粉末冶金原理第一章
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粉末冶金原理第二版 第1部分 粉末成形
• 装料量 • 筒壁的粗糙程度
• 在滚动与离心状态,颗粒之间很少发生相对 运动,混合效果最差
• 而对于组元之间比重差异大的混合物体系 • 剧烈的抛落容易造成组元间的成分偏析 • 应予避免
处于滚动状态时颗粒的微观运动状态
• 零速度区很容易在装料大于50%时出现
混合机理
• 严格意义上的扩散过程并不存在 • 实际上为微区内的颗粒对流 • 粉末颗粒混合通过对流与剪切作用实现
• §1 压制前粉末料准备 • 1 还原退火 reducing and annealing • 作用 • 降低氧碳含量，提高纯度 • 消除加工硬化，改善粉末压制性能
• 粉末钝化 • 使细粉末适度变粗，或形成氧化薄膜，防止
粉末自燃 • 退火温度 • 高于回复-再结晶温度，（0.5-0.6）Tm • 退火气氛 • 还原性气氛（CO,H2），惰性气氛，真空
• 2)粉末冶金
• 铁精矿粉末(总铁大于71.5%,SiO2小于0.3%)→ 隧道窑高温还原(1050-1100℃ ) →破碎→ 磁选→精还原(750-800℃) →破碎 →磁选 →合批→铁粉→混合(添加合金元素) →压 制→烧结→（热处理）→P/M齿轮
• 传统工艺比粉末冶金工艺
• ①主要工序：前者15个以上，后者8个
• 1）经济性：低成本
• 将材料冶金与零件制造有机地结合在一起， 直接制造零部件
• 加工流程少，能耗低，材料利用率高
• 生产效率高
• 制造过程高度自动化
• 齿轮
• 1)传统工艺：铸锭冶金+机加工
• 铁精矿→ 高炉炼铁→铁水 →炼钢 →铸锭 →开坯(多道次) →热挤压(多道次) →钢锭 （棒料） → 下料→机加工(车外圆 → 平端 面→铣轴向孔 →滚齿) →（热处理）→齿轮
• 在滚动与离心状态,颗粒之间很少发生相对 运动,混合效果最差
• 而对于组元之间比重差异大的混合物体系 • 剧烈的抛落容易造成组元间的成分偏析 • 应予避免
处于滚动状态时颗粒的微观运动状态
• 零速度区很容易在装料大于50%时出现
混合机理
• 严格意义上的扩散过程并不存在 • 实际上为微区内的颗粒对流 • 粉末颗粒混合通过对流与剪切作用实现
• §1 压制前粉末料准备 • 1 还原退火 reducing and annealing • 作用 • 降低氧碳含量，提高纯度 • 消除加工硬化，改善粉末压制性能
• 粉末钝化 • 使细粉末适度变粗，或形成氧化薄膜，防止
粉末自燃 • 退火温度 • 高于回复-再结晶温度，（0.5-0.6）Tm • 退火气氛 • 还原性气氛（CO,H2），惰性气氛，真空
• 2)粉末冶金
• 铁精矿粉末(总铁大于71.5%,SiO2小于0.3%)→ 隧道窑高温还原(1050-1100℃ ) →破碎→ 磁选→精还原(750-800℃) →破碎 →磁选 →合批→铁粉→混合(添加合金元素) →压 制→烧结→（热处理）→P/M齿轮
• 传统工艺比粉末冶金工艺
• ①主要工序：前者15个以上，后者8个
• 1）经济性：低成本
• 将材料冶金与零件制造有机地结合在一起， 直接制造零部件
• 加工流程少，能耗低，材料利用率高
• 生产效率高
• 制造过程高度自动化
• 齿轮
• 1)传统工艺：铸锭冶金+机加工
• 铁精矿→ 高炉炼铁→铁水 →炼钢 →铸锭 →开坯(多道次) →热挤压(多道次) →钢锭 （棒料） → 下料→机加工(车外圆 → 平端 面→铣轴向孔 →滚齿) →（热处理）→齿轮
粉末冶金原理-烧结
无限固溶系：Cu-Ni、Cu-Au、Ag-Au等
有限固溶系：Fe-C、Fe-Ni、Fe-Cu、W-Ni等
互不固溶系：Ag-W、Cu-W、Cu-C等
液相烧结
在烧结过程中出现液相的烧结。
包括：稳定液相（长存液相）烧结
不稳定液相（瞬时液相）烧结
二、烧结理论研究的目的、范畴和方法
研究目的：研究粉末压坯在烧结过程中微观结构的演化
物质蒸发的角度
3.蒸气压差
