【正文】 2000四、問答壓制一直徑為38mm的圓柱體Fe基零件壓坯，%，%，試計(jì)算陰模內(nèi)徑尺寸為多少？ D（1+%）（%）=38 D=簡述燒結(jié)機(jī)械零件與材料的分類，說明其中各類材料的基體類型及適用場合有哪些？燒結(jié)機(jī)械零件與材料的分類：燒結(jié)結(jié)構(gòu)材料、燒結(jié)減摩材料、燒結(jié)摩擦材料燒結(jié)結(jié)構(gòu)零件:燒結(jié)鐵基材料:燒結(jié)鐵,碳鋼,合金鋼,不銹鋼燒結(jié)銅基材料:燒結(jié)青銅,黃銅,CuNi合金,彌散強(qiáng)化燒結(jié)鋁基材料:燒結(jié)鋁合金,彌散強(qiáng)化鋁燒結(jié)鎳基材料:燒結(jié)鈦基材料:燒結(jié)減摩零件:多孔軸承:鐵基,銅基,鋁基,不銹鋼基固體自潤滑材料:鐵基,銅基,銀基,雙金屬燒結(jié)摩擦零件:銅基摩擦零件:鐵基摩擦零件:碳碳復(fù)合材料:陶瓷基復(fù)合摩擦材料。用于干摩擦式離合器和制動器的關(guān)鍵材料.？？欲制造Cu基結(jié)構(gòu)零件、Cu基電工觸頭和Cu基過濾器三種粉末冶金零件，其原料Cu粉應(yīng)分別采用哪種制粉方法？為什么？Cu基結(jié)構(gòu)零件：霧化法（水霧化）；顆粒形狀不規(guī)則，顆粒間機(jī)械嚙合，壓坯強(qiáng)度也大。Cu基電工觸頭：電解法；純度高，導(dǎo)電性能好。Cu基過濾器：霧化法（氣霧化）；顆粒近球形，粒子尺寸均勻，高輸出體積說明粉末注射成形的工藝流程，它對原料粉末有何要求？流程中的關(guān)鍵工序及注意事項(xiàng)是什么？工藝流程： 粉末（金屬或陶瓷） + 粘結(jié)劑及添加劑↓預(yù)混合↓混煉（混合與制粒）↓原料↓注射成形↓脫脂（溶劑脫脂或熱脫脂）↓燒結(jié)↓粉末零件粉末注射成形常用的粉末顆粒一般在28um，一般小于30um，粉末形狀多為球形，具有相當(dāng)寬或窄的粒度分布，填充密度較高。注射成型是整個(gè)工藝流程的關(guān)鍵工序，注射成形時(shí)，對可能產(chǎn)生缺陷的控制應(yīng)從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮：（1）注射溫度、壓力、時(shí)間等工藝參數(shù)的設(shè)定；（2）填充是喂料在模腔中的流動控制。？？運(yùn)用揮發(fā)沉淀長大機(jī)理，說明H2還原WO3制取細(xì)W粉時(shí)應(yīng)如何控制工藝條件？（1） 原料： A 粒度：當(dāng)采用WO3時(shí)，其粒度與還原鎢粉粒度間的依賴性不太明顯，而主要取決于WO2的粒度。目前，采用藍(lán)鎢（藍(lán)色氧化鎢）作原料。該原料具有粒度細(xì)、表面活性大，W粉一次顆粒細(xì)和便于粒度控制的特點(diǎn)。 B 雜質(zhì)元素：影響透氣性或生成難還原化合物。. K、Na等促使鎢粉顆粒粗化；. Ca、Mg、Si等元素?zé)o明顯影響：. 少量Mo、P等雜質(zhì)元素可阻礙W粉顆粒長大（2）還原方式：二階段還原（3）氫氣：降低氫的露點(diǎn)，流量不宜過高，順流通氫。（4）還原工藝條件： .還原溫度T：降低T，高的溫度會提高鎢氧化物的水合物在氣相中的濃度，顆粒粗化； .