粉末冶金原理 答案.doc

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1、粉末冶金原理 答案 导读：就爱阅读网友为您分享以下“粉末冶金原理 答案”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持!1. 为什么要控制松装密度：2. 如何提高粉末的p 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3. 粉末颗粒有哪几种聚集形式，他们之间的区别在哪里： 1、一次颗粒，二次颗粒（聚合体或聚集颗粒），团粒，絮凝体 2,通过聚集方式得到的二次颗粒被称为聚合体或聚集颗粒；团粒是由单颗粒或二次颗粒靠范德华引力粘结而成的，其结合强度不大，用磨研、擦碎等方法或在液体介质中就容易被分散成更小的团粒或单颗粒；絮凝体是在粉末悬浮液中

2、，由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒4. 雾化法可生产哪些金属粉末：常用于：铁、钢(低合金、高合金、不锈钢等), Cu、Al 及其合金, Pb 、Sn, Superalloy, Ti合金等.5. 雾化法制取金属粉末有哪些优点，简述雾化法和气体雾化法的基本原理：优点： 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. 在一定程度上, 粒度、形状易控制. 化学成分均匀、偏析小, 且化学成分较还原粉为纯. 生产规模大（2）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. 影响电解铜粉粒度的因

3、素有哪些： （1）电解液的组成1) 金属离子浓度的影响。2）酸度（或H+浓度）的影响；3）添加剂的影响（2）电解条件1) 电流密度的影响；2）电解液温度的影响；3）电解时搅拌的影响；4）刷粉周期的影响；5）关于放置不溶性阳极和采用水内冷阴极问题7. 电解法可生产哪些金属粉末，为什么：、1) 水溶液电解法：可生产铜、镍、铁、银、锡、铅，铬、锰等金属粉末，在一定条件下可使几种元素同时沉积而制得Fe-Ni 、Fe-Cu 等合金粉末。（2）熔盐电解法：可以制取Ti 、Zr 、Ta 、Nb 、Th 、U 、Be 等纯金属粉末，也可以制取如Ta-Nb 等合金粉末以及各种难熔化合物（5如碳化物、硼化物和硅化

4、物等）8. 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WO 2的粒度细； （2）减少WO 3的含水量和杂质含量； （3）H 2入炉前应充分干燥脱水以减少炉内水蒸气的浓度； （4）还原，从而可得细W 粉）； （5）采用顺流通H 2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）9. 简述侧压力及其侧压系数：10. 压制压力分配： 压制压力分配： 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; 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

5、: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.11. 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. 平均密度从高而低降低. 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. 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： 在不影响压坯性能前提下,

6、充分润滑; 采用双向压制; 采用带摩擦芯杆的压模; 采用浮动模; 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; 改善粉末压制性(压缩性、成形性) 还原退火; 改进模具构造或适当变更压坯形状 . 提高模具型腔表面硬度和光洁度. HRC5863, 粗糙度9级以上.12. 压坯可分为哪几类? 压坯形状设计一般原则是什么? 压坯形状分类型 柱状、筒状、板状等最简单形状压坯, 如, 汽车气泵转子.模具由阴模、一个上模冲、一个下模冲及芯棒等组成.型 端部有外凸缘或内凸缘的一类压坯; 如汽车转向离合器导承.模具由阴模、一个上模冲、两个下模冲及芯棒等组成.型 上、下端面都有两个台阶面的一类压坯,

7、如汽车变速器毂.模具由阴模、两个上模冲、两个下模冲及芯棒等组成. 型 下端面有三个台阶面的一类压坯, 如汽车发动机的带轮毂.模具由阴模、一个上模冲、三个下模冲及芯棒等组成.型 上端面有两个台阶面、下端面有三个台阶面的一类压坯, 如汽车的变速器齿毂. 模具由阴模、两个上模冲、三个下模冲及芯棒等组成. 当压坯外凸缘的径向尺寸小时, 可用带台阴模成形的话, 则可压制成形下部有四个台阶面的压坯.13. 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