曲面与平面的饱和蒸气压之差
P P0 / KTr
1 1 1 r x
吉布斯-凯尔文方程
x
1 1 r
P 0 / KT 颈 P
对于球表面，1/r=2/a (a为球半径）
P 0 2 / KTa 球 P
颗粒表面（凸面）与烧结颈表面（凹面）之间存在大的蒸气压 差，导致物质向烧结颈迁移
烧 结 的 重 要 性
4）纳米块体材料的获得依 赖烧结过程的控制
（三） 烧结的分类
粉末体烧结类型 不施加外压力
施加外压力
固相烧结 单相粉末
多相粉末
液相烧结
长存液相 瞬时液相
热压 热锻
热等静压
反应烧结
活化烧结
超固相线烧结 液相热压 反应热压 反应热等静压
强化烧结
按烧结过程有无外加压力
●无压烧结 (Pressureless sintering) 包括：固相烧结、液相烧结等 ●加压烧结（有压烧结）
烧结颈长大
3.封闭孔隙球化和缩小阶段 当烧结体密度达到90%以后，• 多数孔隙被完全分隔，闭 孔数量大的增加，孔隙形状趋近球形并不断缩小。在这个 阶段，整个烧结体仍可缓慢收缩，但主要是靠小孔的消失 和孔隙数量的减少来实现。这一阶段可以延续很长时间， 但是仍残留少量的隔离小孔隙不能消除。也就是一般不能 达到完全致密。
有限固溶系：Fe-C、Fe-Ni、Fe-Cu、W-Ni等
互不固溶系：Ag-W、Cu-W、Cu-C等
液相烧结
在烧结过程中出现液相的烧结。
包括：稳定液相（长存液相）烧结
不稳定液相（瞬时液相）烧结
二、烧结理论研究的目的、范畴和方法
研究目的：研究粉末压坯在烧结过程中微观结构的演化
物质蒸发的角度
3.蒸气压差
曲面与平面的饱和蒸气压之差
P P0 / KTr
1 1 1 r x
吉布斯-凯尔文方程
x
1 1 r
P 0 / KT 颈 P
对于球表面，1/r=2/a (a为球半径）
P 0 2 / KTa 球 P
颗粒表面（凸面）与烧结颈表面（凹面）之间存在大的蒸气压 差，导致物质向烧结颈迁移
烧 结 的 重 要 性
4）纳米块体材料的获得依 赖烧结过程的控制
（三） 烧结的分类
粉末体烧结类型 不施加外压力
施加外压力
固相烧结 单相粉末
多相粉末
液相烧结
长存液相 瞬时液相
热压 热锻
热等静压
反应烧结
活化烧结
超固相线烧结 液相热压 反应热压 反应热等静压
强化烧结
按烧结过程有无外加压力
●无压烧结 (Pressureless sintering) 包括：固相烧结、液相烧结等 ●加压烧结（有压烧结）
烧结颈长大
3.封闭孔隙球化和缩小阶段 当烧结体密度达到90%以后，• 多数孔隙被完全分隔，闭 孔数量大的增加，孔隙形状趋近球形并不断缩小。在这个 阶段，整个烧结体仍可缓慢收缩，但主要是靠小孔的消失 和孔隙数量的减少来实现。这一阶段可以延续很长时间， 但是仍残留少量的隔离小孔隙不能消除。也就是一般不能 达到完全致密。
烧结-粉末冶金原理PPT(4)
烧结机构，即解决How的问题， 也就是说物质迁移方式和迁移速度
2020/5/24
Part 2： 粉末烧结
研究方法:
烧结几何学 烧结物理学 烧结化学
计算机模拟
双球模型
原子迁移机构,扩散机构
组元间的反应（溶解、形成 化合物）及组元与气氛间的 反应
借助于建立物理、几何或化 学模型，进行烧结过程的计 算机模拟（蒙特-卡洛模拟）
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Part 2： 粉末烧结
为什么能形成接触面？
➢ 范德华力:接触压力ｐ＝20-300Mpa （接触距离为0.2nm时）
➢ 静电力 ➢ 金属键合力:约为范德华力的20倍 ➢ 电子作用力 ➢ 附加应力（存在液相） ➢ 金属键合力 ➢ 电子作用力 ➢ 电子云重叠，导致电子云密度增加
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Part 2： 粉末烧结
孔隙数量或体积的演化—致密化 晶粒尺寸的演化—晶粒长大（纳米金属
粉末和硬质合金） 孔隙形状的演化 孔隙尺寸及其分布的演化—孔隙粗化、 收缩和分布
