【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， 抑制 WC晶粒的溶解和干擾液態(tài)鈷相中的 W,C原子在 WC晶粒上的析出 ，從而 阻止 WC晶粒在燒結(jié)過(guò)程中的粗化 。 2 簡(jiǎn)述溫壓技術(shù)能較大幅度提高鐵基粉末冶 金零件密度的機(jī)理？ 11 答： 1） 溫壓過(guò)程中，加工硬化的速度與程度降低，塑性變形充分進(jìn)行，為顆粒重排提高協(xié)調(diào)性變形； 2） 采用新型潤(rùn)滑劑，降低粉末與模壁間、粉末顆粒間的摩擦，提高有效壓制力，便于顆粒相互填充，有利于顆粒重排； 總之，溫壓技術(shù)能改善主導(dǎo)致密化機(jī)理的塑性變形和顆粒重排，故而能較大幅度提高鐵基粉末冶金零件密度 。 2 一個(gè)具有下圖中的形狀的粉末坯體，若采用整體下模沖結(jié)構(gòu)會(huì)帶來(lái)什么后果？為什么？如何改正模沖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)？備注：兩臺(tái)階均為圓柱形。 答： 采用整體下模沖結(jié)構(gòu)導(dǎo)致兩臺(tái)階圓柱 壓坯的密度分布 不均勻。 密度 不同的連接處就會(huì)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(kāi)裂或歪扭。 故為了使具有復(fù)雜形狀的橫截面不同的壓坯密度 均勻，必須設(shè)計(jì)出不同動(dòng)作的組合模沖，并且應(yīng)使它們的壓縮比相等。 2 比較下列粉末或粉末混合物中的壓坯強(qiáng)度的高低，并分析其原因。 1） 200目電解銅粉， 200目銅粉 +5%石墨粉，成形壓力為 400Mpa； 2） 80目還原 Fe粉， 80目水霧化鐵粉， 80水霧化鐵粉 +%石墨粉末，成形壓力 500MPA； 3） 200目鉬粉， 200目銅粉， 200目還原鐵粉，成形壓力為 300Mpa。 答： 1）后者的壓坯強(qiáng)度較前者大。因?yàn)槭挤鄣膹椥阅Ａ勘茹~高，加入 高模量組份的 石墨碳粉后，壓制時(shí)粉末 結(jié)合強(qiáng)度大 ，故壓坯強(qiáng)度高 2） 還原鐵粉為 多孔海綿狀 ，水霧化鐵粉為 不規(guī)則形狀 3） 2 （粉末燒結(jié)鋼的晶粒為什么比普通鋼細(xì)小？） 有一汽車(chē)制造商的質(zhì)檢部配合開(kāi)發(fā)部擬用鐵基粉末冶金零件取代原機(jī)加工 45鋼件，對(duì)粉末冶金零件供應(yīng)商按同材質(zhì)提供的樣件進(jìn)行金相檢驗(yàn)。質(zhì)檢人員發(fā)現(xiàn)粉末冶金件中的鐵晶粒與原 45鋼機(jī)加工件之間有無(wú)差異？為什么？ 答： 粉末冶金件 中的鐵晶粒比原 45鋼機(jī)加工件的晶粒細(xì)小。 原因： 1） 粉末冶金件在燒結(jié)過(guò)程中，孔隙、夾雜物對(duì)晶界遷移的阻礙； a、 孔隙的存在阻止晶界的遷移。粉末顆粒的原始邊界隨著燒結(jié)過(guò)程的進(jìn)行一般發(fā)展成晶界。而燒結(jié)坯中的大量孔隙大都與晶界相連接，會(huì)對(duì)晶界遷移施加了阻礙作用 b、 粉末中的夾雜物也對(duì)晶粒長(zhǎng)大施加一定的阻礙作用。這些夾雜物包括硅酸鹽和金屬的氧化物。其對(duì)晶界遷移的阻礙作用大于孔隙。因?yàn)榭紫峨S著燒結(jié)過(guò)程的進(jìn)行可減弱或消失。而夾雜物一般難以消除（若夾雜物在燒結(jié)過(guò)程中穩(wěn)定時(shí)） 2） 燒結(jié)溫度低于鑄造溫度； 因而，粉末燒結(jié)材料 的晶粒一般較 普通鋼 細(xì)小 。 12 哪些因素影響粉末顯微硬度？對(duì)于還原鐵粉如何降低其顯微硬度？ 答： 粉末顆粒的顯微硬度主要取決于構(gòu)成固體物質(zhì)的原子間的結(jié)合力、加工硬化程度和純度 。 原子間的結(jié)合力 越低、 加工硬化程度越低、粉末純度越高， 顯微硬度越低。 還原鐵粉顆粒的顯微硬度可采用適當(dāng)?shù)耐嘶鸸に噥?lái)消除加工硬化、降低其中氧、碳含量，達(dá)到降低顆粒顯微硬度的目的。 3 某公司采用還原鐵粉作主要原料制造材質(zhì)為 Fe2Cu1C的一零件，粉末中添加了 %的硬脂酸鋅做潤(rùn)滑劑，在噸位為 100噸的壓機(jī)上成形，在壓 制后發(fā)現(xiàn)零件的壓坯密度偏低。在不改變裝備的情況下，該公司的技術(shù)人員最終解決了壓坯密度偏低的問(wèn)題。請(qǐng)問(wèn)其可能采取了什么技術(shù)措施？為什么？ 答： 1）壓制前 ，將還原鐵粉進(jìn)行還原退火處理。剛生產(chǎn)的還原鐵粉有加工硬化，且氧碳含量相對(duì)較高，影響粉末壓縮性。