粉末冶金第一章

1、2022-6-2812022-6-282課程地位及要求課程地位及要求 “粉末冶金原理與工藝粉末冶金原理與工藝”是主要介紹是主要介紹粉末成形粉末成形與與燒結(jié)致密化燒結(jié)致密化過程過程的相關(guān)原理和技術(shù)，是材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門主的相關(guān)原理和技術(shù)，是材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課之一。要技術(shù)基礎(chǔ)課之一。 要求學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，在掌握粉末基本特性的基礎(chǔ)要求學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，在掌握粉末基本特性的基礎(chǔ)上，全面掌握粉末體的成形與燒結(jié)原理，具備利用粉末制上，全面掌握粉末體的成形與燒結(jié)原理，具備利用粉末制造各種粉末冶金材料及其零部件的相關(guān)理論造各種粉末冶金材料及其零部件的相關(guān)理論、技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)

2、基礎(chǔ)和新材料的開發(fā)設(shè)計能力。新材料的開發(fā)設(shè)計能力。2022-6-2831 1現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)陳振華化學(xué)工業(yè)陳振華化學(xué)工業(yè)出版社，出版社，2007 2007 2 2粉末冶金與陶瓷成型技術(shù)粉末冶金與陶瓷成型技術(shù)佘正國，劉佘正國，劉軍化學(xué)工業(yè)出版社，軍化學(xué)工業(yè)出版社，2005 2005 2022-6-284n 考核考核成績成績（閉卷）（閉卷） 平時平時20% 20% 卷面考試卷面考試80%80%2022-6-285楊 梅Email：Tel.:134585169972022-6-2862022-6-287 粉末冶金：粉末冶金：制取金屬粉末或制取金屬粉末或用金屬粉末（或金用金屬粉末（或金

3、屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)制造金屬材料、復(fù)合材料以及各過成形和燒結(jié)制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝過程。種類型制品的工藝過程。0 0 緒論緒論2022-6-288原料粉末原料粉末其它添加劑其它添加劑熱壓熱壓 松裝燒結(jié)松裝燒結(jié) 粉漿燒注粉漿燒注混合混合壓制壓制等靜壓制等靜壓制 軋制軋制 擠壓擠壓燒結(jié)燒結(jié)燒結(jié)燒結(jié)浸適浸適 熱處理熱處理 電鍍電鍍預(yù)燒結(jié)預(yù)燒結(jié)高溫?zé)Y(jié)高溫?zé)Y(jié) 復(fù)壓復(fù)壓鍛打鍛打復(fù)燒復(fù)燒拉絲拉絲燒縮燒縮精整精整鍛造鍛造 軋制軋制 擠壓擠壓 燒結(jié)燒結(jié)（浸油）（浸油） 熱處理熱處理粉末冶金成品粉末冶金成品1.1.粉

4、末冶金工藝粉末冶金工藝2022-6-289 武器, 生活用具, 藝術(shù)建筑 硬質(zhì)合金, 高溫材料, 汽車部件, 軍事 工程。 2.2.粉末冶金的發(fā)展簡史粉末冶金的發(fā)展簡史2022-6-2810三個重要?dú)v史階段三個重要?dú)v史階段 我們把19091910年用粉末冶金工藝制得白熾燈鎢絲作為現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志。現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了三個重要?dú)v史階段。 第一階段第一階段：采用粉末冶金技術(shù)，能夠生產(chǎn)出用熔鑄方法等其他技術(shù)無法制得的各類材料和制品。在20世紀(jì)20年代，這一獨(dú)特的工藝技術(shù)成功地制造了硬質(zhì)合金。 2022-6-2811第二階段：第二階段：在20世紀(jì)二三十年代，用粉末冶金工藝成功制得多孔含

