实验三压制方式对密度沿压坯高度分布不均匀性的影响
粉末冶金原理》实验指导书粉末冶金是以金属粉末和添加剂所组成的混合料为原料，通过成形、烧结等工艺而获得材料或制品的过程，其基本工艺过程包括粉末准备、成形和烧结。
粉末在成形烧结过程中，发生一些列的变化，最终形成具有一定形状、尺寸和强度的烧结体。
通过本综合实验可以使学生加深对粉末冶金成形和烧结过程中基本原理和粉末冶金工艺过程的理解。
I粉末压制成形一、实验目的与意义1. 了解一般压制过程；2. 了解粉末成形混合料的制备原理和方法；3. 了解模压成形时压坯密度沿高度分布不均匀性和压制方式对坯密度分布的影响；4. 研究压制时单位压制压力对压坯密度的影响。
二、基本原理影响压坯中密度分布不均匀的因素较多。
但最主要的因素是粉末颗粒与模壁及上、下模冲之间的摩擦作用。
压制过程中，粉末颗粒在压制压力的作用下沿压制方向产生移动，由于侧压力的存在，运动的粉末颗粒与压模壁之间必然产生摩擦，摩擦力的方向与压制压力方向相反，阻碍粉末颗粒移动，从而消耗一部分压制压力，通常称之为“摩擦压力损失”，使压制压力沿压坯高度下降，同时，不仅粉末与模壁之间产生摩擦，而且粉末与上、下模冲接触处也同样产生摩擦，从而造成压坯密度沿水平方向分布也不均匀。
采用不同的压制方式对压坯密度分布的均匀性影响较大，在其它条件相同的情况下，双向压制和非同时双向压制所得压坯密度分布比单向压制时均匀得多。
因为此时沿压坯高度的压降大大减小。
生产中应尽量避免压坯密度分布的不均匀性，压坯密度分布不均易造成压制废品以致烧结废品。
为改善压坯密度分布不均匀性，可采取如下措施，改善粉末性能, 加入适量润滑剂，改进压件结构设计，采取用不同压制方式，提高模具硬度和光洁粉末压制过程中，随着单位压制压力的增加，压坯相对密度有规律的变化，许多粉末冶金工作者已探讨出不少压制经验公式和理论公式，但这些公式由于某些原因都有一定的局限性，其中比较好的压制公式有：（1）M.巴尔申压制公式：I 0 炉=I O P m a x- L （- - 1）式中：P—单位压制压力；弔ax —压坯达到100%密度时所需单位压制压力；一：一压坯的相对体系；L ------------------- 压制因素。
（2）L.F.恩伊一L.沙皮洛一K.科诺皮斯凯压制公式：1 - DIn KP1 - D od 压_. d式中D =—压坯相对密度；D。
二」压坯初始相对密度；K —系数。
d m d m（3）川北公夫压制公式1 1 1 1--- = -------- ---- r —C ab P a式中c二V^V=1-直体积压缩比；do —粉末松装密度；d —压坯密度；V o —V o d粉末松装体积；V —压坯体积；a, b—常数。
（4）黄培云压制公式m log In （dm—d0）d = l o P - l o M（d m -d）d0式中P—单位压制压力；M —压制模量；d。
一压坯的初始密度（粉末原始密度）；d m —致密金属密度；d —压坯密度；m —硬化指数。
从以上四个公式可以看出，单位压制压力与压坯密度变化呈线性关系，因此本实验用铁粉和铜粉对上述四个压制公式进行验证实验设备与材料1. 还原铁粉（-100目）、电解铜粉（-100目） 各 500克四、实验内容及步骤（一）压坯密度分布不均匀性测定1. 铁粉或铜粉加 0.5%的油酸或硬脂酸锌用研钵或在混料机上混合均匀。
2. 材料装模：每个压坯称 10克料,分成五等份（即每份 2克,装模时每份之 间用双层锡隔开） 。
3. 压制：均采用单位压制压力 3T/cm 2。
单向压制时,由上模冲加压,下模冲固定。
非同时双向压制时,按单向压制第 一次加压后,将阴模倒转,进行第二次单向压制,两次均应达到所规定的相同单位 压制压力。