2020/5/24
Part 2： 粉末烧结
研究范畴:
烧结过程的驱动力
烧结热力学，即解决Why的问题 物质迁移方式
• 蒸气压较高：Mn,Zn，Cd,CdO等 • 高温:接近烧结材料的熔点 • 化学活化：添加氯离子的烧结 • 纳米粉末的烧结
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Part 2： 粉末烧结
由Gibbs-Kelvin公式得到蒸气压差 P=PoγΩ/(kTR)
Po —平面的饱和蒸气压； R—曲面的曲率半径。
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Part 2： 粉末烧结
第一章 概述
§1 烧结的定义与分类 §2 烧结理论的研究范畴和目的 §3 烧结技术的发展
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Part 2： 粉末烧结
研究方法:
烧结几何学 烧结物理学 烧结化学
计算机模拟
双球模型
原子迁移机构,扩散机构
组元间的反应（溶解、形成 化合物）及组元与气氛间的 反应
借助于建立物理、几何或化 学模型，进行烧结过程的计 算机模拟（蒙特-卡洛模拟）
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Part 2： 粉末烧结
为什么能形成接触面？
➢ 范德华力:接触压力ｐ＝20-300Mpa （接触距离为0.2nm时）
➢ 静电力 ➢ 金属键合力:约为范德华力的20倍 ➢ 电子作用力 ➢ 附加应力（存在液相） ➢ 金属键合力 ➢ 电子作用力 ➢ 电子云重叠，导致电子云密度增加
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Part 2： 粉末烧结
孔隙数量或体积的演化—致密化 晶粒尺寸的演化—晶粒长大（纳米金属
粉末和硬质合金） 孔隙形状的演化 孔隙尺寸及其分布的演化—孔隙粗化、 收缩和分布
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Part 2： 粉末烧结
研究范畴:
烧结过程的驱动力
烧结热力学，即解决Why的问题 物质迁移方式
• 蒸气压较高：Mn,Zn，Cd,CdO等 • 高温:接近烧结材料的熔点 • 化学活化：添加氯离子的烧结 • 纳米粉末的烧结
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Part 2： 粉末烧结
由Gibbs-Kelvin公式得到蒸气压差 P=PoγΩ/(kTR)
Po —平面的饱和蒸气压； R—曲面的曲率半径。
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Part 2： 粉末烧结
第一章 概述
§1 烧结的定义与分类 §2 烧结理论的研究范畴和目的 §3 烧结技术的发展
中南大学粉末冶金基本原理1
supply powders
• 制品公司：买进粉末，制备零部件： Companies to
fabricate final parts
粉末冶金技术的优越性与局限性 advantages and limitation
• 能够大量节约材料、low cast无切削、less cuting少切削，
普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于 5%。Less or absent cutting machining. “Net shaping”
粉末冶金的特点 particularly points
能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性 能的材料；ability to produce materials which can not be produced by other method.