5、油軸承。繼而發(fā)展到生產(chǎn)鐵基機(jī)械零件，充分發(fā)揮了粉末冶金少切削甚至無切削的優(yōu)點(diǎn)。第三階段：第三階段：20世紀(jì)五六十年代以后，粉末冶金技術(shù)被化工、冶金、材料、機(jī)械等學(xué)科的科技工作者和生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注和重視，學(xué)科之間互相滲透，開發(fā)出如粉末高速鋼、粉末超合金、金屬陶瓷、彌散強(qiáng)化材料、纖維增強(qiáng)材料等新材料，以及注射成形、粉末鍛造、等靜壓制、溫壓技術(shù)等新工藝。隨著現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)對各類新材料、新產(chǎn)品的需求，粉末冶金技術(shù)還將向更高水平、更廣闊的領(lǐng)域拓展。 2022-6-2812 目前, 粉末冶金最發(fā)達(dá)的國家瑞典(Sweden)硬質(zhì)合金工業(yè)非常發(fā)達(dá)Hoganess, 建立許多子公司。 其次是北美(North Amer

6、ican)和西歐(western European) 。德國的粉末冶金工業(yè)也是處于世界前列-工具鋼.,.2022-6-2813 美國美國的粉末冶金公司主要產(chǎn)品用戶是汽車的粉末冶金公司主要產(chǎn)品用戶是汽車制造商，汽車工業(yè)發(fā)達(dá)，帶動了美國的粉末冶制造商，汽車工業(yè)發(fā)達(dá)，帶動了美國的粉末冶金工業(yè)發(fā)展，這是因?yàn)榘l(fā)達(dá)的汽車工業(yè)，大量金工業(yè)發(fā)展，這是因?yàn)榘l(fā)達(dá)的汽車工業(yè)，大量用粉末冶金部件。用粉末冶金部件。 日本日本的汽車工業(yè)的發(fā)展帶動了粉末冶金工的汽車工業(yè)的發(fā)展帶動了粉末冶金工業(yè)發(fā)展。業(yè)發(fā)展。 2022-6-2814粉末冶金技術(shù)在汽車制造業(yè)中的主要應(yīng)用：粉末冶金技術(shù)在汽車制造業(yè)中的主要應(yīng)用： 汽車動力系統(tǒng)：2

7、022-6-2815汽車發(fā)動機(jī)用粉末燒結(jié)鋼零件汽車發(fā)動機(jī)用粉末燒結(jié)鋼零件2022-6-2816汽車變速器系統(tǒng)用粉末燒結(jié)鋼件汽車變速器系統(tǒng)用粉末燒結(jié)鋼件: :2022-6-28171. 1. 能生產(chǎn)用普通熔煉方法無法生產(chǎn)的具有特殊能生產(chǎn)用普通熔煉方法無法生產(chǎn)的具有特殊性能的材料：性能的材料：v 能控制制品的孔隙度能控制制品的孔隙度( (多孔材料、多孔含油軸多孔材料、多孔含油軸承等承等) )；v 能利用金屬和金屬、金屬和非金屬的組合效能利用金屬和金屬、金屬和非金屬的組合效果，生產(chǎn)各種特殊性能的材料（鎢果，生產(chǎn)各種特殊性能的材料（鎢- -銅假合金銅假合金型的電觸頭材料、金屬和非金屬組成的摩擦型的電觸

8、頭材料、金屬和非金屬組成的摩擦材料等）；材料等）； 能生產(chǎn)各種復(fù)合材料。能生產(chǎn)各種復(fù)合材料。3.3.粉末冶金的特點(diǎn)粉末冶金的特點(diǎn)2022-6-28182.2.粉末冶金方法生產(chǎn)的某些材料，與普通熔煉法粉末冶金方法生產(chǎn)的某些材料，與普通熔煉法相比，性能優(yōu)越：相比，性能優(yōu)越：v 高合金粉末冶金材料的性能比熔鑄法生產(chǎn)的好（粉末高速鋼可避免成分的偏析）； 生產(chǎn)難熔金屬材料或制品，一般要依靠粉末冶金法（鎢、鉬、鈮等難熔金屬）。3.3.粉末冶金的特點(diǎn)粉末冶金的特點(diǎn)2022-6-2819粉末冶金技術(shù)的粉末冶金技術(shù)的優(yōu)越性優(yōu)越性與與局限性局限性優(yōu)越性優(yōu)越性少切削、無切削，能夠大量節(jié)約材料，節(jié)省能源，節(jié)省勞動 普

