葡京澳门赌场官网粉末冶金封孔工艺粉末冶金材

发布日期:2020-07-02 13:10

  1.本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

  “ ” 普通高等教育 十二五 规划教材 粉末冶金原理与工艺 曲选辉 主 编 北 京 冶金工业出版社 2013 内容提要 、 、 本书较为全面地阐述了粉末的性能 制取方法 成形和烧结等粉末冶金关 键工艺过程中的基础知识, 简要介绍了粉末冶金的典型材料及粉末冶金零件设 , , 计基础 既有对成熟基础理论和实践经验的描述 也有对相关方面最新研究进 展的介绍。葡京澳门赌场官网, 、 本书可以作为大专院校材料 机械和冶金等学科开设粉末冶金课程的教 材, 也可作为相关专业研究人员和工程技术人员的参考书。 图书在版编目 (CIP) 数据 / .— : 粉末冶金原理与工艺 曲选辉主编 北京 冶金工业 出版社, 2013.5 “ ” 普通高等教育 十二五 规划教材 ISBN978-7-5024-6246-8 . … . … . — — Ⅰ ①粉 Ⅱ ① 曲 Ⅲ ①粉末冶金 高等学校 教材 . TF12 Ⅳ ① CIP (2013) 102005 中国版本图书馆 数据核字 第 号 出 版 人 谭学余 39 , 100009 地 址 北京北河沿大街嵩祝院北巷 号 邮编 (010 .cn 电 话 电子信箱 责任编辑 李培禄 美术编辑 李 新 版式设计 孙跃红 责任校对 石 静 责任印制 李玉山 ISBN978-7-5024-6246-8 ; ; 冶金工业出版社出版发行 各地新华书店经销 三河市双峰印刷装订有限公司印刷 2013 5 1 , 2013 5 1 年 月第 版 年 月第 次印刷 787mm×1092mm 1/16; 20 印张; 487千字; 310页 42.00元 冶金工业出版社投稿电线投稿信箱: tougao@ :(010 :(010 冶金工业出版社发行部 电线( ) 冶金书店 地址 北京东四西大街 号 电话 兼传真 ( , ) 本书如有印装质量问题 本社发行部负责退换 前 言 。 粉末冶金是一门既古老又现代的材料制备技术 古代炼块铁技术和陶瓷制 ; 18~19 , 备技术是粉末冶金的雏形 世纪欧洲采用粉末冶金法制铂 是古老粉末 。 20 , 冶金技术的复兴和近代粉末冶金技术的开端 世纪前期 粉末冶金进入蓬勃 , , 发展时期 各种新材料和新技术层出不穷 粉末冶金逐渐发展成为通过制取粉 , , , 末 并经过成形和烧结制备材料和制品 其工艺灵活 既能生产具有特殊性能 , , 的新材料 也能制造价廉质优的机械零件 是一项兼具新材料研发和机械零件 。 20 , , 制造的重要技术 世纪后期 粉末冶金的发展日新月异 其应用领域不断扩 。 21 , 展 进入 世纪 粉末冶金已成为新材料科学和技术中最具有发展活力的领 域之一。 、 、 、 , 粉末冶金技术具有显著节能 省材 性能优异 稳定性好等一系列优点 。 , 适合于大批量生产 此外 部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材 料和难以加工的零件也可用粉末冶金技术来制备, 故而备受工业界的重视。 , 粉末冶金是提高材料性能和发展新材料的重要手段 已经成为当代材料科 。 、 、 , 学发展的前沿领域 粉末冶金新材料 新技术 新工艺的不断出现 必将促进 高技术产业和国防工业的快速发展, 也必将带给材料工程和制造技术光明的前 。 , , 景 近年来 我国粉末冶金行业得到了快速发展 技术水平和工艺装备均比以 , 。 , 前有了很大的提高 但与国外先进技术水平相比仍存在差距 因此 大力开展 、 、 , 粉末冶金新材料 新技术 新工艺的研究 对提高我国粉末冶金产品的档次和 技术水平, 缩短与国外先进水平的差距具有非常重要的意义。 , 、 为了便于读者学习粉末冶金知识 本书从基础 应用和发展等方面介绍了 。 、 、 粉末冶金原理和工艺 其中较为全面地阐述了粉末的性能 粉末的制取方法 , 成形和烧结等粉末冶金关键工艺过程的基础知识 归纳了粉末冶金的典型材料 前 言 Ⅱ , , 及应用 阐明了粉末冶金零件设计基础 简单介绍了粉末冶金企业管理和质量 管理。 ( 、 3 6 ), : 本书由曲选辉任主编 并编写绪论 第 章第 节 参加编写工作的有 ( 1 )、 ( 2 )、 ( 3 1~5 )、 ( 4 邵慧萍 第 章 罗骥 第 章 林涛 第 章第 节 秦明礼 第 1~4 )、 ( 4 5~7 )、 ( 5 )、 ( 6 章第 节 李平 第 章第 节 贾成厂 第 章 杨霞 第 )、 ( 7 )。 章 何新波 第 章 , , 。 