① Porous materials and products, parts within lubricants ② Refractory metals such as tungsten, molybdenum, etc ③ Pesudo-alloys, such as, tungsten-copper alloys ④ Composite materials, such as 316 ss + bioceramic ⑤ Nano-crystalline, sub-micrometer crystalline grain metal ⑥ Special functional materials and products, such as
•Which method is suitable to sphere particles？
• How about the particle morphologies？ • How can we obtain the high purity？ • What takes place during the powder fabri.? • Which condition to control the particle size? • What can we do? related powder makings.
• 制品公司：买进粉末，制备零部件： Companies to
fabricate final parts
粉末冶金技术的优越性与局限性 advantages and limitation
• 能够大量节约材料、low cast无切削、less cuting少切削，
普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于 5%。Less or absent cutting machining. “Net shaping”
粉末冶金的特点 particularly points
能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性 能的材料；ability to produce materials which can not be produced by other method.
① Porous materials and products, parts within lubricants ② Refractory metals such as tungsten, molybdenum, etc ③ Pesudo-alloys, such as, tungsten-copper alloys ④ Composite materials, such as 316 ss + bioceramic ⑤ Nano-crystalline, sub-micrometer crystalline grain metal ⑥ Special functional materials and products, such as
•Which method is suitable to sphere particles？
• How about the particle morphologies？ • How can we obtain the high purity？ • What takes place during the powder fabri.? • Which condition to control the particle size? • What can we do? related powder makings.
粉末冶金学(全套课件325P)
粉末冶金的特点(续2)
1）高合金粉末冶金材料的性能比熔 铸法生产的好。 2）生产难熔金属材料或制品，一般 要依靠粉末冶金法，如钨、钼等 难熔金属。
粉末冶金的不足之处： 粉末成本高 粉末冶金制品的大小和形状受到一定的限制 烧结零件的韧性较差 但是，随着粉末冶金技术的发展，这些问 题正在逐步解决中，例如，等静压成形技术已 能压制较大的和异形的制品；粉末冶金锻造技 术已能使粉末冶金材料的韧性大大提高等等。
0-7 粉末冶金专家—黄培云1