8、中部位就会出现裂纹14. 影响粉浆浇注的因素有哪些? 其中最主要的是哪两个?粉浆的流动性、稳定性，粉末原料的粒度、粉末量与母液的比值（液固比）、粉浆的PH 值、分散剂和粘结剂、粉末吸附气体量等。 最重要的是粉浆的流动性和稳定性.15. 流延成形对粉末的基本要求? 对粘结剂的基本要求?粉末要求 1无硬团聚 若有硬团聚, 难以形成稳定分散, 对生带堆积密度和均匀性非常有害. 由于桥接效应, 会产生团聚体间小气孔和团聚体内大孔隙; 小的原始颗粒优先烧结致密 , 烧结后大气孔不能完全消除 . 2.颗粒尺寸分布窄对聚合物粘结剂的要求:可溶性好 , 与粉末附着好 ; 玻璃化温度低 室温下富有弹 性 ; 热

9、塑性 (叠层工艺要求 ); 用量最少 ; 排塑阶段 , 易于分解为小分子气体排出16. 简述挤压过程中物料运动特点 .摩擦力的方向始终与挤压料运动的方向相反, 结果挤压时混合料在筒内的流动 形成三个区域:V3区 物料受到一个拉力 , 向模嘴流出 ; V2区 物料受摩擦力作用向 上回流 , 在挤压力应力作用下 , 又流入 V3区 ; V 1区 物料在挤压初期不产 生流动 , 挤压后期 , 冲头靠近模嘴时流入 V3区 .17. 什么是超前 ? 它会导致什么结果 ? 试论述超前和附加应力产生原因 . :由于摩擦作用 , 挤压 力沿筒的高度下降、 且分布不均匀而使中心部位物料流速比外层物料大的现象。

10、结果:导致坯件开裂 由于摩擦作用 , 挤压力沿筒的高度下降、且分布不均匀 . 结果 : 靠近冲头 的物料受力最大 , 随着远离冲头而逐渐减小 ; 径向上 , 越靠近模壁受阻力越大 , 越接近 中心受阻力越小 ; 使中心部位物料流速比外层物料大 出现超前现象 .当挤压物料进入挤嘴时 , 由于流动断面的突然减小 , 出现严重的超前现象 , 中心部位流动 快、 靠壁层流动慢 . 流动快的力图使流动慢的快些流动 ; 流动慢的又力图使流动快的慢一些 , 这样便产生了自相平衡、相互牵制的应力 , 称为附加应力 .18. 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

11、体的静压力作用, 使弹性模套内的粉末在同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: 能成形凹形、空心等复杂形状 . 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 . 能压制各种金属粉末及非金属粉末 ; 压坯 密度分布均匀 . 压坯强度较高 . CIP 模具材料是橡胶、塑料 , 成本低廉 . 能在较低温度下制得接近完全致密的材料 . HIP缺点 : 压坯尺寸精度和表面光洁度都比钢模压制低 ; 生产效率低于自动钢 模压制 ; CIP 中使用的橡胶或塑料包套寿命比金属压模要短得多 ; HIP 中使用的包套都为一次性、消耗大 , 且包套材料种类

12、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 . 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 . 流体通过液 -固 (气 -固 ) 界面对固体施加压 力 . HIP 在加压同时还要加热 , 使成形和烧结过程同时完成 .19. 等静压的压制特点是什么? (1) 压力分布和摩擦力对压坯密度分布的影响流体内 , 压强 均匀传递 . 模套与粉末间无明显相对运动 , 其间摩擦非常小 , 压坯密度分布较钢模压制均 匀 . 粉末间内摩擦使压坯密度沿径向由外向内渐减小 . 不过 , 变化不大 .(