9、通鑄造合金切削量在30-50%，粉末冶金產(chǎn)品可少于5%能夠大量能夠制備其他方法不能制備的材料 能夠制備其他方法難以生產(chǎn)的零部件2022-6-2820局限性局限性粉末成本高制品的大小和形狀受到一定的限制燒結(jié)零件的韌性較差2022-6-2821（1）粉末冶金減摩材料。通過在材料孔隙中浸潤滑油或在材料成分中加減摩劑或固體潤滑劑制得。廣泛用于制造軸承、支承襯套或作端面密封等。 （2）粉末冶金多孔材料。又稱多孔燒結(jié)材料。材料內(nèi)部孔道縱橫交錯、互相貫通，一般有3060的體積孔隙度，孔徑1100微米。透過性能和導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好，耐高溫、低溫，抗熱震，抗介質(zhì)腐蝕。用于制造過濾器、多孔電極、滅火裝置、防凍裝置等

10、。 （3）粉末冶金結(jié)構(gòu)材料。又稱燒結(jié)結(jié)構(gòu)材料。能承受拉伸、壓縮、扭曲等載荷，并能在摩擦磨損條件下工作。4.4.常用粉末冶金材料常用粉末冶金材料2022-6-2822（4）粉末冶金工模具材料。包括 硬質(zhì)合金 、粉末冶金高速鋼等。后者組織均勻，晶粒細(xì)小，沒有偏析，比熔鑄高速鋼韌性和耐磨性好，熱處理變形小，使用壽命長?？捎糜谥圃烨邢鞯毒?、模具和零件的坯件。 （5）粉末冶金電磁材料。包括電工材料和磁性材料。用于制造各種轉(zhuǎn)換、傳遞、儲存能量和信息的磁性器件。 （6）粉末冶金高溫材料。包括粉末冶金高溫合金、難熔金屬和合金、 金屬陶瓷 、彌散強(qiáng)化和纖維強(qiáng)化材料等。用于高溫下使用的渦輪盤、噴嘴、葉片及其他耐高

11、溫零部件。4.4.常用粉末冶金材料常用粉末冶金材料2022-6-28231 1）鐵基結(jié)構(gòu)合金的高精度高質(zhì)量大數(shù)量產(chǎn)品。）鐵基結(jié)構(gòu)合金的高精度高質(zhì)量大數(shù)量產(chǎn)品。2 2）致密高性能材料，主要是理想的密度和牢固性。）致密高性能材料，主要是理想的密度和牢固性。3 3）難加工材料的制造。）難加工材料的制造。4 4）特殊合金，主要為包含有多相的組分，通過增強(qiáng)密度）特殊合金，主要為包含有多相的組分，通過增強(qiáng)密度的工藝來制造。的工藝來制造。5 5）非平衡材料的合成例如非晶，微晶和亞穩(wěn)合金。）非平衡材料的合成例如非晶，微晶和亞穩(wěn)合金。6 6）具有獨(dú)特組分或不常用形狀的特殊附件的工藝。）具有獨(dú)特組分或不常用形狀的

12、特殊附件的工藝。 5.5.粉末冶金未來粉末冶金未來2022-6-2824第一章第一章 粉末的制取粉末的制取本章內(nèi)容本章內(nèi)容1.1 概述1.2 還原或還原-化合法1.3 氣相沉積法1.4 液相沉淀法1.5 電解法1.6 霧化法1.7 機(jī)械粉碎法1.8 超細(xì)金屬粉末及其制取2022-6-28251.1 概述概述 機(jī)械法：通過機(jī)械破碎、研磨或氣流研磨方法將大塊材料或粗大顆粒細(xì)化的方法。 物理法：采用蒸發(fā)凝聚成粉或液體霧化的方法使材料的聚集狀態(tài)發(fā)生改變，獲得粉末。 化學(xué)法：依靠化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)過程，生成新的粉態(tài)物質(zhì)。2022-6-2826機(jī) 械 研 磨氣 流 研 磨機(jī) 械 制 粉液 體 霧 化蒸