推舟速度V：降低V，推舟速度打?qū)е卵鯕庠黾?，高氧指?shù)的氧化物具有更大的揮發(fā)性，提高濃度，顆粒粗化； .料層厚度t：降低t，料層厚度過高不利于氫向底層物料的擴(kuò)散，鎢氧化物的含氧量高，顆粒粗化。（5）添加劑：少量的添加劑如Cr、V、Ta、Nb等的鹽可抑制鎢粉顆粒的粗化。由巴爾申、北川公夫和黃培云三種壓制方程的理論假設(shè)，比較三種壓制方程的適用性。巴爾申方程基本假設(shè):（1）將粉末體視為彈性體（2）不考慮粉末的加工硬化（3）忽略模壁摩擦適用性：硬質(zhì)粉末或中等硬度粉末在中壓范圍內(nèi)壓坯密度的定量描述。北川公夫方程基本假設(shè)：（1）粉末層內(nèi)所有各點(diǎn)的單位壓力相等 （2）粉末層內(nèi)各點(diǎn)的壓力是外力和粉末內(nèi)固有的內(nèi)壓力之和 （3）粉末層內(nèi)各斷面上的外壓力與該斷面上粉末的實(shí)際斷面積受的壓力總和保持平衡。 （4）各個(gè)粉末顆粒僅能承受它固有的屈服極限的能力。 （5）粉末壓縮時(shí)的各個(gè)顆粒位移的幾率和它鄰接的孔隙大小成比例。適用性：在壓制壓力不太大時(shí)優(yōu)越性顯著。黃培云方程基本假設(shè)：視粉末為非線性彈一塑體適用性：不論對軟粉末或硬粉末適用效果都比較好用能量的觀點(diǎn)闡述互不相溶系固相燒結(jié)的熱力學(xué)條件互不溶系的燒結(jié)服從不等式：γABγA ＋γB，即AB的比界面能必須小于A、B單獨(dú)存在的比表面能之和；若γABγA ＋γB，雖然在AA或BB之間可以燒結(jié)，但在AB之間卻不能。在滿足上式的前提下，如果γAB|γA －γB|，在兩組元的顆粒間形成燒結(jié)頸的同時(shí)，它們可互相靠攏至某一臨界值在滿足上式的前提下，如果γAB|γA －γB|，在兩組元的顆粒間形成燒結(jié)頸的同時(shí)，它們可互相靠攏至某一臨界值；如果γAB|γA －γB|，則開始時(shí)通過表面擴(kuò)散，比表面能低的組元覆蓋在另一組元的顆粒表面，然后同單元系燒結(jié)一樣，在類似復(fù)合粉末的顆粒間形成燒結(jié)頸。不論是上述中的哪種情況，只有γAB越小，燒結(jié)的動力就越大。即使燒結(jié)不出現(xiàn)液相，但兩種固相的界面能也能決定燒結(jié)過程？？什么是燒結(jié)氣氛的碳勢？能進(jìn)行碳勢控制的燒結(jié)氣氛有哪些？某一含碳量的材料在某種氣氛中燒結(jié)時(shí)既不滲碳也不脫碳，以材料中的碳含量表示氣氛的碳勢。可控碳勢氣氛：CO、CHH2+CO混合氣體、有機(jī)碳?xì)浠衔餁怏w、吸熱型氣氛、放熱型氣氛。2001四、問答題？？還原鐵粉與霧化鐵粉在工藝性能上有何差異？它們在制造鐵基粉末冶金零部件時(shí)有什么特點(diǎn)?還原鐵粉：顆粒形狀復(fù)雜，粉末成形性能好，便于制造形狀復(fù)雜或薄壁類零部件；粉末燒結(jié)活性好；粉末純度、壓縮性較低?？芍圃齑罅績r(jià)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的中低密度鐵基粉末冶金零部件。霧化鐵粉：包括水霧化鐵粉和氣霧化鐵粉。氣體霧化：鐵、銅、鋁、錫、鉛及其合金粉末（如青銅粉末、不銹鋼粉末）；水霧化：鐵、銅及合金鋼粉末；水霧化鐵粉顆粒表面粗糙，易得氧含量較低、壓縮性較好的不規(guī)則粉末， RZ法可以直接處理廢鋼。