4. 压坯测量：脱模后将压坯沿隔开处分开,作出记号（自上而下顺序分别记为 1,2,3,4,5 号）,并分别测量其平均高度和直径。
5. 画下各部分压坯垂直截面的形状,并称其重量,计算各部压坯的平均密度。
6. 利用上面所得数据，可以作为压坯的相对尺寸（h/d ）,对其平均密度的影响 的实验数据，此时将压坯的第一部分（ 1 号）第一、二部分（ 1+2），第一、二、三 部分（ 1+2+3）第一、二、三、四部分（ 1+2+3+4）第一、二、三、四、五部分（ 1+2+3+4+5）2. 油酸或硬脂酸3. 锡箔4. 压模5. 工业太平6. 千分尺、游标卡尺7. 装料烧杯8. 研钵9. 压力机、园筒型混料10. 瓷盘11. 牛角勺12. 毛刷5克 若干 1套 1 台（200g,感量 0.1g ） 各1个2个1套各1台 1个 1个 2个分别看成五个独立的压坯，分别计算出高度和平均密度来7. 按表1表2计算压坯各种数据8. 根据实验结果写出报告沿压坯高度的密度分布表表2压坯相对尺寸对其平均密度的影响（二）压制压力与压坯密度关系研究1. 计算压制成五个压坯所需混合料的重量，按与（一）相同的方法制备铁粉和铜粉成形混合料；2. 在压模壁上涂上一层薄的油酸，以减小模壁摩擦；3. 将混匀的粉末倒入压模内，在压力机上分别以不同的单位压力进行压制，单位压制压力分别取：铁粉：1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 （T/cm2）铜粉：0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 （T/cm2）4. 用千分尺精确测量脱模后压坯的直径d!及d。
压坯原有直径（令其等于模冲直径）和压坯高度；5. 在工业天平上称出所得压坯之重量，并计算其密度；6. 按表3进行各种数据的计算，并根据上述四个压制公式分别绘出压制曲线；7. 取任一压坯（最好单位压力较高者）进行压坯径向弹性后效的计算。
-% - %「二------ 100%%式中——沿压块直径的弹性后效% ；1 -------- 压坯自压模中取出后的直径mm；0 -------- 压坯在压模中的直径mm。
8. 根据实验结果写出报告表3粉末压制记录表五、实验报告要求1. 简述基本原理；2. 按表格记录实验数据和计算结果；3•作出压坯密度高度关系曲线(即以在坯密度为纵坐标，以距上模冲距离为横坐标)；4. 分别绘出铁粉和铜粉的压制曲线；5. 进行压坯径向弹性后效的计算；6. 分析实验中的各种现象：密度沿压坯高度和横截面分布不均匀，压制方式的影响，相对尺寸对密度的影响等，对实验结果进行讨论。
n 烧结实验一、实验目的1. 了解一般烧结过程；2. 熟悉单元系烧结和多元系液相烧结的基本原理；3. 熟悉粉末冶金烧结炉的基本结构和控温原理；4. 烧结温度对烧结体性能的影响。
二、基本原理烧结是一种热处理，烧结过程是一个极其复杂的过程，在此过程中发生多种反应，而大多数是固相反应，粉末压坯通过烧结，其物理机械性能和尺寸大小将发生变化，它使得粉末压坯强化，同时一般也使粉末体致密化。
研究烧结过程通常是从最简单的单元系开始的，研究单元系烧结规律，不仅对于建立烧结过程的理论基础，而且对于生产这些单组元成分材料的工艺过程都具有很大意义。
为使粉末压坯通过烧结而获得所要求的性能应合理选择烧结工艺参数，每一种金属粉末的烧结参数是各不相同的。
烧结过程的参数包括烧结反应类型、物质迁移机构、烧结温度、烧结时间、烧结气氛、加热及冷却速度、活化烧结的添加剂等。
影响烧结工艺的可能因素很多，诸如与温度有关的材料性能（自由表面的能量、扩散系数等），粉末性能、预烧结条件和烧结条件，外来成分等。
对多元系，在固相烧结条件下，要制取高度制品是比较困难的。