由于作者水平有限 书中难免存在疏漏 不妥之处敬请读者批评指正 作 者 2013 2 年 月 目 录 1 绪 论…………………………………………………………………………………………… 思考题………………………………………………………………………………………… 3 1 粉末的性能 ………………………………………………………………………………… 4 1.1 粉末的概念及粉末性能 ……………………………………………………………… 4 1.1.1 粉末体与粉末颗粒 ……………………………………………………………… 4 1.1.2 颗粒结晶结构和表面状态 ……………………………………………………… 5 1.1.3 粉末性能 ………………………………………………………………………… 6 1.2 粉末的取样和分样 …………………………………………………………………… 6 1.2.1 取样数目 ………………………………………………………………………… 7 1.2.2 取样和分样 ……………………………………………………………………… 7 1.3 化学成分 ……………………………………………………………………………… 8 1.3.1 氢损试验 ………………………………………………………………………… 8 1.3.2 酸不溶物试验 …………………………………………………………………… 9 1.3.3 铁合金粉的污染 ………………………………………………………………… 9 1.4 颗粒形状……………………………………………………………………………… 10 1.4.1 显微观察………………………………………………………………………… 11 1.4.2 粉末的SEM照片 ……………………………………………………………… 11 1.5 粉末的粒度…………………………………………………………………………… 12 1.5.1 粒度与粒度分布………………………………………………………………… 12 1.5.2 粒度测试方法…………………………………………………………………… 14 1.6 粉末的比表面………………………………………………………………………… 18 1.6.1 比表面的计算…………………………………………………………………… 18 1.6.2 (BET ) 20 气体吸附法 法 ……………………………………………………… 1.6.3 气体透过法……………………………………………………………………… 22 1.7 金属粉末工艺性能…………………………………………………………………… 23 1.7.1 松装密度与流动性……………………………………………………………… 23 1.7.2 振实密度………………………………………………………………………… 25 1.7.3 压制性…………………………………………………………………………… 26 1.8 、 29 自燃性 爆炸性及毒性……………………………………………………………… 1.8.1 自燃性和爆炸性………………………………………………………………… 29 1.8.2 毒性……………………………………………………………………………… 30 目 录 Ⅳ 思考题 ……………………………………………………………………………………… 31 参考文献 …………………………………………………………………………………… 31 2 粉末的制取………………………………………………………………………………… 32 2.1 粉末制取方法概述…………………………………………………………………… 32 2.2 机械粉碎法…………………………………………………………………………… 34 2.2.1 普通球磨………………………………………………………………………… 34 2.2.2 机械粉碎能耗与粉碎极限……………………………………………………… 36 2.2.3 高能球磨………………………………………………………………………… 38 2.2.4 气流粉碎………………………………………………………………………… 40 2.2.5 液流粉碎………………………………………………………………………… 42 2.3 雾化法………………………………………………………………………………… 42 2.3.1 气雾化与水雾化………………………………………………………………… 43 2.3.2 离心雾化………………………………………………………………………… 50 2.3.3 其他雾化方法…………………………………………………………………… 52 2.4 还原法………………………………………………………………………………… 52 2.4.1 还原法的热力学原理…………………………………………………………… 53 2.4.2 还原法的动力学原理…………………………………………………………… 55 2.4.3 碳还原…………………………………………………………………………… 56 2.4.4 氢气还原………………………………………………………………………… 63 2.4.5 金属热还原……………………………………………………………………… 66 2.4.6 难熔金属化合物粉末的制取…………………………………………………… 67 2.5 气相沉积法…………………………………………………………………………… 71 2.5.1 