氣霧化鐵粉顆粒近球形，粒子尺寸均勻，高輸出體積，制造過濾器用的不銹鋼球形粉末幾乎全是采用霧化法生產(chǎn)。 試簡述RZ工藝制霧化鐵粉的設(shè)計(jì)思路。工藝設(shè)計(jì)思路：① 解決純鐵高熔點(diǎn)所帶來的工藝?yán)щy：工業(yè)純鐵的熔點(diǎn)在1500℃以上，熔煉溫度達(dá)1650―1700℃，采用低硅高碳（%）合金，使熔體溫度保持在13001350℃。而過高的碳則會導(dǎo)致鐵液的表面張力增加，難以得到細(xì)粉。② 高碳鐵水可減輕空氣與鐵反應(yīng)形成鐵氧化物所造成鐵水粘度增加的趨勢；同時(shí)，碳與氧在后續(xù)高溫還原時(shí)具有脫氧作用，為燜火處理創(chuàng)造條件。③ 成形性能的改善：A 利用霧化過程中鐵中的碳與氧的反應(yīng)使顆粒表面形成凹凸而粗粗糙化： Fe(C)(l)+O2=Fe(l)+CO2CO2微氣泡在逸至鐵液滴表面時(shí)造成表面凹凸。B 破碎時(shí)顆粒表面形成凹凸；C 高溫還原時(shí)使顆粒間產(chǎn)生輕度燒結(jié)，即細(xì)小顆粒粘結(jié)在大顆粒上。三都有利于降低霧化鐵粉的松比，改善粉末的成形性能。怎樣正確看待刷粉周期對電解銅粉末粒度的影響？適度刷粉可提高電流密度，利于粉末細(xì)化。而過頻也具有與攪拌相似的效果，使陰極附近的銅離子濃度得到及時(shí)補(bǔ)充，導(dǎo)致銅離子濃度升高，導(dǎo)致粉末粗化。但長的刷粉周期卻使電流密度下降，粉末粗化。？？選擇成形方法時(shí)需要考慮的基本問題有哪些？幾何尺寸、形狀復(fù)雜程度性能要求（材質(zhì)體系）：力學(xué)、物理性能及幾何精度制造成本（結(jié)合批量、效率）：最低液相燒結(jié)的三個(gè)基本條件是什么？它們對液相燒結(jié)致密化的貢獻(xiàn)是如何體現(xiàn)的？液相燒結(jié)的三個(gè)基本條件：潤濕性、溶解度和液相數(shù)量（1）液相必須潤濕固相顆粒：這是液相燒結(jié)得以進(jìn)行的前提（否則產(chǎn)生反燒結(jié)現(xiàn)象）。即燒結(jié)體系需滿足方程 γS=γSL+γLCOSθ (θ為潤濕角)液相燒結(jié)需滿足的潤濕條件是θ90；當(dāng)θ=0，液相充分潤濕固相顆粒，這是最理想的液相燒結(jié)條件；當(dāng)θ90O，固相顆粒將液相推出燒結(jié)體，發(fā)生反燒結(jié)現(xiàn)象。當(dāng)0θ900，這是普通的液相燒結(jié)情況，燒結(jié)效果一般。如果θ90，燒結(jié)開始時(shí)液相即使生成，液會很快跑出燒結(jié)體外，稱為滲出。這樣，燒結(jié)合金中的低熔組分將大部分損失掉，使燒結(jié)致密化過程不能順利完成。