13、發(fā) 凝 聚物 理 制 粉氣 相 沉 積還 原 化 合電 化 學(xué) 法化 學(xué) 制 粉粉 末 的 制 備2022-6-2827（1 1）從固態(tài)金屬與合）從固態(tài)金屬與合金制取金屬與合金粉末金制取金屬與合金粉末的的 有有機(jī)械粉碎法機(jī)械粉碎法和和電電化腐蝕法化腐蝕法；在固態(tài)下制在固態(tài)下制取粉末的方法包括取粉末的方法包括（2 2）從固態(tài)金屬氧化物）從固態(tài)金屬氧化物及鹽類制取金屬與合金及鹽類制取金屬與合金粉末的有粉末的有還原法還原法；從金；從金屬和非金屬粉末、金屬屬和非金屬粉末、金屬氧化物和非金屬粉末制氧化物和非金屬粉末制取金屬化合物粉末的有取金屬化合物粉末的有還原還原- -化合法化合法。2022-6-282

14、8（1 1）從金屬蒸氣冷）從金屬蒸氣冷凝制取金屬粉末的凝制取金屬粉末的蒸蒸氣冷凝法氣冷凝法；在氣態(tài)制備粉末在氣態(tài)制備粉末的方法包括的方法包括（2 2）從氣態(tài)金屬）從氣態(tài)金屬羰羰基基物離解制取金屬、合物離解制取金屬、合金以及包覆粉末的金以及包覆粉末的羰羰基物熱離解法基物熱離解法; ; 2022-6-2829（1 1）從液態(tài)金屬）從液態(tài)金屬與合金制備金屬與與合金制備金屬與合金粉末的霧化法；合金粉末的霧化法；（2 2）從金屬鹽溶液）從金屬鹽溶液置換和還原金屬、置換和還原金屬、合金以及包覆粉末合金以及包覆粉末的的置換法置換法、溶液氫溶液氫還原法還原法；（3 3）從金屬鹽溶液）從金屬鹽溶液電解制金屬與合

15、金粉電解制金屬與合金粉末的末的水溶液電解法水溶液電解法；從金屬熔鹽電解制金從金屬熔鹽電解制金屬和金屬化合物粉末屬和金屬化合物粉末的的熔鹽電解法熔鹽電解法。在液態(tài)下制備粉末在液態(tài)下制備粉末的方法包括的方法包括（1 1）從液態(tài)金屬）從液態(tài)金屬與合金制備金屬與與合金制備金屬與合金粉末的合金粉末的霧化法；霧化法；2022-6-2830 從過程的實(shí)質(zhì)來看，現(xiàn)有制粉方法大體上可歸從過程的實(shí)質(zhì)來看，現(xiàn)有制粉方法大體上可歸納為兩大類，即納為兩大類，即機(jī)械法機(jī)械法和和物理化學(xué)法物理化學(xué)法。；物理化學(xué)法是借助化學(xué)或物理的作物理化學(xué)法是借助化學(xué)或物理的作用，改變原材料的化學(xué)成分或聚集狀態(tài)而用，改變原材料的化學(xué)成分或

16、聚集狀態(tài)而獲得獲得粉末。粉末。2022-6-2831氣 相 氫 還 原 還原劑-氫氣氣相金屬熱還原 還原劑-低熔點(diǎn)、低沸點(diǎn)的金屬（Mg、Ca、Na）HClMeHMeCln2 氣相還原法233434()Fe OFe OFeOFe OFe浮斯體2022-6-2832v 原料中雜質(zhì)的影響 原料中雜質(zhì)特別是SiO2的含量超過一定限度后，不僅還原時間延長，并且使還原不完全，鐵粉中含鐵量降低。v 原料粒度的影響v 多相反應(yīng)與界面有關(guān)，原料粒度愈細(xì)，界面的面積愈大，因而促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。2022-6-2833v固體碳還原劑類型的影響還原能力：木炭 焦炭 無煙煤v固體碳還原劑用量的影響v適宜的還原劑加入量：86