粉末冶金专家—黄培云2 技术职称 : 教授 院 士 : 中国工程院院士 出生日期 : 1917-08-23 出生地点 : 福建 福州 专业领域 : 金属材料 ; 粉末冶金 外 语 : 英语 ; 德语 ; 俄语 ; 日语 通讯地址 : 湖南省长沙市中南工业大学 工作单位: 中南工业大学 职 务: 学术顾问
学和力学性能。
0-3 粉末冶金发展历史 公元3000年前,埃及人已经使用铁粉 公元300年，印度德里铁柱是用大约 6.5t 还原铁粉制成的。 19世纪初，为制铂，粉冶重焕青春 20世纪初，粉末冶金制取W 20世纪40年代，欧洲开始生产Fe粉 汽车工业推动了现代粉末冶金技术的进步 新材料新工艺—金属陶瓷、弥散强化材料、 高速钢、超合金
粉末冶金专家 学 历: —黄培云3
时 间: 1934-1938 学 校: 清华大学 所获学位: 学士 国 别: 中国 时 间: 1941-1945 学 校: 麻省理工学院 所获学位: 科学博士 国 别: 美国
粉末冶金专家—黄培云4
我国粉末冶金学科的主要创始人之一。
创立了著名的粉末压制理论和烧结理论。研制成 功多种用于核、航天、航空、电子等领域的粉末冶 金材料。
粉末冶金专家—黄培云7
粉末冶金原理（I）知识整理
粉末冶金原理（Ⅰ）第一章导论1粉末冶金技术的发展史History of powder metallurgy粉末冶金是采用金属粉末（或非金属粉末混合物）为原料，经成形和烧结操作制造金属材料、复合材料及其零部件的加工方法。
粉末冶金既是一项新型材料加工技术，又是一项古老的技术。
.早在五千年前就出现了粉末冶金技术雏形，古埃及人用此法制造铁器件；.1700年前，印度人采用类似方法制造了重达6.5T的“DELI柱”（含硅Fe合金，耐蚀性好）。
.19世纪初，由于化学实验用铂（如坩埚）的需要，俄罗斯人、英国人采用粉末压制、烧结和热锻的方法制造致密铂，成为现代粉末冶金技术的基础。
.20世纪初，现代粉末冶金的发展起因于爱迪生的长寿命白炽灯丝的需要。
钨灯丝的生产标志着粉末冶金技术的迅速发展。
.1923年硬质合金的出现导致机加工的革命。
.20世纪30年代铜基含油轴承的制造成功，并在汽车、纺织、航空、食品等工业部门的广泛应用。
随后，铁基粉末冶金零部件的生产，发挥了粉末冶金以低的制造成本生产高性能零部件的技术优点。
.20世纪40年代，二战期间，促使人们开发研制高级的新材料（高温材料），如金属陶瓷、弥散强化合金作为飞机发动机的关键零部件。
.战后，迫使人们开发研制更高性能的新材料，如粉末高速钢、粉末超合金、高强度铁基粉末冶金零部件(热锻)。
大大扩大了粉末冶金零部件及其材料的应用领域。
.粉末冶金在新材料的研制开发过程中发挥其独特的技术优势。
2粉末冶金工艺粉末冶金技术的大致工艺过程如下：原料粉末+添加剂（合金元素粉末、润滑剂、成形剂）↓成形（模压、CIP、粉浆浇注、轧制、挤压、温压、注射成形等）↓烧结（加压烧结、热压、HIP等）↓粉末冶金材料或粉末冶金零部件—后续处理Fig.1-1 Typical Processing flowchart for Powder Metallurgy Technique 3粉末冶金技术的特点.低的生产成本：能耗小，生产率高，材料利用率高，设备投资少。
粉末冶金原理中文PPT课件
12
一、粉末制备技术
1. 在不同状态下制备粉末的方法 1.1 在固态下制备粉末的方法
（1）从固态金属与合金中制取金属与合金粉末的方法有机 械粉碎法和电化学腐蚀法；
（2）从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的有还 原法；
（3）从金属和非金属粉末、金属氧化物和非金属粉末制取 金属化合物粉末的有还原－化合法。
3
绪论
1.粉末冶金——是一种利用制取到的金属粉末，或金属粉末与非金 属粉末的混合物作为原料，经过粉末成形和烧结制造金属材料、 复合材料以及各类型制品的工艺过程。粉末冶金法与生产陶瓷有 相似的地方，因此也叫金属陶瓷法。
2.粉末冶金的发展 粉末冶金方法起源于公元前三千多年。埃及人制造铁的第一方 法实质上采用的就是粉末冶金方法。
3.现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志： 1）克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸过程中产生的困难。 1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶 金硬质合金的出现被誉为机械加工中的工业革命。