液相只有具備完全或部分潤濕的條件，才能滲入顆粒的微孔和裂隙甚至晶粒間界。（2）固相在液相中具有有限的溶解度：有限的溶解可改善潤濕性；增加液相的數(shù)量即體積分?jǐn)?shù)，促進(jìn)致密化；馬欒哥尼效應(yīng)（溶質(zhì)濃度的變化導(dǎo)致液體表面張力的不同，產(chǎn)生液相流動）有利于液相遷移；增加了固相物質(zhì)遷移通道，加速燒結(jié)；顆粒表面突出部位的化學(xué)位較高產(chǎn)生優(yōu)先溶解，通過擴(kuò)散和液相流動在顆粒凹陷處析出，改善固相晶粒的形貌和減小顆粒重排的阻力。但較高的溶解度導(dǎo)致燒結(jié)體的變形和為晶粒異常長大提供條件，這是不希望的。（3）液相數(shù)量：在一般情況下，液相數(shù)量的增加有利于液相均勻地包覆固相顆粒，為顆粒重排列提供足夠的空間和致密化創(chuàng)造條件。同時(shí)，也可減小固相顆粒間的接觸機(jī)會。但過大的液相數(shù)量造成燒結(jié)體的形狀保持性下降。？？為什么彌散強(qiáng)化銅材料具有高的紅硬性？在熱等靜壓技術(shù)中，選用包套材料應(yīng)注意哪些技術(shù)問題？可塑性和強(qiáng)度不破裂和隔絕高壓氣體滲入良好的可加工性和可焊接性不與粉末發(fā)生反應(yīng)和造成污染HIP后易被除去成本低在金屬粉末注射成形過程中，為什么必須采用細(xì)粉末做原料？通常采用哪兩種基本的脫脂方法？細(xì)粉末提高粉末燒結(jié)驅(qū)動力和脫脂后坯體的強(qiáng)度，便于混練和注射，制造形狀復(fù)雜、薄壁、小尺寸件；通常采用的脫脂方法：溶劑脫脂、熱脫脂。對于一多臺階的粉末冶金零件，設(shè)計(jì)壓膜時(shí)應(yīng)注意哪些問題？必須保證整個(gè)壓坯內(nèi)的密度相同，否則在脫模過程中，密度不同的連接處就會由于應(yīng)力的重新分布而產(chǎn)生斷裂或分層。壓坯密度的不均勻也將使燒結(jié)后的制品因收縮不一急劇變形而出現(xiàn)開裂或歪扭。為了讓橫截面不同的壓坯密度均勻，必須設(shè)計(jì)出不同動作的多模沖壓膜，并且應(yīng)使他們的壓縮比相等，而且易脫模。五、分析題為什么說穩(wěn)壓技術(shù)是傳統(tǒng)模壓技術(shù)的發(fā)展與延伸？溫壓技術(shù)是粉末與模具被加熱到較低溫度（一般為150℃）下的剛模壓制方法。除粉末與模具需加熱以外，與常規(guī)模壓幾乎相同，但它擺脫一些傳統(tǒng)模壓技術(shù)的弱點(diǎn)，加熱后粉末塑性 變性得以充分進(jìn)行，加工硬化速度和程度降低，有效地減小粉末與膜壁間的摩擦和降低粉末顆粒間的內(nèi)摩擦，便于顆粒間的相互填充，能壓制高性能，高強(qiáng)度、高精度的壓坯。并且溫壓與粉末熱壓完全不同，溫壓的加熱溫度遠(yuǎn)低于熱壓（高于主要組分的再結(jié)晶溫度），而且被壓制的粉末冶金零部件的尺寸精度很高，表面光潔。是傳統(tǒng)模壓技術(shù)的發(fā)展與延伸。？？分析Fe12Cu，YG10，WCuNi合金中固相顆粒保持特定形狀的原因。（但學(xué)長）上述所得的三種粉末冶金合金，由液相燒結(jié)而成，F(xiàn)e12Cu，YG10，WCuNi中低熔點(diǎn)金屬或合金（Cu、Co、CuN）對更高熔點(diǎn)金屬的潤濕性好（潤濕角趨于00），液相在更高熔點(diǎn)金屬不溶解；而相反的，高熔點(diǎn)金屬能夠在低熔點(diǎn)金屬溶解或部分溶解，液相始終存在，而當(dāng)液相完全潤濕固相情況下，晶粒不會長大，而只有當(dāng)潤濕不良的情況下，靠顆粒彼此接觸，聚合長大。故上述三種粉末冶金合金中的固相顆粒保持特定形狀。（但學(xué)長有解）？？分析模壓時(shí)產(chǎn)生壓坯密度分布不均勻的原因？剛模壓制時(shí)，由于摩擦力的作用，在壓坯高度方向存在壓力降低。因此造成壓坯的各處密度不均勻。2002三、簡答題？？（但學(xué)長有解）從燒結(jié)驅(qū)動力的角度說明納米粉末具有高燒結(jié)活性的原因。（1）燒結(jié)熱力學(xué)