为了制取多元系的高密度制品，普遍采用在物料中加入易熔组元的工艺方法，以便在烧结时生成液相，在大多数情况下，液相的生成会使烧结活化，并保证制品孔隙很少，这种制品一般具有优良的性能，在粉末冶金制品中，能形成液相的系统有：Fe-Cu、Fe-P、Cu-Pb、Cu-Bi 、Cu-Ca、W-Cu、W-Ag 、Mo-Cu、Mo-Ag 、WC-Co 等。
液态金属浸润固体表面的热力学条件是：当固-气、液-气界面转变为固-液界面时，系统自由能降低，即润湿角二从0°-90为清润湿范围，二角愈小，润湿效果愈好。
液相烧结时，激烈的致密化过程是从形成液相时开始的，即液相的形成通常会伴随有激烈的收缩，提高收缩的作用，除了同组元的物理-化学性质有关外，还决定于液相的数量，固、液相之间的润湿性，成份之间的可溶性，固体颗粒尺寸和形状，压坯孔隙度等等。
增加易熔组元的数量，可以促进收缩，但在组元存在一定溶解度时，异扩散过程会使液相烧结时密度变化复杂化，如Fe-Cu系，浓度一收缩曲线的行程并不是单调的关系。
当Cu含量达到8-9%时，即达到Cu，在Fe中的极限饱和量时，收缩就降低，此时或者很少有液相形成，或者由于形成固液体而完全没有液相。
但从铜含量8-9%开始由于形成液相，收缩又随着铜含量的增加而增加。
液相烧结时系统的收缩过程分为几个阶段，第一阶段是生成液相的阶段，如果难熔组元的颗粒同彼此没有联系，则在液相的毛细管力的作用下，颗粒重新分布，使其排列得更加致密，并相应地提高了压坯密度。
收缩的第二阶段取决于通过液相的重结晶过程，这阶段的特点是细小的颗粒和固体颗粒表面凸起的部分在液相中溶解，并在粗颗粒的表面上析出。
液相烧结的第三个阶段是形成刚性骨架，在收缩动力学曲线上进入水平线位置（收缩停止），标志着刚性骨架的形成。
本实验首先对电解铜粉和铁粉压坯在不同烧结温度下进行固相烧结，研究烧结温度对烧结体性能的影响。
然后研究Fe-Cu系或W-Cu系液相烧结的致密化情况。
、实验设备及材料1电解Cu粉、Fe粉、W粉、WC粉、8混料机、粉末成形压机Co粉等2油酸或硬脂酸锌、石蜡、酒精3工业天平4研钵5压模9分析天平10 H2、N2 11管式烧结炉12烧舟6游标卡尺13光学高温计7千分尺四、实验内容及步骤（一）单元系烧结部分以低压制压力成型的电解铜粉或铁粉，分别在不同温度下烧结，测量其烧结体密度变化及收缩率。
实验步骤如下：1. 计算压制六个压坯所需混合料的重量、称料、混合均匀；2. 以0.5-1.5T/cm2单位压制压力进行压制，压坯编号；测量压坯高度、直径、重量；3. 装舟：样品集中装在中部，以减少烧结时温度不均匀所引起的温差；4. 检查烧结炉电路、气路是否正常，烧结炉升温，并按照要求工艺制度推舟，待润滑剂全部挥发后再推入高温区；5. 采用不同烧结温度分别为800C、880C、960C （对Cu粉），950C、1030C、1110C （对Fe粉）各保温一小时；6. 保温后推入冷却区，冷却后取出样品；7. 测量烧结坯尺寸、重量；.按表4计算各数据，并绘制烧结体密度及收缩率与烧结温度的关系曲线；8. 根据结果编写实验报告。
单元系烧结实验结果表表（二）多元系液相烧结部分以不同Fe-Cu比（2%Cu、9%Cu、20%Cu）的混合料在相同压制压力成形，并在同样烧结条件下烧结，测量烧结体线尺寸的变化。
粉冶思考题
1、侧压力（侧压系数）的概念；压制过程中由垂直压力所引起的模壁施加于压坯的侧面压力。
单位面积的侧压力称为侧压强p 侧 。
2、传力极限高度；传力极限高度是指一定截面尺寸下，粉末能够传递压力的最大高度。
即是冲头通过粉末所能传递压力的最大高度。
3、模具几何因素对压坯密度的影响，原因；与模冲相接触的压坯上层，密度和硬度都是从中心向边缘逐步增大的，顶部的边缘部分密度和硬度最大；压坯中下部，由于外摩擦的作用，轴向压力的降低比压坯中心大得多，以致在压坯底部的边缘密度比中心的密度低。