4
绪论
2）20世纪三十年代成功制取多孔含油轴承；继而粉末冶 金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金制品少切削 甚至无切削的优点。
23
一、粉末制备技术 （2）影响球磨的因素
球磨机中的研磨过程取决于众多因素：筒 内装料量、装球量、球磨筒尺寸、球磨机转 速、研磨时间、球体与被研磨物料的比例 （球料比）、研磨介质以及球体直径等。
24
一、粉末制备技术
例如：球磨筒转速n＝0.7-0.75n临界时，球体发生抛落； n＝0.6n临界时，球体发生滚动； n<0.6n临界时，球体
6
绪论
3、坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。 成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理力学性 能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和 多元系的烧结，若烧结温度比所用的金属及合金的熔点低， 则称之为固相烧结；若烧结温度一般比其中难熔成分的熔 点低，而高于易熔成分的熔点，则称为液相烧结。除普通 烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法烧结等特殊的烧 结工艺。
一、粉末制备技术
1. 在不同状态下制备粉末的方法 1.1 在固态下制备粉末的方法
（1）从固态金属与合金中制取金属与合金粉末的方法有机 械粉碎法和电化学腐蚀法；
（2）从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的有还 原法；
（3）从金属和非金属粉末、金属氧化物和非金属粉末制取 金属化合物粉末的有还原－化合法。
3
绪论
1.粉末冶金——是一种利用制取到的金属粉末，或金属粉末与非金 属粉末的混合物作为原料，经过粉末成形和烧结制造金属材料、 复合材料以及各类型制品的工艺过程。粉末冶金法与生产陶瓷有 相似的地方，因此也叫金属陶瓷法。
2.粉末冶金的发展 粉末冶金方法起源于公元前三千多年。埃及人制造铁的第一方 法实质上采用的就是粉末冶金方法。
3.现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志： 1）克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸过程中产生的困难。 1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶 金硬质合金的出现被誉为机械加工中的工业革命。
4
绪论
2）20世纪三十年代成功制取多孔含油轴承；继而粉末冶 金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金制品少切削 甚至无切削的优点。
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一、粉末制备技术 （2）影响球磨的因素
球磨机中的研磨过程取决于众多因素：筒 内装料量、装球量、球磨筒尺寸、球磨机转 速、研磨时间、球体与被研磨物料的比例 （球料比）、研磨介质以及球体直径等。
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一、粉末制备技术
例如：球磨筒转速n＝0.7-0.75n临界时，球体发生抛落； n＝0.6n临界时，球体发生滚动； n<0.6n临界时，球体
6
绪论
3、坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。 成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理力学性 能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和 多元系的烧结，若烧结温度比所用的金属及合金的熔点低， 则称之为固相烧结；若烧结温度一般比其中难熔成分的熔 点低，而高于易熔成分的熔点，则称为液相烧结。除普通 烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法烧结等特殊的烧 结工艺。