具有巨大的表面能，為燒結(jié)過程提供很高的燒結(jié)驅(qū)動力，使燒結(jié)過程加快
（2）燒結(jié)動力學(xué)
由燒結(jié)動力學(xué)方程(X/a)m=F(T).t/amn
納米粉末顆粒的a值很小
達(dá)到相同的x/a值所需時(shí)間很短，燒結(jié)溫度降低。
納米粉末燒結(jié)活性很高
？？選擇具體的成形技術(shù)應(yīng)考慮哪些主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題？ （與2001年第4題類似）幾何尺寸、形狀復(fù)雜程度性能要求（材質(zhì)體系）：力學(xué)、物理性能及幾何精度制造成本（結(jié)合批量、效率）：最低？？影響粉末流動性的因素有哪些？如果一種粉末的流動性較差，對粉末冶金零部件的后續(xù)加工帶來什么危害？影響因素：顆粒間的摩擦 形狀復(fù)雜，表面粗糙，流動性差理論密度增加，比重大，流動性增加
粒度組成，細(xì)粉增加，流動性下降流動性差的粉末，填充性能不好，自動成形不好，影響壓件密度的均勻性。簡述RZ工藝（制霧化鐵粉的工藝）設(shè)計(jì)依據(jù)。（與2001年第二題相同）工藝設(shè)計(jì)思路：解決純鐵高熔點(diǎn)所帶來的工藝?yán)щy：工業(yè)純鐵的熔點(diǎn)在1500℃以上，熔煉溫度達(dá)1650―1700℃，采用低硅高碳（%）合金，使熔體溫度保持在13001350℃。而過高的碳則會導(dǎo)致鐵液的表面張力增加，難以得到細(xì)粉。 高碳鐵水可減輕空氣與鐵反應(yīng)形成鐵氧化物所造成鐵水粘度增加的趨勢；同時(shí)，碳與氧在后續(xù)高溫還原時(shí)具有脫氧作用，為燜火處理創(chuàng)造條件。 成形性能的改善：A 利用霧化過程中鐵中的碳與氧的反應(yīng)使顆粒表面形成凹凸而粗粗糙化： Fe(C)(l)+O2=Fe(l)+CO2CO2微氣泡在逸至鐵液滴表面時(shí)造成表面凹凸。B 破碎時(shí)顆粒表面形成凹凸；C 高溫還原時(shí)使顆粒間產(chǎn)生輕度燒結(jié)，即細(xì)小顆粒粘結(jié)在大顆粒上。三都有利于降低霧化鐵粉的松比，改善粉末的成形性能。？？根據(jù)鎢粉粒度長大機(jī)理，如何從工藝設(shè)計(jì)上獲得細(xì)顆粒鎢粉？（同2000年第5題）（2） 原料： A 粒度：當(dāng)采用WO3時(shí)，其粒度與還原鎢粉粒度間的依賴性不太明顯，而主要取決于WO2的粒度。目前，采用藍(lán)鎢（藍(lán)色氧化鎢）作原料。該原料具有粒度細(xì)、表面活性大，W粉一次顆粒細(xì)和便于粒度控制的特點(diǎn)。 B 雜質(zhì)元素：影響透氣性或生成難還原化合物。. K、Na等促使鎢粉顆粒粗化；. Ca、Mg、Si等元素?zé)o明顯影響：. 少量Mo、P等雜質(zhì)元素可阻礙W粉顆粒長大（