒形状 粉末粒度 粉末粒度分布、中位径dm 粉末颗粒表面粗糙度 水雾化粉末颗粒特性 A. 粉末粒度与粒度分布 影响因素：水速、金属液流量、水压、熔体过热度、喷嘴形状等 第四部分 粉末冶金技术  粉末冶金技术的特点（优、缺点） 粉末冶金技术发展史 现代粉末冶金技术的特征与发展趋势 粉末冶金技术的主要应用 第一章 现代粉末冶金技术概况  采用PM技术制备材料/产品的优点： 成形体的致密度可控；多孔材料 晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析 近型成形，原材料利用率高95%，切削加工仅40~50% 材料组元可控，利于制备复合材料 制备难熔金属、陶瓷材料与核材料 粉末冶金技术的特点 原料粉末 成形 烧结  采用PM技术制备材料/产品的缺点： 原料粉末价格较贵（Fe和Fe粉）； 成形模具成本高；靠产量规模降低费用； 烧结制品残余孔隙影响性能； 氧和杂质含量较高；制备高纯活性金属困难；  公元前3000年以前，古埃及人使用陨铁；公元前2300年左右出现块炼铁技术：固相碳还原铁矿石（800~1000?C）。通过高温锻焊成各种器件。如公元300年左右印度的Dehli Piller, 重6吨；我国西汉（公元前113年）的刘胜墓出土的错金书刀等。 1930年Hoganas公司开始用固相还原法生产海绵铁。 粉末冶金技术发展史  发展趋势 辐射领域越来越广 材料、应用 工艺过程的变异 粉末直接成形 多学科交叉点 技术手段、应用领域 朝特异性能、规模化、低成本方向发展 典型的汽车用粉末冶金零部件 Main Bearing Cap Set VALVE SEAT AND VALVE GUIDE 粉末冶金技术的主要应用 ROCKER ARMS  粉末制备技术 雾化制粉* 还原法 机械合金化* 气相沉积 溶胶凝胶* 自蔓燃反应合成* 课程结构与内容  粉末成形技术 喷射沉积* 注射成形 挤压成形 粉末锻造 粉末轧制 温压成形* 冷热等静压及特种固结技术 爆炸成形*  粉末烧结技术 微波烧结* 反应烧结 液相烧结 超固相线液相烧结* 电火花烧结* 快速原位成形* 原料：元素粉末、合金粉末 成形：热压（ 热等静压、挤压...） 冷压（模压、冷等静压...） 烧结：真空、气氛、外场 其它制备技术：复压、精整、熔浸... 其它后续处理技术：热处理、机加工... 第二章 粉末雾化技术 粉末雾化技术 概况 商业化的粉末雾化技术 雾化粉末特性 粉末雾化模型及机制 概况 分类： 按破碎方式：双流雾化（气、水、油）；真空雾化；旋转电极雾化、机械力雾化（旋转盘、轧辊（roller)、旋转杯（spinning cup)) 商业化粉末雾化技术 双流雾化： 水雾化： 起源：1872年Marriott（英国）发明蒸汽熔化金属并雾化；1950’s英国PM Ltd.发明雾化喷嘴，制备有色金属；1954英国B.S.A.Co Ltd 和瑞典Hoganas生产水雾化铁粉 自由落体式（ Free-fall mode)水雾化 雾化喷嘴 环缝式喷嘴（annular ring nozzle) 分离式喷嘴（discrete multiple nozzles) 工艺特性： 水雾化工艺条件 粒度分布：10~300um；冷却速度：103~105 ?C 油雾化 1980’s Sumitomo Metals 发明，主要用来制备低氧含量粉末。 优点：杂质含量低：O (0.01%) 缺点：C含量不易控制； 多生产高碳钢粉末 粉末粒度：~70um 气雾化 1920’s 发明空气雾化，二战期间德国开始采用双流空气雾化生产钢粉 工艺装置可利用水雾化的自由落体式，但多采用限制式，能量利用率高；喷嘴可采用环缝式和分离式。 气雾化制粉的基本工艺条件 粉末粒度：50~300um 真空雾化 含过饱和溶度气体的金属熔体在气压作用下喷入真空腔体中。 H2