原因：压制时所用的总压力为净压力与压力损失之差，而这种压力损失就是在普通模压过程中造成压坯密度分布不均匀的主要原因。
4、弹性后效弹性后效：在去除P 压后，压坯所产生的胀大现象。
1、试述压制曲线的解析表达式，系数b 的物理意义是什么？表达式：abp =ρ ,b 的物 理意义是当p=100MPa 时，压坯的密度值，是表征粉末压缩性能好坏的参数之一。
2、影响压制曲线的因素是什么？①、压坯高径比；②、粉末粒度；③、粉末颗粒形状；④、粉末加工硬化；⑤、粉末氧化3、侧压力的定义？表达式？意义？①、压制过程中由垂直压力所引起的模壁施加于压坯的侧面压力 ②、pp p ννξ-==1测 ③、该式计算为估计值，为侧压力的平均值，单项压制情况下，实际压坯上侧压力随模冲的距离增加而减小。
4、传力极限系数的表达式？其意义是什么？ ①、μξ100=正侧S S ②、只有压坯的侧面积、正面积小于等于传力极限系数时才可以压制。
5、简述正压力损耗及侧正面积比对压坯密度的影响。
摩擦力的存在，使压制压应力向下传递过程中被逐渐消耗，侧正面积比越大，导致下部粉末的成形压力越来越低。
当压力降为零时，粉末将不能被压缩。
6、什么是弹性后效？它有什么危害？弹性后效：在去除P 压后，压坯所产生的胀大现象。
危害：压坯及压模的弹性应变是产生压坯裂纹、分层的主要原因之一，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中部位就会出现裂纹。
压模设计基本原理
➢p剩侧=j*ξ0*ρ*p压制 ξ0压坯致密材料的侧压系数 ρ相对密度 p压制 压制压强
压制阻力---压制摩擦力
压制摩擦力：粉末颗粒间内摩擦力、粉 末与模具接触壁的外磨擦力 压制摩擦力是导致压制力沿压制方向的 传递是逐渐减少的根本原因，也是产生 压坯密度不均匀和主要原因之一
F摩= μ*p压*S侧
压制压力与压坯密度的关系
对铁基、青铜基材料压坯有： p=（ ρ /b）1/a 式中 ρ压坯密度
b压制压力为100Mpa的压坯密度 a反映粉末性能的常数 p单位压制压力
侧压力
粉末形变和模具约束压制时在模具侧壁产生侧压力， 其对压坯的反作用力为侧压力 。压制压力、粉末、 密度影响侧压力的大小 p侧=ξ*p压=ν/（1-ν）*p压 式中：ξ侧压系数，ξ=ν/（1-ν）
硬质合金、钨合金成形压力100~300Mpa，
P脱≈0.3P压
压力中心
➢ 压制产品中心、模具中心、压机压力中 心须重合，以保证产品压制面的精度和设 备、模具精度和寿命
➢ 压制产品的压力中心是压制横截面的重 心，可根据各分力、力矩之合为零计算。 也可用CAD软件直接得出
➢对压制面积较大产品（或者是压制压力接 近设备满负荷），三者中心重合尤其重要
ν为泊松比，与压坯材料和密度有关 ξ=ξ0*ρ ξ0 致密材料侧压系数，ρ为压坯相对密度
剩余侧压力
压制时阴模产生弹性变形，压制压力卸除后弹性变 形趋于恢复面产生剩余侧压力 ➢ F剩侧=p剩侧*S侧 剩余压力与侧剩余压强和压坯与模具的接触面积成 正比关系 ➢ p剩侧=j*p侧 j为剩余侧压强与侧压强的比例系数，与模具材料的 弹性模量（刚度）成正比
单向压制方式对压坯密度分布的影响 ➢ 压制阻力---摩擦力使压力的传递递减，压坯密度沿压制方
金属粉末压制时坯块密度的变化规律ppt课件
图3-3
10
第三章成形
图3-4粉末位移的形式 (a)粉末颗粒的接近；(b)粉末颗粒的分离； (c)粉末颗粒的滑动；(d)粉末颗粒的转动；
(e)粉末颗粒因粉碎而产生的移动
11
第三章成形
b.粉末的变形 粉末体受压后体积明显减小，除第一阶段的位移外，又发生变形。变
形有弹性变形和塑性变形。 弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可
H ＜1
D
或
H ＜1
L