17、%-90%v還原溫度和還原時間的影響v料層厚度的影響v還原罐密封程度的影響2022-6-2834v加入一定的固體碳的影響v 碳加入方法：原料鐵鱗或鐵礦石與固體碳混合壓團(tuán)裝入；原料魚還原劑分層相間裝入，生產(chǎn)上常采用后者。v返回料的影響v 加入一定量廢鐵粉，加速還原過程。v引入氣體還原劑的影響v 引入氣體可使還原過程加速。v堿金屬鹽的影響 引入堿金屬鹽可使還原過程加速。2022-6-2835還原退火處理作用：退火軟化作用，提高鐵粉的塑性，改善鐵粉的壓縮性；補(bǔ)充還原作用；脫碳作用，把碳含量降低到0.25-0.05%以下。2022-6-2836生產(chǎn)難熔金屬化合物的方法：生產(chǎn)難熔金屬化合物的方法：用碳（

18、或用碳（或含含碳?xì)怏w）、硼、硅、氮與難熔金屬碳?xì)怏w）、硼、硅、氮與難熔金屬直接化合；直接化合；用碳，碳化硼、硅、氮與難熔金屬氧化物作用用碳，碳化硼、硅、氮與難熔金屬氧化物作用而得碳化物、硼化物、硅化物和氮化物。而得碳化物、硼化物、硅化物和氮化物。2022-6-2837 Si3N4 由硅烷和氮反應(yīng)形成的。2022-6-2838氣相沉積法用在粉末冶金中的有以下幾種：氣相沉積法用在粉末冶金中的有以下幾種： （1 1）金屬蒸氣冷凝，這種方法主要用于制取具有大蒸）金屬蒸氣冷凝，這種方法主要用于制取具有大蒸氣壓的金屬（如鋅氣壓的金屬（如鋅ZnZn，鎘，鎘CdCd等）粉末。這些金屬的特等）粉末。這些金屬的特

19、點(diǎn)是有較低的熔點(diǎn)和較高的揮發(fā)性，如果將這些金屬點(diǎn)是有較低的熔點(diǎn)和較高的揮發(fā)性，如果將這些金屬蒸氣在冷卻面上冷凝下來，便可形成很細(xì)的球狀粉末。蒸氣在冷卻面上冷凝下來，便可形成很細(xì)的球狀粉末。 （2 2）羰基物熱離解。）羰基物熱離解。 （3 3）氣相還原，包括氣相氫還原和氣相金屬熱還原。）氣相還原，包括氣相氫還原和氣相金屬熱還原。 （4 4）化學(xué)氣相沉淀。）化學(xué)氣相沉淀。2022-6-2839 定義定義: :在溶液狀態(tài)下將不同化學(xué)成分的物質(zhì)混在溶液狀態(tài)下將不同化學(xué)成分的物質(zhì)混合，在混合液中加人適當(dāng)?shù)某恋韯┲苽淝膀?qū)體合，在混合液中加人適當(dāng)?shù)某恋韯┲苽淝膀?qū)體沉淀物沉淀物, ,再將沉淀物進(jìn)行干燥或鍛燒，

20、從而制再將沉淀物進(jìn)行干燥或鍛燒，從而制得相應(yīng)的粉體顆粒。得相應(yīng)的粉體顆粒。 2022-6-2840液相沉淀法在粉末冶金中的應(yīng)用有以下幾種：液相沉淀法在粉末冶金中的應(yīng)用有以下幾種：（1 1）金屬置換法；）金屬置換法； 制取銅粉、鉛粉、銀粉等。用一種金屬從水溶制取銅粉、鉛粉、銀粉等。用一種金屬從水溶液中取代出另一種金屬的過程叫做置換。液中取代出另一種金屬的過程叫做置換。例例 Cu2+Zn=Cu+Zn2+2022-6-2841（2 2）溶液氣體還原法，主要是溶液氫還原法；）溶液氣體還原法，主要是溶液氫還原法； 可以制取銅粉、鎳粉、鈷粉，也可以制取合金可以制取銅粉、鎳粉、鈷粉，也可以制取合金粉（如鎳粉