13、2) 压制压力与压坯密度的关系 CIP: 压坯密度与压制压力的关系基本符合黄 培云方程 ; HIP:可用 Murray 热压方程来描述20. 冷等静压机结构分哪几类?各有什么特点 ? (1)螺纹密封型(screw-seal ) 径向压力由 筒体承受 , 轴向压力由密封螺纹来承受 . 结构简单 生产效率低 适合实验室用 . 螺纹易磨损、 强度受限制且安全性差 . (2)拉杆式结构径向压力由筒壁承受 , 轴向压力由拉杆承受 . 优点 :不破坏压力罐的整体结构 , 无螺纹磨损 . 缺点 :操作不方便 . 拉杆受力不匀、会使螺纹应力集中 , 也不能承受很高的单位压力 .(3) 框架式结构 钢筒外缠绕高

14、强度的预应力钢丝 ; 框架也缠绕预应力钢丝 . 压力容器 两端采用无螺纹的活塞式密封 , 密封盖所受轴向压力由框架承受 . 对设备施加的预压应力 可以部分抵消压缸工作时所受的张应力 . 压力很高 , 安全系数大 ; 机械化程度高 ; 适 于中、大件的规模化生产 ; 造价高 .21. 按粉料装填和受压形式冷等静压可分为哪两类?各有什么特点? 冷等静压制按粉料装 模及其受压形式可分为:湿带模具压制和干带模具压制。湿带模具压制:优点 : 能在同一压力容器内同时压制不同形状压件 ; 模具 寿较长、成本低 . 缺点:装袋、脱模过程耗时多 . 干带模具压制:特点 : 生产 效率高、易于实现自动化 , 可达

15、 1015件 /min;模具寿命长 .22. 按密封方式,热等静压设备分哪两类,各有何特点?螺纹式密封和框架式 , 前者只适用于实验室小型设备 .23. 热等静压操作方式有哪几种? 先加压后升温 : 可采用低压工作泵 , 适合于金属包套 . 先加压后升温 : 可采用低 压工作泵 , 适合于金属包套 . 同时升温、升压 :周期短 , 适于低压 热装料方式 (料先 预热 ): 底装炉方式 ; 生产效率大大提高 , 但 Ar 气消耗大 .24. 粉末冶金技术特殊成型包括哪些内容?与一般钢模压制法相比有什么特点? 1、等静压成 型,粉末连续成型,粉浆浇注成型,粉末注射成形,爆炸成形(1)等静压成型:1

16、)能够压制具有凹形、 空心等复杂形状的杆件; 2)压制时,粉末体与弹性模具的相对移动很小,所以摩擦损耗也很小。单位压制 压力较钢模制法低; 3)能够压制各种金属粉末及非金属粉末。压制坯件密度均匀,对难熔金属粉末及其化 合物尤其有效; 4)压坯强度较高,便于加工和运输; 5)模具材料是橡胶和塑料,成本较低廉; 6)能在较 低的温度下制得接近完全致密的材料(2)粉末连续成型:1)能够生产一般轧制法难于或无法生产的板带材; 2)能够轧制出成分比较精确 的带材; 3)粉末轧制的板带材料具有各向同性; 4)工艺过程短、解约能源; 5)粉末轧制法成材率比熔铸 轧制法高; 6)不需大型设备,减少大量投资(3

17、) 、粉浆浇注成型:制取某些新型特殊材料;生产羰基铁粉制品,适当烧结处理后, ,材料机械性能 接近锻造材料;生产设备简单,生产费用低(4) 、粉末注射成形:制造形状复杂的坯块(5) 、爆炸成形:能够压出相对密度极高的压坯25. 简述脱脂时间的一般规律 .时间与厚度平方成正比 ; 孔隙度影响脱脂过程 , 堆积密度太高 , 脱脂 困难 ; 扩散或渗透控制脱脂时 , 外压低或真空有利于缩短脱脂时间 ; 细粉不 利于粘结剂脱出 ; 温度高过程速度加快 , 但温度太高 , 内部蒸发将产生内应力 导致开裂 ; 另外 , 成形坯也将随着粘结剂软化而畸变 . 缓慢而逐步加热较为有 利26. 摩擦力对锻造的影响

