粉末冶金第章.pptx

➢ 研磨后的金属粉末会有加工硬化、形状不规则以及出现流 动性变坏和团块等特征。
1、机械研磨法
复习 ➢ 加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度
和硬度升高，而塑和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产 生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错 的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残 余应力等。
1.1 机械粉碎法
➢ 固态金属的机械粉碎既可以是一种独立的制粉方法，又可 以是其他方法的补充。
➢ 机械粉碎是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属、合 金或化合物机械地粉碎为粉末的。
➢ 物料最终的粉碎程度：粗碎、细碎 ➢ 压碎：碾碎、辊轧、鄂式破碎 ➢ 击碎：锤磨 ➢ 击碎和磨削多方面作用：球磨、棒磨等
1.2 雾化法
➢ 雾化是指利用高压流体或其他特殊的方法将熔融金属粉碎 成细小的液滴，从而得到粉末的过程。
➢ 雾化法是将液体金属或合金直接破碎成为细小的液滴，其 大小一般小于150μm，而成为粉末。
➢ 雾化法可用来制取多种金属粉末，各种预合金粉末。
➢ 雾化制粉法主要包括：二流雾化(气雾化和水雾化)，离心雾化 (旋转圆盘雾化，旋转坩埚雾化，旋转电极雾化)，真空雾化，辊 筒雾化，超声雾化，电磁离心雾化，振动电极雾化等。
离心雾化：利用机械旋转造成的离心力将金属液流击碎成细的液滴，然 后冷凝成粉末的雾化过程。
离心雾化的几种形式
➢ 旋转圆盘雾化：铁、钢等粉末 ➢ 旋转坩埚雾化：铝合金、钛合金、镍合金粉末 ➢ 旋转电极雾化：高温合金粉末、活性金属(锆、钛等)粉末
及超合金粉末。该法的特点：粉末干净，球形粉末，粒度 均匀没有坩埚污染；生产效率低，设备和加工成本较高， 粉末粒度粗。
概述
➢ 粉末冶金的生产工艺是从制取原材料—粉末开始的。 ➢ 粉末既是粉末冶金工业的一大产品，同时又可以为后续工序（如成形、
烧结）提供原材料。 ➢ 粉末的种类：材质：金属粉末，合金粉末，金属化合物粉末；
形状：球形，片状，树枝状； 粒度：粗粉（几百微米）～超细粉末（纳米级） ➢ 粉末制取方法（过程实质）：机械法、物理化学法 ➢ 机械法：将原材料机械的粉碎而化学成分基本上不发生变化的工艺过 程。 ➢ 物理化学法：借助化学或物理的作用，改变原材料的化学成分和聚集 状态获得粉末的过程。
➢ 碟状粉末（凹形） ➢ 细金属丝，切屑以及其他废屑。
3、其它机械粉碎法
(2)冷气流粉碎
➢ 基本工艺：利用高速高压的气流带着较粗的颗粒通过喷嘴 轰 击 在 击 碎 室 中 的 靶 子 ， 压 力 立 即 从 高 压 7MPa 降 到 0.1MPa，发生绝热膨胀，使金属靶和击碎室的温度降到室 温以下，甚至零度以下，冷却了的颗粒即被粉碎。
第一章 粉末的制取
机械粉碎法(Mechanical Grinding/Milling) 雾化法(Atomization) 还原法(Reduction Method) 气相沉积法(Vapor Deposition Process) Precipitation 液相沉积法(Liquid Deposition Process) 电解法(Electrolysis Process)
➢ 雾化过程是一个复杂的过程，按雾化介质与金属液流相互 作用的实质，既有物理机械作用，又有物理化学变化。高 速的气流或水流，既是破碎金属液的动力(能量交换)，又 是金属液流的冷却剂(热量交换)。
2、离心雾化
➢ 离心雾化是利用机械旋转的离心力将金属液流击碎成细的 液体，然后冷却凝结成粉末的形状。
➢ 离心雾化的发展是与控制粉末粒度的要求和解决制取活性 金属粉末的困难相关。
2、机械合金化（Mechanical Alloying (MA)）
复习 冷焊：在摩擦学中，两直接接触表面在常温、低温下形成 的黏着。 冷焊技术：采用合理的工艺,选择适当的化学粘合材料（胶 粘剂、密封剂、固持剂、修补剂等.）将同种材料或异种材 料连接在一起,实现连接、密封、固持、功能涂层的一项新 技术。因通常在常温下施工，被称为“冷焊技术”。
颚式破碎机俗称鄂破，又名老虎口。由
动鄂和静颚两块颚板组成破碎腔，模拟动物 的两颚运动而完成物料破碎作业的破碎机。 广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路 、水利和化工等行业中各种矿石与大块物料 的中等粒度破碎。被破碎物料的最高抗压强 度为320Mpa。
1、机械研磨法
➢ 研磨的任务(作用)包括：减小或增大粉末粒度；合金化； 固态混料；改善、转变或改变材料的性能等。
➢ 团聚：团聚通常是因为比表面积大，表面能高。但是制 备粉末就是为了增加比表面积，那么就从降低表面能的角 度去考虑问题就可以了。低温避光通常可以解决一定程度 上的问题，若是溶液或者是浊液乳液性质的，可以适当加 入某些可以降低表面能的药剂
2、机械合金化（Mechanical Alloying (MA)）
➢ 雾化制粉的优点： ➢ ①容易制得所需成分的、纯度高和组织均匀的、且工艺性能好
的优质金属粉末； ②粉末颗粒形状、大小和粒度分布等均可在一定范围内调整； ③可以使用廉价原料(废金属等)； ④工艺流程短，设备简单，因而总体成本也低。
1、二流雾化
➢ 借助高压水流或高速气流的冲击来破碎金属液流，称二流 雾化，包括水雾化和气雾化。
➢ 定义：机械合金化（简称MA）是指金属或合金粉末在高 能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、 碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中 原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。
➢ 机械合金化是在高速搅拌球磨的条件下，利用金属粉末混 合物的重复冷焊和断裂进行机械合金化的。也可以在金属 粉末中加入非金属粉末来实现机械合金化。
3、其它机械粉碎法
(1)涡ห้องสมุดไป่ตู้研磨
➢ 一般机械研磨只适用于粉碎脆性金属和合金，而涡旋研磨就是为了有 效地研磨软金属而发展起来的，最早用于生产磁性材料的纯铁粉
➢ 涡旋研磨机的工作室内不放任何研磨体，主要依靠被研磨物料颗粒间 自相撞击和物料颗粒与磨壁、螺旋桨间的撞击进行研磨的。
➢ 由于涡旋研磨所得的粉末较细，工作过程中，为了防止粉末氧化，可 以在工作室中通入惰性气体或还原性气体作为保护气氛。