材料化学010粉体的成型与烧结.ppt

《材料化学010粉体的成型与烧结.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第七章块体材料及其制备7.1粉体的成型与烧结对粉体进行成型、烧结(固结)处理的粉末冶金方法是制取块体材料的一种重要的途径，是生产陶瓷、金属、水泥、耐火材料等常用的方法。金属粉末冶金材料应用实例粉末铝合金：飞机结构、家用电器等粉末铜合金：电阻焊机的电极、X射线管、微波管、开关部件等粉末高速钢：主要用于大型刀具，切削寿命远远高于熔炼钢粉末高温合金：飞机发动机的涡轮盘7.2.1粉末的成型成型是将松散的粉体加工成具有一定尺寸、形状以及一定密度和强度的坯体的过程。一、粉末的堆积与排列将大小均匀的球形颗粒粉末倒入容器中，其堆积密度理

2、论上肯定不会大于74%。一般情况下，经过振动致密处理后，最高的振实密度只能达到62.8％为了提高堆积密度，常在较大的均一颗粒之间加入较小的颗粒。细颗粒(<325目)对不锈钢粗颗粒(100~150目)松装密度的影响粉末的堆积密度颗粒尺寸越小，松装密度就越小，这是因为颗粒之间的摩擦力增加了颗粒形状越不规则或球形度越低，松装密度就越低球形颗粒的流动性最好，因此可以获得较高的松装密度，也利于后续的成型粉末在压力下的运动行为对粉末施加外力进行成型的工艺可能是最传统的工艺。通过对具有一定松装密度的粉末施加压力，可以进一步提高粉末的堆

3、积密度。在压力作用下，粉末发生的变化可以近似分为三个阶段第一阶段：颗粒发生重排，颗粒间的架桥现象被部分消除，颗粒间的接触面积增大；第二阶段：颗粒发生塑性变形；变形的程度因粉末的材种及压力的大小有关第三阶段：颗粒断裂形成较小的碎块，从而提高密度在压制过程中，三个阶段并不是界限分明的，常常相互交叉发生在压制过程中，随着压力的增加，粉体的密度增加，气孔率下降。学者们对压力与密度、气孔率之间的关系进行了大量的研究，试图在压力与相对密度之间推导出定量的数学公式，但是失败者居多。理论预测结果与试验结果相去甚远压制理论仍有一定的研究空

4、间工业生产二、压力成型压力成型指的是用外部的压力使粉体致密化根据成型方式的不同，压力成型可以分为干压成型和等静压成型干压成型将粉料填充到模具中，通过单向或者双向加压，将粉料压制成所需形状传统的干压成型步骤原料准备(退火还原、球磨混合、造粒、成型剂的添加)装模、加压、保压(单向加压与双向加压、加压速率、保压)脱模(分层)单向加压与双向加压的比较双向加压密度不均匀性要比单向加压小得度，但模具比较复杂。加压速率的影响加压速度不仅影响到粉末颗粒间的摩擦状态和金属粉末的加工硬化，而且影响到空气从粉末颗粒孔隙中的逸出情况干压成型通常

5、以静压(缓慢加压)状态进行例外是冲击成型(加压速率达每秒几米甚至200m)：压制铁基、铜基以及混合金属粉末的零件。得到的压坯密度更均匀，相对密度达到90%以上，原因在于速度抑制了加工硬化，同时高能导致高温，粉末易于变形优点操作简便生产效率高易于自动化、是常用成型方法之一缺点粉料容易团聚坯体厚度大时内部密度不均匀制品形状可控精度差对模具质量要求高复杂形状的部件模具设计比较困难等静压成型借助于高压泵把流体介质(气体或者液体)压入耐高压的钢体密封容器内，高压流体的等静压力直接作用于弹性套模内的粉末上，使粉体各个方向同时均衡受压

6、，从而获得密度分布均匀以及强度较高的压坯。湿法等静压湿法等静压优点粉料不需加粘合剂坯体密度均匀制品尺寸无限制缺点仅适用于简单形状制品生产效率低、难于实现自动化批量生产干法等静压准等静压软模成型：利用橡胶、塑料等弹性好、能象液体介质一样均匀传递压力且不收缩的特点。三、增塑成型挤压成型轧膜成型注射成型车坯成型挤压成型又称为挤制成型或挤出成型：利用压力将具有塑性的粉料通过模具挤出来成型，模具的形状就是成型坯体的形状一般柱状、纤维状、空心管状以及厚板状坯体等沿挤出方向外形平直的制品均可采用此法生产效率高、产量大、操作简便，挤压制

7、品的尺寸不受设备限制，能挤出壁很薄、直径很细的小管粘土质陶瓷材料很适合这种方法成型下水道用排水管对非粘土质陶瓷粉体和金属粉体可以通过引入各种有机增塑剂而获得可挤压性陶瓷管轧膜成型滚(辊)压成型，在粉末冶金行业也称为粉末轧制分水平滚压和垂直滚压两种形式一般脆性粉末带材强度较低，常采用水平方式垂直方式较容易控制粉末的加入量金属粉末的轧制：直接将金属粉末通过特制的漏斗喂入转动的轧辊缝隙中，即可轧出具有一定厚度、长度连续、强度适宜的板带坯料，这些坯料经预烧、烧结、，再经轧制加工以及热处理等工序，就可以制得又一定孔隙度的或者致密的

8、粉末冶金板带材。金属粉末轧制中，轧辊间缝隙大小对轧制带材的密度有重要影响。增大辊间缝隙便减小了轧辊对板材的压力，而当辊间缝隙很大时，粉末便不受轧制。为改进粉末轧制中不能轧制较厚板材的不足，可以采用楔形压制。楔形压制成形注射成型从塑料的注射成型工艺借鉴而来，先用于陶瓷粉末，近年来也成为金属粉末成型的热点研究内容将粉料和