21、（如鎳- -鈷合金粉）和各種包覆粉（如鈷合金粉）和各種包覆粉（如Ni/Al等）。等）。2022-6-2842 （3 3）共沉淀法制取復(fù)合粉）共沉淀法制取復(fù)合粉 2022-6-2843v 使基體金屬和彌散相金屬的鹽或氫氧化物在使基體金屬和彌散相金屬的鹽或氫氧化物在某種溶液中同時均勻析出，然后經(jīng)過干燥、某種溶液中同時均勻析出，然后經(jīng)過干燥、分解、還原以得到基體金屬和彌散相的復(fù)合分解、還原以得到基體金屬和彌散相的復(fù)合粉；粉；v 將彌散相制成最終粒度，然后懸浮在含基體將彌散相制成最終粒度，然后懸浮在含基體金屬的水溶液中作為沉淀結(jié)晶核心，待基體金屬的水溶液中作為沉淀結(jié)晶核心，待基體金屬以某種化合物沉淀后

22、，經(jīng)過干燥和還原金屬以某種化合物沉淀后，經(jīng)過干燥和還原就可得到以彌散相為核心，基體金屬包覆在就可得到以彌散相為核心，基體金屬包覆在外的包覆粉。外的包覆粉。2022-6-2844 例例 電極材料，WCu合金，在力學(xué)性能不能滿足要求時，可加入少量的Ni，來改善力學(xué)性能，其中鎳與銅均有包覆作用。 首先，鎢粉在硝酸鎳中溶解，氧化鎳包覆鎢，還原得到鎳包覆鎢顆粒; 鎳鎢顆粒在進(jìn)入氯化銅溶液中，包上銅后，烘干還原得到WNiCu合金粉，其性能：高溫導(dǎo)電，抗氧化，力學(xué)性能顯著提高等優(yōu)點(diǎn)。2022-6-2845水溶液電解基本原理水溶液電解基本原理電化學(xué)原理電化學(xué)原理 在陽極上失去電子，氧化反應(yīng)，成為正離子在陽極上

23、失去電子，氧化反應(yīng)，成為正離子 在陰極上金屬正離子獲得電子，還原成為金在陰極上金屬正離子獲得電子，還原成為金 屬原子屬原子 電解時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能作用與原電池作用與原電池相反。相反。2022-6-2846有機(jī)電解質(zhì)電解、熔鹽電解、液有機(jī)電解質(zhì)電解、熔鹽電解、液體金屬陰極電解。體金屬陰極電解。2022-6-2847 水溶液電解法可生產(chǎn)銅、鎳、鐵、銀、錫、鉛、水溶液電解法可生產(chǎn)銅、鎳、鐵、銀、錫、鉛、鉻、錳等金屬粉末。鉻、錳等金屬粉末。 電解結(jié)晶粉末形狀一般為樹枝狀，壓制性較好；電解結(jié)晶粉末形狀一般為樹枝狀，壓制性較好；電解法還可以控制粉末粒度，因而可以生產(chǎn)超電解法還可以

24、控制粉末粒度，因而可以生產(chǎn)超細(xì)粉末。細(xì)粉末。2022-6-2848Scanning electron micrograph of electrolytic copper powder show typical dendritic shape 2022-6-2849 1. 1.噴霧法噴霧法 霧是霧是液體液體以極細(xì)小的液滴分散懸浮在空氣中。以極細(xì)小的液滴分散懸浮在空氣中。 霧化法屬于機(jī)械制粉法，是直接擊碎液體金屬霧化法屬于機(jī)械制粉法，是直接擊碎液體金屬或合金而制得粉末的方法?；蚝辖鸲频梅勰┑姆椒ā?制取鉛、錫、鋁、銅、鎳、鐵、鋅等金屬粉末，制取鉛、錫、鋁、銅、鎳、鐵、鋅等金屬粉末，也可制取合金粉