18、:27. 预成形坯的三种变形方式及其特点:28:简述减小鼓形表面开裂的原因: 改善润滑、减小摩擦 , 减弱鼓形区形成 趋势 . 合理设计坯 , 控制变形方式、 以增加裂纹产生前的应变量 . 高温烧结 , 提高预成形坯可锻性 . 采用无横向流动、 无断裂危险的热复压 . (但又不利于 提高机械性能 ) 利用粉末合金的微细晶粒超塑性和相变超塑性进行锻造 . 大变形量锻造 , 使初期出现的裂纹重新锻合起来 (热锻 ) .29总结烧结驱动力30烧结的分类31试论述互不溶系烧结的热力学原理 . :32:液相烧结的三个基本条件是什么 ? 良好的润湿性 ; 固相在液相中有一定溶解度 ; 适 当的液相数量33

19、. 简述影响润湿性的因素烧结材料体系 温度与时间 添加剂 粉末表面状态 气氛34液相烧结可以为哪三个阶段 ? 各阶段基本特点是什么 ?(1) 液相流动与颗粒重排阶段 :颗粒在液相内近似呈悬浮状态 , 受液相表面张力 推动 , 颗粒可发生位移、相对滑动 . 烧结体密度迅速增大 .(2) 固相溶解 -再析出阶段 :该过程一般特征是显微组织粗化 , 固相在液相中的溶解 度随温度和颗粒形状、大小而变化 .小颗粒、颗粒表面凸起、棱角因具有较高饱和溶解度 , 将优先溶解 , 使小颗粒趋向 减小、 颗粒表面趋向平整光滑 ; 同时 , 液相中一部分过饱和原子在大颗粒表面沉析 , 使大颗粒趋于长大 . 结果 :

20、 颗粒外形逐渐趋于球形、小颗粒逐渐缩小或消失 , 大颗 粒更加长大 , 从而使颗粒更加靠拢 , 烧结体发生收缩 . 这阶段致密化速度已显著减 慢、气孔已基本消除 . 颗粒间距更加缩小 , 液相流进孔隙更加困难 .3)固相烧结阶段经前两阶段 , 颗粒间互相靠拢、接触、粘结并形成连续骨架 , 剩余液相充填于骨架 间隙 . 刚性骨架阻碍颗粒更进一步重新排列 , 使该阶段致密化速率明显减慢 . 液相 不完全润湿固相或液相数量较少时 , 该阶段将表现得更为突出 . 固相骨架形成后的 烧结过程与固相烧结相似 . 扩散作用会导致固体颗粒间接触长大 , 故 , 大多数液相 烧结材料性能将随该阶段时间延长而降低

21、 !35. 简述强化烧结中得传质过程、36. 活化剂选择的三个判据37. 热压的概念38. 热压烧结机制39. 简述热压致密化的三个阶段40. 什么是热压?它有何优缺点?热压压膜材料如何选择:热压又称加压烧结 , 是 把粉末装在模腔内 , 在加压的同时使粉末加热到正常烧结温度或更低一些 , 经过较 短时间烧结成致密而均匀的制品 .1)优点: 热压时 , 粉末热塑性好 , 可大幅降低成形压力、缩短烧结时间 . 可用于 大型制件、 薄壁件和带螺纹异形件 . 可制得密度极高和晶粒极细的材料 , 制品性 能优异 . 粉末粒度、硬度对热压过程影响不明显 , 可压制一些硬而脆的粉末 . 2)缺点: 对压模材料要求高 , 压模寿命短 ; 单件生产、效率低 ; 制品成本 高 ; 制品表面相对粗糙、精度低 , 一般还需要补充机加工 .压模材料 温度 800 , 可采用高速钢、硬质合金、耐热合金等 , 操作压力可以高一些 . 高温下 (15002000 ), 可采用高强度石墨 , 但操作压力一般要 70MPa.热压温度下 , 压模材料还要不和压坯反应 .41影响烧结的因素是什么:百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆 14