羰基法…………………………………………………………………………… 71 2.5.2 气相还原法……………………………………………………………………… 73 2.5.3 化学气相沉积…………………………………………………………………… 74 2.6 液相沉淀法…………………………………………………………………………… 75 2.6.1 金属置换法……………………………………………………………………… 76 2.6.2 溶液氢还原法…………………………………………………………………… 78 2.7 电解法………………………………………………………………………………… 80 2.7.1 水溶液电解法…………………………………………………………………… 80 2.7.2 电解法制取铜粉………………………………………………………………… 86 2.8 纳米金属粉末的制取………………………………………………………………… 86 2.8.1 纳米金属粉末的制备方法……………………………………………………… 87 2.8.2 纳米金属粉末的表面改性……………………………………………………… 90 2.8.3 纳米金属粉末的应用…………………………………………………………… 91 2.8.4 纳米金属粉末研究展望………………………………………………………… 92 思考题 ……………………………………………………………………………………… 92 参考文献 …………………………………………………………………………………… 93 目 录 Ⅴ 3 成形………………………………………………………………………………………… 94 3.1 成形前的粉末预处理………………………………………………………………… 94 3.1.1 退火……………………………………………………………………………… 94 3.1.2 混合……………………………………………………………………………… 95 3.1.3 制粒……………………………………………………………………………… 95 3.1.4 加润滑剂………………………………………………………………………… 95 3.2 压制成形基本规律…………………………………………………………………… 96 3.2.1 压制成形过程…………………………………………………………………… 96 3.2.2 压制过程受力分析……………………………………………………………… 99 3.2.3 压制压力与压坯密度的关系 ………………………………………………… 104 3.2.4 压坯密度及其分布 …………………………………………………………… 107 3.2.5 复杂形状压坯的压制 ………………………………………………………… 110 3.2.6 成形剂 ………………………………………………………………………… 111 3.2.7 压制工艺参数 ………………………………………………………………… 114 3.3 压制模具和自动压制 ……………………………………………………………… 114 3.3.1 一个台面零件的压制 ………………………………………………………… 115 3.3.2 使用拉下系统的压制 ………………………………………………………… 116 3.3.3 多模冲动作压制 ……………………………………………………………… 117 3.4 压机 ………………………………………………………………………………… 118 3.4.1 机械压机 ……………………………………………………………………… 118 3.4.2 液压机 ………………………………………………………………………… 119 3.4.3 旋转压机 ……………………………………………………………………… 119 3.5 压制成形缺陷分析 ………………………………………………………………… 120 3.5.1 压坯缺陷 ……………………………………………………………………… 120 3.5.2 影响压制过程的因素 ………………………………………………………… 125 3.6 其他成形方法 ……………………………………………………………………… 126 3.6.1 冷等静压 ……………………………………………………………………… 126 3.6.2 温压 …………………………………………………………………………… 128 3.6.3 注射成形 ……………………………………………………………………… 134 3.6.4 挤压成形 ……………………………………………………………………… 136 3.6.5 金属粉末轧制 ………………………………………………………………… 138 3.6.6 粉浆浇注 ……………………………………………………………………… 145 3.6.7 高速压制 ……………………………………………………………………… 149 思考题……………………………………………………………………………………… 150 参考文献…………………………………………………………………………………… 