25、末。也可制取合金粉末。2022-6-2850金屬或合金先由電阻爐或感應(yīng)電爐融化，再注入金屬液中間包內(nèi)。金屬液由上方孔流出時液流與沿一定角度高速射擊的氣體或水相遇，然后被擊碎成小液滴，隨著液滴與氣體或水流的混合流動，液滴的熱量被霧化介質(zhì)迅速帶走，使液滴在很短的時間內(nèi)凝固成為粉末顆粒。2022-6-2851霧化霧化聚并聚并凝固凝固外力沖擊相互接觸冷卻2022-6-28522022-6-2853主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：（1 1）急冷可大幅度地減小合金成分的偏析；）急冷可大幅度地減小合金成分的偏析；（2 2）急冷可增加合金的固溶能力；）急冷可增加合金的固溶能力；（3 3）急冷可消除相偏聚和形成非平衡相；）

26、急冷可消除相偏聚和形成非平衡相；（4 4）某些有害相可能由于急冷而受到抑制甚至消除；）某些有害相可能由于急冷而受到抑制甚至消除；（5 5）由于晶粒細(xì)化達(dá)微晶程度，在適當(dāng)應(yīng)變速度下可能）由于晶粒細(xì)化達(dá)微晶程度，在適當(dāng)應(yīng)變速度下可能出現(xiàn)超塑性等。出現(xiàn)超塑性等。2022-6-2854（1）霧化介質(zhì)1）霧化介質(zhì)類別的影響氣體氣體：空氣和惰性氣體等空氣-霧化過程氧化不嚴(yán)重或霧化后經(jīng)還原處理 可脫氧的金屬（如銅、鐵和碳鋼等）惰性氣體-減少金屬液的氧化和氣體溶解。液體：液體：水2022-6-2855粉末形狀粉末形狀：氣霧化容易獲得球形粉末。水霧化獲得粉末表面張氣霧化容易獲得球形粉末。水霧化獲得粉末表面張力較

27、小的呈土豆?fàn)罨虿灰?guī)則形狀，只有那些表面張力較大的合力較小的呈土豆?fàn)罨虿灰?guī)則形狀，只有那些表面張力較大的合金，例如鎳基合金，才能得到球形合金粉末金，例如鎳基合金，才能得到球形合金粉末?；瘜W(xué)成分化學(xué)成分：不論是采用水霧化還是采用氣霧化，制作出的合金不論是采用水霧化還是采用氣霧化，制作出的合金粉末的化學(xué)成份不會因?yàn)橹谱鞣椒ǖ牟煌a(chǎn)生差異粉末的化學(xué)成份不會因?yàn)橹谱鞣椒ǖ牟煌a(chǎn)生差異。 金相組織金相組織：采用氣霧化制作的合金粉末，合金的過冷度要比采采用氣霧化制作的合金粉末，合金的過冷度要比采用水霧化制作的小許多，所以相同的化學(xué)成份，采用不同的霧用水霧化制作的小許多，所以相同的化學(xué)成份，采用不同的霧化

28、方法制出的合金粉末的金相組織會不一樣化方法制出的合金粉末的金相組織會不一樣。2022-6-28562022-6-2857 2 2）氣體或水的壓力的影響）氣體或水的壓力的影響 氣體壓力愈高，所得粉末愈細(xì)。氣體壓力愈高，所得粉末愈細(xì)。2022-6-28581 1）金屬液的表面張力和粘度的影響）金屬液的表面張力和粘度的影響 在其他條件不變時，金屬液的表面張力愈大，粉末成球形的愈多，粉末粒度也較粗；相反，金屬液的表面張力小時，液滴易變形，所得粉末多呈不規(guī)則形狀，粒度也減小。減小金屬的粘度，促進(jìn)液滴球化。2022-6-28592 2）金屬液過熱溫度的影響）金屬液過熱溫度的影響 在霧化壓力和噴嘴相同時，金

