粉末冶金題庫(kù)

1、分析題1、粉末冶金技術(shù)有何重要優(yōu)缺點(diǎn)并舉例說(shuō)明。答重要優(yōu)點(diǎn)①能夠制備部分其他方法難以制備的材料如難熔金屬假合金、多孔材料、特殊功能材料硬質(zhì)合金②因?yàn)榉勰┮苯鹪诔尚芜^(guò)程采用與最終產(chǎn)品形狀非常接近的模具因此產(chǎn)品加工量少而節(jié)省材料③對(duì)于一部分產(chǎn)品尤其是形狀特異的產(chǎn)品采用模具生產(chǎn)易于且工件加工量少制作成本低如齒輪產(chǎn)品。重要缺點(diǎn)①由于粉末冶金產(chǎn)品中的孔隙難以消除因此粉末冶金產(chǎn)品力學(xué)性能較相同鑄造加工產(chǎn)品偏低②由于成形

2、過(guò)程需要模具和相應(yīng)壓機(jī)因此大型工件或產(chǎn)品難以制造③規(guī)模效益比較小優(yōu)點(diǎn)材料利用率高加工成本較低節(jié)省勞動(dòng)率可以獲得具有特殊性能的材料或產(chǎn)品缺點(diǎn)由于產(chǎn)品中孔隙存在與傳統(tǒng)加工方法相比材料性能較差例子銅—鎢假合金制造這是用傳統(tǒng)方法不能獲得的材料2、分析粉末冶金過(guò)程中是哪一個(gè)階段提高材料利用率為什么試舉例說(shuō)明。10分解粉末冶金過(guò)程中是由模具壓制成形過(guò)程提高材料利用率因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)接近最終產(chǎn)品的尺寸因此壓坯往往與使用產(chǎn)

3、品的尺寸很接近材料加工量少利用率高例如生產(chǎn)汽車齒輪時(shí)如用機(jī)械方法制造工序長(zhǎng)材料加工量大而粉末冶金成形過(guò)程可利用模具成形粉末獲得接近最終產(chǎn)品的形狀與尺寸與機(jī)械加工方法比較加工量很小節(jié)省了大量材料。3、氣體霧化制粉過(guò)程可分解為幾個(gè)區(qū)域每個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)是什么答氣體霧化制粉過(guò)程可分解為金屬液流負(fù)壓紊流區(qū)原始液滴形成區(qū)有效霧化區(qū)和冷卻凝固區(qū)等四個(gè)區(qū)域。其特點(diǎn)如下:金屬液流紊流區(qū)金屬液流在霧化氣體的回流作用下金屬流

4、柱流動(dòng)受到阻礙破壞了層流狀態(tài)產(chǎn)生紊流原始液滴形成區(qū)由于下端霧化氣體的沖刷對(duì)紊流金屬液流產(chǎn)生牽張作用金屬流柱被拉斷形成帶狀管狀原始液滴有效霧化區(qū)因高速運(yùn)動(dòng)霧化氣體攜帶大量動(dòng)能對(duì)形成帶狀管狀原始液滴的沖擊使之破碎成為微小金屬液滴冷卻區(qū)凝固區(qū)此時(shí)微小液滴離開(kāi)有效霧化區(qū)冷卻并由于表面張力作用逐漸球化。4、分析為什么要采用藍(lán)鎢作為還原制備鎢粉的原料5分答采用藍(lán)鎢作為原料制備鎢粉的主要優(yōu)點(diǎn)是①可以獲得粒度細(xì)小的一

5、次顆粒盡管二次顆粒較采用WO3作為原料制備的鎢粉二次顆粒要大。②采用藍(lán)鎢作為原料藍(lán)鎢二次顆粒大一次顆粒小在H2中揮發(fā)少通過(guò)氣相遷移長(zhǎng)大的機(jī)會(huì)降低獲得WO2顆粒小在一段還原獲得WO2后在干氫中高溫進(jìn)一步還原顆粒長(zhǎng)大不明顯且產(chǎn)量高。5、分析粉末粒度、粒度分布、粉末形貌與松裝密度之間的關(guān)系。答松裝密度是粉末在規(guī)定條件下自然填充容器時(shí)單位體積內(nèi)的粉末質(zhì)量它是粉末的一個(gè)重要物理性能也是粉末冶金過(guò)程中的重要工藝參數(shù)

6、粉末粒度、粉末形狀及形貌對(duì)松裝密度影響顯著①粉末平均粒度越小粉末形貌越復(fù)雜粉末顆粒之間以及粉末表面留下空隙越大松裝密度越小②粉末平均粒度越小粉末形貌越復(fù)雜粉末顆粒之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力越大流動(dòng)性越差松裝密度越小。③粉末質(zhì)量粉末顆粒中孔隙因素越小、松裝密度越?、茉诓糠纸檀笾睆降姆勰┲屑尤肷倭枯^小粒徑的粉末構(gòu)成一定粒度分布有利于提高松裝密度7、氣體霧化制粉過(guò)程中有哪些因素控制粉末粒度解:二流之間的夾角夾角越大霧化介