图3-19密度变化
27
第三章成形 c.脱模压力
脱模压力指把坯块从模具内取出所需的压力。 压制铁粉： P脱 0.13P
压制硬质合金： P脱 0.3P
脱模压力与压制力的关系： P脱 P压
氧化镁脱模压力与压制力的关系： P脱 C[PDH ]m 式中P——压制压力；D——坯块直径；D——坯块高度； C——模具质量的特征系数；m——常数。
同理，沿y轴方向也可导出相同公式。侧压力公式未考虑塑性变形、粉末 特性、模壁变形等，因此只是一个估算值。
24
第三章成形
侧压系数与坯块密度的关系：
P侧 P
最大
式中ζ——达到理论密度时的侧压系数；ρ——坯块相对密度。
P上侧 38%P 下层：P下侧 P上侧 （40 ~ 50%）
14
第三章成形
图3-6电解铜粉坯块的抗弯强度 与成形压力的关系
图3-7还原铁粉坯块的抗弯强度 与成形压力的关系
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第三章成形 转鼓试验是以测定坯块质量的质量损失率来表示坯块强度。
S A B 100% A
式中S——质量损失率；A——试样原始质量；B——试样最终质量.
第二章粉末压制成形原理
模压成形 是将金属粉末或粉末混合料装入 钢制压模（阴模）中，通过模冲对粉末加压，卸 压后，压坯从阴模内脱出，完成成形过程。
▪ Loose powder is compacted and densified into a shape, known as green compact
▪ Most compacting is done with mechanical presses and rigid tools ▪ Hydraulic and pneumatic presses are also used
x
推导
zP y
压坯受力示意图
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p侧
1
p p
p侧 — 单位侧压力（MPa）；p — 单位压制压力（MPa）； ξ = γ /（1-γ ）—侧压系数；γ—泊桑比
（二）侧压系数
● 定义： ξ = γ /（1-γ ）= p侧 /p ：单位侧压力与单位正压力之比 ● 影响因素
▪ 颗粒间可用于相互填充的空间（孔隙） ▪ 粉末颗粒间摩擦 ▪ 颗粒表面粗糙度 ▪ 润滑条件 ▪ 颗粒的显微硬度 ▪ 颗粒形状 ▪ 加压速度
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2. 粉末颗粒的变形
● 弹性变形 颗粒所受实际应力超过其弹性极限，发生弹性变形。 ● 塑性变形
● 净压力（有效压力）：p，，P1
● 压力损失：∆p，P2—克服内外摩擦力，
单向压制各种力的示意图
P = P1 + P2 ∆p = p-p，
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硬质合金压制过程中的压力分布
硬质合金压制过程中的压力分布
引起压力分布不匀的主要原因是粉末颗粒之间以及粉末与模壁之间的摩擦力。
压块高度越高，压力分布越不均匀。
实行双向加压或增大压坯直径，能减少压力分布的不均匀性。
四，压块密度分布：越是复杂的压块，密度分布越不均匀；除压力分布的不均匀（压力降）外，装粉方式不正确，使压块不同部位压缩程度不一致，也会造成压块密度不均匀。
1，填充系数：是指压块密度Y压与料粒的松装密度Y松的比值；压缩比：是指粉末料粒填装高度h粉与压块高度h压之比；在数值上填充系数和压缩比是相等的。
K=Y 压÷Y松=h粉÷h压2，为了减少压块密度分布的不均匀性：（1）提高模具的表面光洁度；（2）减少摩擦阻力；（3）提高料粒的流动性；（4）采用合理的压制方式； 3，粉末粒度对压制的影响；（1）粉末分散度越大（松装越小），压力越大。