粉末冶金原理P2第一二章
①单元系固相烧结single phase sintering 单相烧结—单相粉末的固相烧结过程 单相:纯金属、化合物、固溶体粉末 ②多元系固相烧结 multi-component solid
phase sintering 两个或两个以上组元的粉末烧结过程 包括反应烧结(reaction sintering)等
程进行计算机模拟——蒙特-卡洛模拟等
§3 烧结技术的发展
针对纳米晶、超细结构材料等 1 超高压烧结 2 快速烧结技术
1） 电固结工艺 2） 快速热等静压(quick-HIP) 3） 微波烧结技术 4） 等离子体烧结（SPS,PAS） 5） 电火花烧结 6） 激光烧结 增材制造
第二章 烧结热力学基础
3 研究方法
1）烧结几何学 双球模型,球-平板模型 获得烧结过程中可测的几何参数 2）烧结物理学 原子迁移机构,扩散机构 3）烧结化学 组元间的反应（溶解、形成化合物）及组元与
气氛间的反应 4）计算机模拟（computer simulation） 借助于建立物理、几何或化学模型，对烧结过
分类 1）加压烧结 施加外压
applied pressure or pressure-assisted sintering
（1）热压 hot pressing HP （2）热等静压 HIP
2）无压烧结
不施加外压力 pressureless sintering 固相烧结 液相烧结
（1）固相烧结 solid phase sintering
银粉的烧结提供了相关证据
3 闭孔隙的形成和球化 formation of isolated pores and pore spheriodization
2 烧结颈的形成与长大 formation of sintering neck and neck growth
phase sintering 两个或两个以上组元的粉末烧结过程 包括反应烧结(reaction sintering)等
程进行计算机模拟——蒙特-卡洛模拟等
§3 烧结技术的发展
针对纳米晶、超细结构材料等 1 超高压烧结 2 快速烧结技术
1） 电固结工艺 2） 快速热等静压(quick-HIP) 3） 微波烧结技术 4） 等离子体烧结（SPS,PAS） 5） 电火花烧结 6） 激光烧结 增材制造
第二章 烧结热力学基础
3 研究方法
1）烧结几何学 双球模型,球-平板模型 获得烧结过程中可测的几何参数 2）烧结物理学 原子迁移机构,扩散机构 3）烧结化学 组元间的反应（溶解、形成化合物）及组元与
气氛间的反应 4）计算机模拟（computer simulation） 借助于建立物理、几何或化学模型，对烧结过
分类 1）加压烧结 施加外压
applied pressure or pressure-assisted sintering
（1）热压 hot pressing HP （2）热等静压 HIP
2）无压烧结
不施加外压力 pressureless sintering 固相烧结 液相烧结
（1）固相烧结 solid phase sintering
银粉的烧结提供了相关证据
3 闭孔隙的形成和球化 formation of isolated pores and pore spheriodization
2 烧结颈的形成与长大 formation of sintering neck and neck growth
粉末冶金原理第1章 粉末的制取
pco2 1 pco
pco
1 1 Kp
Fe3O4还原： Fe3O4 CO 3FeO CO2
lg Kp 1373 0.47lg T 0.41103T 2.69 T
pco
1 1 Kp
T升高，Kp增大，CO%下降，吸热反应 温度越高，所需CO%越小，对还原越有利。
还原法
• 课堂练习：
该工艺是将金属及合金熔化后，经过密 闭的加热输送管，将熔融液送到一定气氛 的雾化器内，经不同转速的高速离心雾化、 急速冷却、收圆、凝固等，即可得到所需 产品。
装置主要由熔化炉、高速离心雾化器、 集粉桶组成。
可制备粒度３～１００ｍｍ的球形、类 球形、棒缒形等形貌粉体。工艺及操作简 便，产品粒度分布好、含氧量低，可用一 套装置制取一种或多种产品，产量大（１ ２０～１７０ｋｇ／ｈ），具有较好适应 性。
• 球磨筒尺寸：研磨硬脆材料，D/L>3,保证球的冲击作用。 研磨塑性材料，D/L<3,只发生摩擦作用。