7、質(zhì)對(duì)金屬流柱的沖擊作用越強(qiáng)得到的粉末越細(xì)采用液體霧化介質(zhì)時(shí)由于質(zhì)量大于氣體霧化介質(zhì)攜帶的能量大得到的粉末越細(xì)金屬流柱直徑小獲得粉末粒度小金屬溫度越高金屬熔體黏度小易于破碎所得粉末細(xì)小介質(zhì)壓力大沖擊作用強(qiáng)粉末越細(xì)13、什么是假合金怎樣才能獲得假合金解兩種或兩種以上金屬元素因不經(jīng)形成固溶體或化合物構(gòu)成合金體系通稱為假合金是一種混合物假合金形成的條件是形成混合物之后兩種物質(zhì)之間的界面能小于他們單獨(dú)存在時(shí)的

8、表面能之和即γABγAγB14、為什么采用環(huán)縫形噴嘴容易引起露嘴堵塞采用什么辦法可以解決這一問(wèn)題解當(dāng)采用環(huán)縫形噴嘴時(shí)由于錐型的氣流形成密閉的空間導(dǎo)致金屬流柱下流受阻而堵塞噴嘴.采用v型噴嘴可以解決這一問(wèn)題。16、Fsss和BET方法都能測(cè)量粉末比表面積為什么Fsss只能測(cè)得二次顆粒直徑而B(niǎo)ET能測(cè)一次顆粒直徑答BET方法是根據(jù)氣體分子表面吸附總量即氣體吸附前后壓力變化來(lái)計(jì)算和測(cè)量粉末總表面積然后根據(jù)表面積與顆粒等效

9、球形換算后得到Fsss測(cè)試原理是粉末體中空隙構(gòu)成毛細(xì)管對(duì)氣體分子阻力壓力降來(lái)測(cè)得毛細(xì)管孔壁可視為粉末外表面積體中空隙構(gòu)成毛細(xì)管為氣體分子有效流經(jīng)管道一次顆粒間的間隙通常為開(kāi)孔孔道一端可能封閉氣體不能流通因此該部分難以測(cè)試和計(jì)算在內(nèi)。17、霧化過(guò)程為何可以有效控制金屬粉末顯微結(jié)構(gòu)怎樣才能獲得球形度很好的金屬粉末答1霧化過(guò)程粉末冷卻速度快粉末成分來(lái)不及偏析冷卻的粉末可以保留均勻的成分結(jié)構(gòu)。2霧化過(guò)程粉末粒度

10、可以控制冷卻過(guò)程結(jié)晶時(shí)枝晶生長(zhǎng)尺寸非常有限因此粉末結(jié)構(gòu)比較均勻同時(shí)調(diào)節(jié)霧化參數(shù)可以控制顆粒大小、形狀、冷卻速率金屬粉末的顯微結(jié)構(gòu)也可以控制3霧化過(guò)程影響粉末球形度的主要因素有過(guò)冷度、冷卻時(shí)間、金屬溶液表面張力。過(guò)冷度大冷卻時(shí)間長(zhǎng)表面張力大表面張力作用時(shí)間長(zhǎng)有利于獲得球形度很好的粉末。18、分析燒結(jié)時(shí)形成連通孔隙和閉孔隙的條件。答開(kāi)孔Ps=PvγρPs僅是表面張應(yīng)力γρ中的一部分因?yàn)闅怏w壓力Pv與表面張應(yīng)力

11、的符號(hào)相反。當(dāng)孔隙與顆粒表面連通即開(kāi)孔時(shí)Pv可取1atm只有當(dāng)燒結(jié)頸ρ長(zhǎng)大表面張力減小到與Pv平衡時(shí)燒結(jié)收縮停止閉孔Ps=Pv2γr孔r孔孔隙半徑2γr孔表示作用在孔隙表面使孔隙縮小的張應(yīng)力。當(dāng)孔隙收縮時(shí)氣體若來(lái)不及擴(kuò)散出去形成閉孔隙。如果張應(yīng)力大于氣體壓力Pv孔隙繼續(xù)收縮。Pv大到超出表面張力時(shí)隔離孔隙停止收縮21、在哪些情況下需要向粉末中添加成形劑為什么？答a硬質(zhì)粉末由于粉末變形抗力很高無(wú)法通過(guò)壓制所

12、產(chǎn)生的變形而賦予粉末坯體足夠的強(qiáng)度一般采用添加成形劑的方法以改善粉末成形性能提高生坯強(qiáng)度便于成形。橡膠、石蠟、PEG、PVA等。10b流動(dòng)性差的粉末、細(xì)粉或輕粉填充性能不好自動(dòng)成形不好影響壓件密度的均勻性。添加成形劑能適當(dāng)增大粉末粒度減小顆粒間的摩擦力。22、在粉末剛性模壓制過(guò)程中通常存在哪兩種摩擦力哪種摩擦力會(huì)造成壓坯密度分布而在CIP中的情況又如何答性模壓制過(guò)程中通常存在外摩擦力和內(nèi)摩擦力其中外摩擦