压块密度越小；有较大的强度值，成型性好。
（2）料粒较粗，压块容易达到较高的压块密度，但其密度分布往往是不均匀的；一般情况下，压块强度随成型剂的加入量而提高。
五，硬质合金压块的弹性后效：1，弹性内应力：粉末颗粒内部和颗粒间接触表面上，由于原子间引力和吸力的相互作用，会产生一个与颗粒受力方向相反，并力求阻止颗粒变形，以便达到与压制压力平衡的作用力叫弹性内应力。
2，弹性后效：在除去压制压力和把压块脱模后，由于弹性内应力的松弛作用而引起压块体积膨胀的现象叫弹性
后效。
3，在许多情况下，压块脱模后发生弹性膨胀是造成压块裂纹和分层的原因。
4，粉末粒度细，颗粒粗糙程度降低，颗粒间结合强度降低（成型不足或含水量大）以及氧化物和杂质含量增加都会增加弹性后效。
料粒干燥太干而变硬，也会增加弹性后效.。
特种陶瓷的成型方法
¾ 干压等静压成型的特点：
¾ 干式等静压更适合于生产形状简单的长形、壁薄、 管状制品。
¾ 这种方法可连续操作，操作周期短，适用于成批生 产。但产品规格受限制，因为加压塑性模不能经常 更换。
目前大量使用的主要是湿袋法。
3.热等静压成型
热等静压也称为高温等静压，是用金属箔代替橡皮 模，用气体代替液体，使金属箔内的粉料均匀受压。 通常所用的气体为氦气、氩气等惰性气体。结。
特种陶瓷的主要成型方法可分为： ① 压力成型方法，如干压成型、冷等静压成型、干袋式
等静压成型等。 ② 可塑成型方法，如可塑毛坯挤压、轧膜成型等。 ③ 浆料成型方法，如料浆浇注、离心浇注、流延成型、
热压铸等。 ④ 注射成型。 ⑤ 其他成型方法。如压滤法、固体自由成型制备技术、
直接凝固注模成型、温度诱导成型、电泳沉积成型等。
挤压成型时将真空练制的泥 料放入挤制机内，这种挤制 机一头可以对泥料施加压力， 另一头装有机嘴即成型模具。 通过更换机嘴，能挤出各种 形状的坯体。也有将挤制嘴 直接安装在真空练泥机上， 成为真空练泥挤压机，挤出 的制品性能更好。
棒和管材的挤压成型
Á 挤压机适合挤制棒状、管状(外形可以是圆形成多 角形，但上下尺寸大小一致)的坯体，然后待晾干 后，可以再切割成所需长度的制品。一般常用挤 制φl～30 mm的管、棒及壁厚可小至0.2mm左右细 管等。随着粉料质量和泥料可塑性的提高，也用 来挤制长100～200mm，厚0.2～3mm片状坯膜，半 干后再冲制成不同形状的片状制品，或用来挤制 100～200孔/cm2的蜂窝状或筛格式穿孔瓷制品。
3 4～ 12 14 17 18 20 25 30 40 50 10
0. 0.3 0.4 0.5 0.6 1.0 2.0 2.5 3.5 5.5 7.5 2
粉末冶金原理 答案
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，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：①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.②在一定程度上, 粒度、形状易控制. ③化学成分均匀、偏析小, 且化学成分较还原粉为纯. ④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WO2的粒度细；（2）减少WO3的含水量和杂质含量；（3）H2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H2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：①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;②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: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. ①平均密度从高而低降低.