150 4 烧结 ……………………………………………………………………………………… 152 4.1 概述 ………………………………………………………………………………… 152 目 录 Ⅵ 4.1.1 烧结的概念及其在粉末冶金生产过程中的重要性 ………………………… 152 4.1.2 烧结过程的基本类型 ………………………………………………………… 152 4.1.3 烧结理论的发展 ……………………………………………………………… 153 4.2 烧结过程的基本规律 ……………………………………………………………… 154 4.2.1 烧结驱动力 …………………………………………………………………… 154 4.2.2 物质迁移机理 ………………………………………………………………… 159 4.3 固相烧结 …………………………………………………………………………… 172 4.3.1 单元系固相烧结 ……………………………………………………………… 172 4.3.2 多元系固相烧结 ……………………………………………………………… 177 4.4 液相烧结 …………………………………………………………………………… 183 4.4.1 液相烧结条件 ………………………………………………………………… 183 4.4.2 液相烧结过程 ………………………………………………………………… 187 4.4.3 熔浸 …………………………………………………………………………… 188 4.5 活化烧结 …………………………………………………………………………… 190 4.5.1 预氧化烧结 …………………………………………………………………… 190 4.5.2 添加少量合金元素 …………………………………………………………… 191 4.5.3 在气氛或填料中添加活化剂 ………………………………………………… 193 4.6 烧结气氛与烧结炉 ………………………………………………………………… 194 4.6.1 烧结气氛 ……………………………………………………………………… 194 4.6.2 烧结炉 ………………………………………………………………………… 200 4.7 其他热固结方法 …………………………………………………………………… 206 4.7.1 热压 …………………………………………………………………………… 206 4.7.2 热等静压 ……………………………………………………………………… 209 4.7.3 热挤压 ………………………………………………………………………… 212 4.7.4 粉末锻造 ……………………………………………………………………… 214 4.7.5 放电等离子烧结 ……………………………………………………………… 217 思考题……………………………………………………………………………………… 220 参考文献…………………………………………………………………………………… 221 5 粉末冶金材料 …………………………………………………………………………… 223 5.1 烧结结构零件 ……………………………………………………………………… 223 5.1.1 烧结铁基结构零件 …………………………………………………………… 223 5.1.2 烧结铜基结构零件 …………………………………………………………… 226 5.1.3 烧结铝基结构零件 …………………………………………………………… 226 5.1.4 粉末冶金减摩材料 …………………………………………………………… 227 5.1.5 粉末冶金摩擦材料 …………………………………………………………… 229 5.2 粉末冶金不锈钢与工具钢 ………………………………………………………… 230 5.2.1 粉末冶金不锈钢 ……………………………………………………………… 230 5.2.2 粉末冶金高速工具钢 ………………………………………………………… 232 目 录 Ⅶ 5.3 粉末冶金钛合金与粉末高温合金 ………………………………………………… 233 5.3.1 粉末冶金钛合金 ……………………………………………………………… 233 5.3.2 粉末高温合金 ………………………………………………………………… 235 5.4 粉末冶金多孔材料 ………………………………………………………………… 236 5.4.1 概述 …………………………………………………………………………… 236 5.4.2 制备方法 ……………………………………………………………………… 237 5.4.3 粉末冶金多孔材料的主要体系 ……………………………………………… 238 5.5 硬质合金 …………………………………………………………………………… 238 5.5.1 概述 …………………………………………………………………………… 238 5.5.2 硬质合金的制造工艺 ………………………………………………………… 240 5.5.3 硬质合金的性能 ……………………………………………………………… 242 5.5.4 硬质合金的应用 ……………………………………………………………… 244 5.5.5 硬质合金的新发展 …………………………………………………………… 244 5.6 金刚石工具材料 …………………………………………………………………… 245 5.6.1 概述 …………………………………………………………………………… 245 5.6.2 金刚石表面的金属化 ………………………………………………………… 246 5.6.3 粉末冶金法制造金刚石工具的工艺 ………………………………………… 247 5.6.4 金刚石工具简介 ……………………………………………………………… 248 5.7 粉末冶金磁性材料 ………………………………………………………………… 250 5.7.1 粉末冶金永磁材料 …………………………………………………………… 250 5.7.2 粉末冶金软磁材料 …………………………………………………………… 253 5.7.3 铁氧体 ………………………………………………………………………… 254 5.8 粉末冶金电触头材料 ……………………………………………………………… 255 5.8.1 电触头材料的基本性能与分类 ……………………………………………… 255 5.8.2 银基电触头材料 ……………………………………………………………… 256 思考题……………………………………………………………………………………… 258 参考文献…………………………………………………………………………………… 258 6 粉末冶金零件设计 ……………………………………………………………………… 259 6.1 零件设计的基本条件 ……………………………………………………………… 262 6.1.1 粉末冶金工艺设计的一般考虑 ……………………………………………… 262 6.1.2 粉末冶金生产工艺的比较与选择准则 ……………………………………… 266 6.2 零件形状与尺寸精度设计 ………………………………………………………… 269 6.2.1 形状设计 ……………………………………………………………………… 269 6.2.2 对一些特殊形状设计的说明 ………………………………………………… 276 6.2.3 利用组合成形法简化压坯的复杂形状 ……………………………………… 278 6.2.4 压坯尺寸限制 ………………………………………………………………… 280 6.2.5 粉末冶金零件的尺寸公差 …………………………………………………… 280 6.3 粉末冶金零件设计流程 …………………………………………………………… 282 目 录 Ⅷ 6.3.1 粉末冶金零件设计要点 ……………………………………………………… 282 6.3.2 粉末冶金零件设计准则 ……………………………………………………… 283 6.3.3 粉末冶金零件设计流程 ……………………………………………………… 287 6.3.4 粉末冶金零件设计注意事项 ………………………………………………… 290 6.4 粉末冶金零件设计实例 …………………………………………………………… 290 6.4.1 汽车离合器用被动棘轮设计 ………………………………………………… 290 6.4.2 电动工具用夹持器设计 ……………………………………………………… 291 思考题……………………………………………………………………………………… 292 参考文献…………………………………………………………………………………… 292 7 企业管理与质量管理 …………………………………………………………………… 293 7.1 企业管理 …………………………………………………………………………… 293 7.1.1 企业管理内容 ………………………………………………………………… 293 7.1.2 企业生产管理 ………………………………………………………………… 294 7.1.3 成本核算及控制 ……………………………………………………………… 299 7.1.4 营销特点 ……………………………………………………………………… 302 7.2 质量管理 …………………………………………………………………………… 304 7.2.1 质量 …………………………………………………………………………… 304 7.2.2 质量的形成及全面质量管理 ………………………………………………… 307 7.2.3 质量成本 ……………………………………………………………………… 308 7.2.4 质量管理体系 ………………………………………………………………… 309 思考题……………………………………………………………………………………… 310 参考文献…………………………………………………………………………………… 310 绪 论 ㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣ [本章重点] , , 本章涉及粉末冶金的定义和基本工艺 讲述了粉末冶金的发展历史和发展趋势 粉末 冶金的优势及其应用领域。 , 本章需要掌握粉末冶金的定义和基本工艺 以及粉末冶金的优 势。 ㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣㊣ ( ) 粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末 或金属粉末与非金属粉末的混合物 作为原 , 。 料 经过成形和烧结制成制品的工艺技术 由于粉末冶金的生产工艺与陶瓷的生产工艺在 形式上类似, 因此粉末冶金这种生产工艺也称为金属陶瓷法。 粉末冶金的基本工艺是: (1) 原料粉末的制取和准备; (2) 将粉末成形为所需形状 ; (3) ,葡京澳门赌场官网 。 的生坯 将生坯在一定温度下烧结 使最终材料或制品具有所需的性能 粉末冶金的 发展日趋多样化, 粉末冶金材料和制品的工艺流程如图0-1所示。 图0-1 粉末冶金基本工艺 3000 , , 粉末冶金的历史可以追溯到公元前 年 埃及人用碳还原氧化铁得到海绵铁 再 经加热锤打制成致密的铁器。 3 , “ ”, 公元 世纪时 印度人用此方法制造了 德里铁柱 重达 6.5t。粉末冶金封孔工艺 19 , , 、 世纪初 俄国和英国相继出现海绵铂粉 经冷压 烧结和进一步锻打制成铂制 品。 1909 , 。 年库利奇的电灯钨丝问世后 粉末冶金技术开始迅速发展 现代粉末冶金技术的发展经历了三个重要阶段: 。 第一个重要阶段是成功制造出难熔金属和硬质合金 库利奇用粉末冶金工艺制造出电 灯钨丝, 1880 , 使 年爱迪生发明的电灯真正得到普及 为现代粉末冶金工业发展迈出了第 一步。 , 、 、 、 。 随后 粉末冶金工艺成为许多难熔金属材料如钨 钼 钽 铌的唯一生产方法 绪 论 2 1923 , 。 年采用粉末冶金工艺又成功地制造了硬质合金 为机械加工业带来了一场革命 因 , , 。 此 难熔金属和硬质合金的生产 奠定了粉末冶金在材料领域中的地位 。 20 30 第二个重要阶段是成功制造出多孔含油轴承 世纪 年代用粉末冶金方法生产出 多孔含油轴承, 、 、 。 这种轴承在汽车 纺织 航空等领域得到广泛应用 随后发展到生产铁基 , , 。 机械零件 充分发挥了粉末冶金无切削或少切削的特点 实现了高效益 、 。 ,粉末冶金材料表面防锈 、 第三个重要阶段是粉末冶金新材料 新工艺的发展 例如 金属陶瓷 弥散强化材 料、粉末冶金原理试题及答案 , 、 、 粉末高速钢和粉末高温合金等新材料的出现 以及热等静压 粉末热锻 温压等新工 艺的出现, 展示出粉末冶金发展的广阔前景。 粉末冶金在技术上和经济上具有一系列优点: (1) 生产普通熔炼法无法生产的具有特 殊性能的材料, 、 、 、 ; (2) 如难熔金属 硬质合金 多孔材料 假合金等 粉末冶金方法生产的 某些材料比普通熔炼法生产的材料性能优越, 如粉末高速钢和粉末高温合金等; (3) 材料 、 , , 利用率高 生产效率高 粉末冶金制造机械零件是一种无切削或少切削的工艺 可以大量 减少机加工量, , 。 , , 节约金属材料 提高劳动生产率 总之 粉末冶金的工艺灵活 既能生产 具有特殊性能的新材料, 也能制造价廉质优的机械零件。 。 , , 但粉末冶金工艺也有不足之处 例如 粉末成本高 粉末冶金制品的大小和形状有一 定的限制, , 。 烧结零件的韧性较差 生产量少时由于模具成本高而导致总的生产成本高等 。 , 、 、 粉末冶金材料种类繁多 按材料成分划分 有铁基制品 有色金属制品 稀有金属制 。 , , ; , ; 品等 从材料性能看 既有多孔材料 又有致密材料 既有硬质材料 又有较软的材料 , ; , 。 既有重合金 也有轻的泡沫材料 既有磁性材料 也有电工等其他功能材料 就材料类型 , 。 , 而言 有金属材料和复合材料 粉末冶金由于技术和经济上的优越性 其应用将越来越广 泛。 目前的主要应用范围如下: (1) , : 机械零件和结构材料 其中包括 1) : 、 ; 减摩材料 多孔含油轴承 固体润滑材料等 2) : , ; 摩擦材料 以铁铜为基 用作制动器或离合器元件 3) : 。 机械零件 代替熔铸和机械加工的各种承力零件 (2) , : 多孔材料 其中包括 1) : 、 、 、 ; 过滤器 由青铜 镍 不锈钢 钛及合金等粉末制成 2) : ; 热交换材料 也称发散或发汗材料 3) : 、 、 。 泡沫金属 用于吸音 减振 密封和隔音 (3) , : 电工材料 其中包括 1) : 、 、 ; 电触头材料 难熔金属与铜 银 石墨等制成的假合金 2) :

  请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。用户名:验证码:匿名?发表评论