• 装球量：
• 球体与被研磨物料的比例
• 球体直径：一般将大小不同的球配合使用
• 研磨时间 • 研磨介质
• 振动球磨
机械研磨法—研磨的强化
• 搅动球磨
机械研磨法—研磨的强化
机械研磨法—其他机械粉碎法
讨论还原温度分别为7003225lgkp202192527还原法还原法固体碳还原法固体碳还原法202192528还原法还原法固体碳还原法固体碳还原法118还原剂219铁矿粉3干燥4破碎5筛分6磁选7装料8隧道窑中还原9卸载10粗碎11贮料仓库12粉碎13磁选14分级和筛分15退火16均匀化17自动包装202192529还原法还原法固体碳还原法固体碳还原法202192530还原法还原法固体碳还原法固体碳还原法202192531液相沉淀法简介液相沉淀法简介1
粉末冶金原理第一章
第1章 绪 言
1.1 粉末冶金科学的基本定义 1.2 粉末冶金工艺 1.3 粉末冶金发展简史 1.4 粉末冶金科学与技术的特点与应用 1.5 粉末冶金的未来
1.1 粉末冶金科学的基本定义
粉末冶金是由粉末制备、粉末成形、 高温烧结以及加工热处理等重要过程 组成的材料制备和生产的工程技术。 粉末冶金科学主要研究材料制备与生 产过程相关的科学现象和科学问题
1.4 粉末冶金科学与技术的特点与应用
① 高合金元素含量粉末冶金材料的性能比熔炼法生产的合 金材料要好。例如：粉末高速钢、粉末超合金可避免成分偏 析，保证合金具有均匀的组织和稳定的性能，同时，这种合 金具有细小的晶粒组织，使加工性能大为改善。 ② 粉末冶金法还可用来生产难熔金属材料或制品。例如： 钨、钼等一系列难熔金属，虽然可以用熔炼法制造，但所制 产品比粉末冶金制品的晶粒要粗、性能要低。 ③ 在制造机械零件方面，粉末冶金法是一种少切屑或无切 屑的新工艺，可以大大减少机加工量，节约金属材料，提高 劳动生产率。
1.5 粉末冶金的未来
8.金属基复合材料，如SiC纤维强化铝合金的制备是粉末冶 金的应用领域，你能说明复合材料制备方法吗？ 参考文献
1.5 粉末冶金的未来
图1-6 常用金属粉末产品数量 的相对比较图
1.2 粉末冶金工艺
图1-1 粉末冶金生产工艺流程图
1.2 粉末冶金工艺
图1-2 粉末的特性、化学构成、加工过程与最终粉末冶金产品性能 之间的关系
1.3 粉末冶金发展简史
•最初选择粉末冶金生产零部件主要考 虑它们的低成本性质，现在则已经与 质量﹑性能﹑成本和生产率等全面联 系起来。比如，高温镍基超合金﹑高 性能航空铝合金等。通过粉末冶金方 法不仅创造了更好的材料经济，而且 可以控制微观结构及精确制造改性新 材料。
1.1 粉末冶金科学的基本定义 1.2 粉末冶金工艺 1.3 粉末冶金发展简史 1.4 粉末冶金科学与技术的特点与应用 1.5 粉末冶金的未来
1.1 粉末冶金科学的基本定义
粉末冶金是由粉末制备、粉末成形、 高温烧结以及加工热处理等重要过程 组成的材料制备和生产的工程技术。 粉末冶金科学主要研究材料制备与生 产过程相关的科学现象和科学问题
1.4 粉末冶金科学与技术的特点与应用
① 高合金元素含量粉末冶金材料的性能比熔炼法生产的合 金材料要好。例如：粉末高速钢、粉末超合金可避免成分偏 析，保证合金具有均匀的组织和稳定的性能，同时，这种合 金具有细小的晶粒组织，使加工性能大为改善。 ② 粉末冶金法还可用来生产难熔金属材料或制品。例如： 钨、钼等一系列难熔金属，虽然可以用熔炼法制造，但所制 产品比粉末冶金制品的晶粒要粗、性能要低。 ③ 在制造机械零件方面，粉末冶金法是一种少切屑或无切 屑的新工艺，可以大大减少机加工量，节约金属材料，提高 劳动生产率。
1.5 粉末冶金的未来
8.金属基复合材料，如SiC纤维强化铝合金的制备是粉末冶 金的应用领域，你能说明复合材料制备方法吗？ 参考文献
1.5 粉末冶金的未来
图1-6 常用金属粉末产品数量 的相对比较图
1.2 粉末冶金工艺
图1-1 粉末冶金生产工艺流程图
1.2 粉末冶金工艺
图1-2 粉末的特性、化学构成、加工过程与最终粉末冶金产品性能 之间的关系
1.3 粉末冶金发展简史
•最初选择粉末冶金生产零部件主要考 虑它们的低成本性质，现在则已经与 质量﹑性能﹑成本和生产率等全面联 系起来。比如，高温镍基超合金﹑高 性能航空铝合金等。通过粉末冶金方 法不仅创造了更好的材料经济，而且 可以控制微观结构及精确制造改性新 材料。