②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.③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：①在不影响压坯性能前提下, 充分润滑; ②采用双向压制; ③采用带摩擦芯杆的压模; ④采用浮动模; ⑤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; ⑥改善粉末压制性(压缩性、成形性)—还原退火;⑦改进模具构造或适当变更压坯形状 . ⑧提高模具型腔表面硬度和光洁度. HRC58～63,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①Ⅰ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.②Ⅱ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.③Ⅲ型上、下端面都有两个台阶面的一类压坯,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.④Ⅳ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.⑤Ⅴ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。
粉末冶金课后习题.
第一章1.碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些？答：铁氧化物的还原过程是分段进行的，即从高价氧化铁到低价氧化铁，最后转变成金属：Fe2O3→Fe3O4→Fe。
固体碳还原金属氧化物的过程通常称为直接还原。
当温度高于570°时，分三阶段还原：Fe2O3→Fe3O4→浮斯体（FeO·Fe3O4固溶体）→Fe3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=3FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2 当温度低于570°时，由于氧化亚铁不能稳定存在，因此，Fe3O4直接还原成金属铁 Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2影响因素：（1）原料①原料中杂质的影响②原料粒度的影响（2）固体碳还原剂①固体碳还原剂类型的影响②固体还原剂用量的影响（3）还原工艺条件①还原温度和还原事件的影响②料层厚度的影响③还原罐密封程度的影响（4）添加剂①加入一定的固体碳的影响②返回料的影响③引入气体还原剂的影响④碱金属盐的影响⑤海绵铁的处理制取铁粉的主要还原方法有哪些？比较其优缺点。
2、发展复合型铁粉的意义何在？答：高密度、高强度、高精度粉末冶金铁基零件需要复合型铁粉。
所谓复合型粉末是指用气体或液体雾化法制成的完全预合金粉末、部分扩散预合金粉末以及粘附型复合粉末。
还原法制取钨粉的过程机理是什么？影响钨粉粒度的因素有哪些？氢还原。
总的反应式：WO3+3H2====W+3H2O。