29、屬液過熱溫度愈高，細(xì)粉末產(chǎn)出率愈高，愈容易得球形粉末。3-3-金屬液溫度金屬液溫度17201720o oC C3-3-金屬液溫度金屬液溫度17201720o oC C2022-6-2860 3 3）金屬液流股直徑的影響）金屬液流股直徑的影響 當(dāng)霧化壓力與其他工藝參數(shù)不變時，金屬液流股直徑愈細(xì)，所得細(xì)粉末也愈多。2022-6-2861（3 3）其他工藝因素）其他工藝因素1 1）噴射參數(shù)的影響）噴射參數(shù)的影響 金屬液流長度、噴射長度、噴射頂角等 對不同的體系，適當(dāng)?shù)膰娚漤斀且话愣纪ㄟ^試驗(yàn)確定。2 2）聚粉裝置參數(shù)的影響）聚粉裝置參數(shù)的影響 液滴飛行路程較長，有利于形成球形顆粒，粉末也較粗。2022

30、-6-28622022-6-28632022-6-2864機(jī)械法2022-6-2865滾筒式滾筒式行星式行星式振動式振動式攪動式攪動式機(jī)械法：球磨法2022-6-2866滾筒式球磨： 可直接用來生產(chǎn)脆硬的金屬或氧化物粉末；同時也能對還原法金屬粉末結(jié)塊、霧化粉末或電解粉末的結(jié)塊進(jìn)行處理。 2022-6-2867 也是能量效能利用率低的方法也是能量效能利用率低的方法,能量利用率能量利用率10%。球球材料材料球磨桶球磨桶僅需要僅需要干干濕濕2022-6-2868Dd241181影響球磨效果的因素影響球磨效果的因素 factors to influence milling efficiencya、球料

31、比球料比：一般粉末填滿一般粉末填滿 球體之間的間隙，裝填系數(shù)球體之間的間隙，裝填系數(shù)0.4-0.5b、球體直徑球體直徑： 選擇范圍選擇范圍c、研磨介質(zhì)研磨介質(zhì)：空氣、液體空氣、液體干磨干磨 濕磨濕磨 （水（水, , 乙醇等）乙醇等） 表面活性劑表面活性劑有利于裂紋擴(kuò)展有利于裂紋擴(kuò)展2022-6-2869 d、球磨筒的轉(zhuǎn)速球磨筒的轉(zhuǎn)速：n工工=0.6n臨界臨界使球產(chǎn)生滾動研磨較細(xì)物料；如果物料較粗、使球產(chǎn)生滾動研磨較細(xì)物料；如果物料較粗、性脆，需要沖擊時，可選用性脆，需要沖擊時，可選用n工工=0.7-0.75n臨界臨界的轉(zhuǎn)速。的轉(zhuǎn)速。e、裝球量裝球量：一般球磨機(jī)的裝填系數(shù)一般球磨機(jī)的裝填系數(shù)0.4-0.5為宜為宜2022-6-2870脆性粉末破碎，延性粉末， Sm 粉末極限研磨后的比表面積 S0 0 粉末研磨前的比表面積 S 粉末研磨后的表面積, t 研磨時間, k 常數(shù) 氧化鋁、氧化鋯、炭化硅、鈦、鎳等都符合這種關(guān)系ktSSSSmm0lnf f、物料的性質(zhì)2022-6-2871超細(xì)顆粒：超細(xì)顆粒：粒徑小于粒徑小于0.10.1m m而必須用電子顯微鏡而必須用電子顯微鏡 才能看見的顆粒。才能看見的顆粒。 超細(xì)金屬粉末：超細(xì)金屬粉末：許多單個超細(xì)金屬顆粒的聚合體。許多單個超細(xì)金屬顆粒的聚合體。2022-6-2872超細(xì)金屬粉末