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粉末冶金基础知识

日期:2012-10-9 13:51

1、什么是粉末冶金?
粉末冶金是一门制造金属粉末,并以金属粉末(有是也加入少量非金属粉末)为原料,经过混合、成形、烧结,制造材料或制品的技术。它包括两部分内容,即:
(1)制造金属粉末(也包括合金粉末,以下统称“金属粉末”)。
(2)用金属粉末(有是也添加少量非金属粉末)作原料,经混合、成形、烧结,制造材料(称为“粉末冶金材料”)或制品(称为粉末冶金制品)。

2、粉末冶金最突出的优点是什么?
(1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制品,如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品,钨、钼、钛等难熔金属材料和制品,金属-塑料、双金属等复合材料及制品。
(2)能够直接制造出合乎或者接近尺寸要求的制品,从而减少或取消机械加工,其材料利用率可以高达95%以上,它哈能在制品中以铁带铜,做到了省材、节能。

3、什么是铁基?什么是铁基粉末冶金?
铁基是指材料的组成是以铁为机体。
铁基粉末冶金是指用烧结(也包括粉末锻造)方法,制造以铁为主要成分的粉末冶金和制品(铁基机械零件、减磨材料、摩擦材料,以及其他铁基粉末冶金材料)的工艺总称。

4、用于粉末冶金的粉末制造方法主要有哪几类?
粉末制造方法主要有物化化学法和机械粉碎法两大类。前者包括还原法、电解法、羰基法等;后者包括研磨法和雾化法等。

5、用还原法制造金属粉末是怎么回事?
该法是用还原剂把金属氧化中的氧夺取出来,从而得到金属粉末的一种方法。

6、什么叫还原剂?
还原剂是指能够夺取氧化物中氧的物质。
制取金属粉末所用的还原剂,是指能够除掉金属氧化物中氧的物质。
就金属氧化物而言,凡是与其中氧的亲合力大于这种金属与氧的亲和力的物质,都称为这种金属氧化物的还原剂。

7、什么是亲和力?
亲和力是指两种元素的化合能力。
在一定的条件下,各种元素对同一种元素的化合能力不同,还原金属氧化物所用的的还原剂应比被还原金属氧化物中的金属与氧的亲和能力大。

8、制造金属粉末常用的还原剂有哪几种?
制造金属粉末常用的还原剂有:
(1)固体炭。如:木炭、焦炭、炭黑等
(2)气体。如:氢、分解氨、转化天然气等。
(3)金属。如:钠、钙、铝等。

9、用于粉末冶金的还原铁粉是怎样制取的?
还原铁粉是将铁的氧化物(如精铁矿和轧钢鳞等)用固体还原,再经必要的后续处理而制得的。其工艺流程可以分为原料准备(筛选、清洗、烘干、磁选、配料等)三个阶段。
所用设备主要有隧道窑和倒焰炉等。

10、还原铁粉有什么特点?
还原铁粉呈多面体,为海绵状,其粒度可借助原料的粒度和还原条件任意调整,容易得到均质粉末。其成形性和烧结性都好。

11、什么是铁粉的二次还原?其目的是什么?
二次还原,是对隧道窑等所得还原铁粉的再次还原,是制取优质铁粉的关键工序。
其目的是进一步提高铁粉的化学纯度,并使物理性能和工艺性能稳定在一个较高的水平上。

12、粉末还原退火的目的是什么?
主要有以下三个方面:(1)去除金属粉末颗粒表面的氧化膜;(2)除掉颗粒表面吸附的气体和水分等异物;(3)消除颗粒的加工硬化。

13、常用的铜和痛合金粉通常是怎样制得的?
常用的铜粉是用电解法和雾化法制得的;常用的铜合金粉(青铜粉和黄铜粉等)是用雾化法制得的。

14、什么是电解法制粉?其主要方法有哪几种?
电解法制粉,也叫电解沉积法制粉,是用电解法在电解槽的阴极处得到金属粉末的方法。
用电解法制造金属粉末,有水溶液电解和熔盐电解两种。