钨具有4种比较稳定的氧化物W03+0.1H2====W02.9+0.1H20 W02.9+0.18H2 ==== W02.72+0.18H20W02.72+0.72H2 ====W02+0.72H2O WO2+2H2 ====W+2H2O影响因素：⑴原料：三氧化钨粒度、含水量、杂质⑵氢气：氢气的湿度、流量、通气方向⑶还原工艺条件：还原温度、推舟速度、舟中料层厚度⑷添加剂3、作为还原钨粉的原料，蓝钨比三氧化钨有什么优越性，其主要工艺特点是什么？答：采用蓝钨作为原料制备钨粉的主要优点是可以获得粒度细小的一次颗粒，尽管二次颗粒较采用 WO3 作为原料制备的钨粉二次颗粒要大。
通用粉冶模架与压制方式范围的设计
（ ．～２ ５ 最大值 ） ２ ２ ．的 得 ：Ｐ １ ７ ５ （ ／ ｍ ） ＝ ． ８ ７ Ｎ ｃ 若 取 Ｐ ２ （ ／ ｍ） ＝ Ｎ ｃ ￣Ｓ Ｆ Ｐ ３ ｃ ３ ０ ｍ ＝ ／ ＝ ５ ｍ＝ ５ ０ ｍ 、
为 ， 制 压力为 压机额定 压力的６ ％ ８ ％ ０ 一 ５ 较为合适 。
若 取 压 制 压 力 Ｆ 压 机 额 定 压 力 的７ ％ ＩＦ ７ ｔ 为 ０ ， ） ＝ ０ ｊ ｌ Ｊ
受压横 截面积Ｓ Ｆ Ｐ Ｐ ＝ ／ 一单 位压力 ｔ ｃ ／ｍ
单 位 压 力 Ｐ由 压 坯 的 密 度 、 粉 末 的 压 缩 性 能 、
善 。如图３ａ － ，ｂ
于粉 术 颗 粒 的 塑性 变 形 和弹 性 变 形 ；也 有 耗 费 于颗
粒 的 破 坏 和 结 晶 的 细 化 ； 还 有 耗 费 于 颗 粒 与 模 壁 之
『 的摩 擦 及模 具 的弹 性变 形等 。 自 Ｊ 由于粉末 的 制变形 及压制 过程 当 中粉 末坯件 与 模壁 之 间的摩擦 ，使得压 坏密度沿 压坯高度 和压 土 不横 向截面 的分布部 不均匀 ，尤其是 压坯密度 沿压制 高度 方 向的分 布随着压 坯高 比的增 大而越来越 不均 匀 。 但 是 ，压 制方式 不同 ，压 坯密度沿 压坯高度 方 向分布 情 况亦不 同 。如 图２ ａ 所示 ，存单 向压 制情况 下 ， － ，ｂ 造成 图２ ａ 一 的密度 分布情况 ：
其 中 Ｓ 称 为 有 效 投 影 面 积 一 压 坯 高 度 只 许 为 卜 丁 作 行 的２ ５ 右 ， 己 知 缸 ／左 卜 最大 工作行程 为１０ｍ 缸 ３ｍ 所 以压 坯 高 度 Ｈ ２ ｍ ≤５ ｍ
第二章+压制成型
•粉体与模材料间的黏结倾向； •模壁加工的粗糙度。 由于外摩擦力的存在，作用在压坯上的压制压力沿轴向向 下传递时，不断损失。 在外加压力P作用下，如果要成型一个直径为D、高为H的 圆柱形压坯时，压坯底部受到压力为：
p p exp(4
H ) D
（2－7）
该公式是一个经验公式，也可以通过理论推导。
影响脱模压力的因素：
压制压力 一般认为，随压制压应力的提高，脱模压应力也提高。但在压 制压应力不太大的情况下有如下关系： p脱 C （2－9） p 式中C－常数； P—压制压应力，MPa； P脱—脱模压应力，MPa。
粉体性能
粉体的流动性和可塑性越好，脱模压力越小。
压坯密度 密度越高，脱模压力越大。 如果卸掉压制压力后，压坯不发生任何变形，则脱模压力完 全取决于压坯与模具之间的外摩擦力。塑性变形较强的金属粉末， 接近这种情况，其脱模压力与外摩擦力接近。 压坯形状尺寸 （ H/D ）越大，脱模压力越大。
x1 x 2 x 3 0
由于对称性: p1Y= p1Y= p1
（2－4）
将式（ 2－1 ）、式（ 2－2 ）、式（ 2－3 ）代入式（ 2－4）中 得：
p1 v p 1 v
ξ 为侧压系数，即侧压力与压制压力的比值。
（2－5）
同理，沿Y轴方向也可以推得相应的公式。但因其结果与式 （2－5）完全一样，故略去。 注意： 公式（2－5）的前提是假定横向膨胀在弹性范围内。但在实际 压制中，横向膨胀并非在弹性范围内，还有颗粒的位移和塑性变形 等，故公式（2－5）给出的侧压系数只能作参考。
影响弹性后效的因素 •压制压力
表2－2 铁粉和铜粉弹性后效与压制力之间的关系
显然，压制压力越大，弹性后效越大。