15、什么叫羰基法制粉?有什么特点?羰基法也叫热离解法,就是把金属(如镍和铁)与CO反应生成的羰基物,如Fe(CO)5、Ni(CO)4、等进行加热,使其分解而得到金属粉末的方法。
用此方法可以制造出纯度高,工艺性能好,特别是烧结性能好的超细粉末。

16、什么叫雾化法制粉?其基本原理是什么?
雾化制粉,一般是指利用高速流体(如水和气体)将金属溶液破碎成粉末的方法。
其原理是:熔融的金属液流,被高速运动的液流或气体等介质切断、分散、裂化、而成为微小液滴。

17、雾化制粉的基本工艺流程是这样的?
熔炼——浇注——雾化——粉末沉降——出粉——后续处理
雾化准备————↑

18、雾化制粉的方法有几种?
雾化制粉的方法有很多,如气体(空气、氮气、氩气、等)雾化、液体(水和油等)雾化、真空雾化、转盘雾化、辊桶雾化、电磁离心雾化、旋转电极雾化、振动电极雾化等。

19、雾化制粉有哪些优点?
(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),且工艺流程短,设备简单,因而总体成本也低。

20、雾化制粉装置的核心部分是什么?
包括喷嘴和罐体两部分。

21、什么叫喷嘴?常用的喷嘴类型有几种?
“喷最”是指在雾化制粉过程中,能喷射高压流体,以击碎(雾化)金属液流的装置。
雾化制粉常用的喷嘴有两类型,即:
(1)“O”型喷嘴,(俗称环形喷嘴,有环缝形式的也有环孔形式的),其喷射出的流体形成上圆下尖的圆锥体侧面。
(2)“V”型喷嘴,其喷射出的流体形成两个板面相交的V字形。

22、什么是雾化制粉的介质?常用的喷雾介质有哪些?
介质在此是指借以传送运动能量的物质。喷雾介质是传递运动的能量,使金属液流雾化成粉末的物质。
气体雾化制粉常用的喷雾介质有空气、氮气、氩气等。
液体雾化制粉用的喷雾介质有水和油等。

23、什么气体雾化制粉?
气体雾化制粉是以气体为喷雾介质的雾化制粉的工艺。

24、什么是液体雾化制粉?
是以液体喷雾介质的雾化制粉的工艺。

25、什么是水雾化制粉?有什么优点?其主要过程是什么?
水雾化制粉是液体化的一种,是用水做喷雾介质的雾化制粉工艺。
其优点是:作为喷雾介质的水来自于自然界,其分布量大面广,容易得到,且价格低廉,其冷却效果也好。同时,水雾化粉设备结构简单,工艺稳定,操作方便。
水雾化制粉的主要过程是(1)熔炼——浇注;(2)雾化——脱水。

26水雾化制粉装置一般有哪几大部分构成?
有三部分组成:
(1)熔炼部分(包括熔炉和漏包等)
(2)雾化部分(包括喷嘴和罐体等)
(3)辅助部分(包括熔炼能源、漏包预热机构、水、气、电供应系统,脱水和干燥设备等)。

27、国内现有自制水雾化制粉装置的罐体类型有哪几种?
从罐体的内部与大气关系来看,自制水雾化装置的罐体有敞开式(与大气相通)和密闭式(与大气隔绝)两大类;从罐体的内、外压差来看,又有正压和负压式之分。

28、水雾化制粉装置密闭的目的是什么?
密闭便于排除罐内空气,充入保护气氛,以降低雾化粉末的氧含量。同时还便于妥善处理雾化过程中可能产生的氢气没,以保证工艺稳定和操作安全。

29、什么是预合金粉末?其主要制备方法有哪些?
指在制作粉末冶金材料和制品前,就已经合金化了的粉末。
制取预合金粉末,一般是采用雾化法或机械合金法。前者是先熔炼成所需成分要求的溶液,继而将其雾化成粉末;后者是按所需成分要求配料,将其置于高速震动球磨机等研磨机研磨,使其部分合金化或制成包覆粉末。

30、用与粉末冶金的粉末性能测定一般有几项?
一般有三项:化学成分、物理性能、工艺性能。

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