故進(jìn)行還原退火，消除粉末加工硬化，減少雜質(zhì)含量，降低氧碳含量，提高粉末總鐵量，有利于提高粉末壓縮性，進(jìn)而提高壓坯密度。 2）改善粉末流動(dòng)性，提高模具的光潔度和硬度。 3 某金屬粉末公司采用氣體霧化法在制造鋁粉時(shí)，發(fā)現(xiàn)粉末粒度及其分布符號(hào)用戶要求，而 松裝密度偏低。請(qǐng)分析其原因。并提出大致的改正技術(shù)思路。 答： 松裝密度 受 粉末顆粒的形狀、顆粒的密度及表面狀態(tài)（粗糙程度，決定了顆粒之間的摩擦力）、粉末的粒度及其組成及粉末的干濕程度 等的影響 。 現(xiàn)粉末粒度及其分布符號(hào)用戶要求而松裝密度偏低，有可能是氣體霧化過(guò)程中沒(méi)能很好的控制 霧化參數(shù)，影響了球形鋁粉的形成，進(jìn)而使松裝密度偏低 改正技術(shù)： a、 提高 金屬流表面張力 、降低 金屬流粘度 。 表面張力 大，得球形粉；粘度小得球形粉，表面張力克服粘度作用使粉末球化。 b、 增加 過(guò)熱度 及 表面張力作用時(shí)間 。 過(guò)熱度大，溫度增加，表面張 力作用時(shí)間長(zhǎng)，冷卻時(shí)得球形粉 3 選擇成形方法時(shí)需要考慮的基本問(wèn)題有哪些？ 答： 1） 幾何尺寸、形狀復(fù)雜程度 2） 性能要求（ 力學(xué)、物理性能及幾何精度、 材質(zhì)體系） 3） 制造成本（ 結(jié)合 批量 、效率 ）。 3 液相燒結(jié)的三個(gè)基本條件是什么？它們對(duì)液相燒結(jié)致密化的貢獻(xiàn)是如何體現(xiàn)的？ 答： 三個(gè)基本條件： 液相必須潤(rùn)濕固相顆粒、固相在液相中具有有限的溶解度、液相數(shù)量 1） 液相必須潤(rùn)濕固相顆粒，這是液相燒結(jié)得以進(jìn)行的前提 。 液相只有具備完全或部分潤(rùn)濕的條件，才能滲入顆粒的微孔和裂隙甚至晶粒間界， 促進(jìn)致密化 13 2） 有限 的溶解可改善潤(rùn)濕性，增加了固相物質(zhì)遷移通道，加速燒結(jié) ；并且 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(guò)擴(kuò)散和液相流動(dòng)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 ，促進(jìn)致密化 3） 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。 3 什么是松裝密度？其高低主要取決于哪些因素？ 答： 松裝密度是指 粉末在規(guī)定條件下自然填充容器時(shí)，單位體積內(nèi)粉末質(zhì)量。 a、粒度：粒度小，流動(dòng)性差，松裝密度小 b、顆粒形狀：形狀復(fù)雜 松裝密度小 粉末形狀影響松裝密度，從大到小排列： 球形粉＞類(lèi)球形＞不規(guī)則形＞樹(shù)枝形 c、表面粗糙，摩擦阻力大，松裝密度小 d、粒度分布：細(xì)分比率增加，松裝密度減小 。 粗粉中加入適量的細(xì)粉，松裝密度增大 。如球形不銹鋼粉 e、粉末經(jīng)過(guò)適當(dāng)球磨和氧化之后，松裝密度提高 f、粉末潮濕，松裝密度提高 g．顆粒密度：顆粒密度大，自動(dòng)填充能力強(qiáng)，松裝密度大 3 在金屬粉末注射成形過(guò)程中，為什么必須采用細(xì)粉末作原料？ （或用細(xì)粉末作原料具有哪些技術(shù)上的優(yōu)越性？） 通常采用哪兩種基本的脫脂方法？ 答： 1） 顆粒細(xì)小，比表面積大，表面能越高 ，能提高粉末燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力； 2） 顆粒細(xì)化，顆粒間的聯(lián)結(jié)力提高，提高脫脂后坯體的強(qiáng)度； 3） 細(xì)顆粒阻力大，融體與粘結(jié)劑在流動(dòng)中不易分離，便于 混練與注射。 通常采用 熱脫脂和溶劑脫脂 。 先采用溶劑脫脂在注射坯體中形成開(kāi)孔隙網(wǎng)絡(luò)，為后續(xù)熱脫脂的分解產(chǎn)物的排出提供物質(zhì)傳輸通道，↓分解產(chǎn)物可能形成的內(nèi)壓和造成脫脂缺陷的機(jī)會(huì)，↑脫脂速度。 3 對(duì)于一多臺(tái)階的粉末冶金零件，設(shè)計(jì)壓模是應(yīng)注意哪兩個(gè)問(wèn)題？ 答： 1） 組合模沖， 2） 恒壓縮比。 在壓制橫截面不同的多臺(tái)階的壓坯時(shí)，必須保證整個(gè)壓坯內(nèi)的密度相同，否則在脫模過(guò)程中，密度不同 的連接處就會(huì)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(kāi)裂或 歪扭。 故為了使具有復(fù)雜形狀的橫截面不同的壓坯密度均勻，必須設(shè)計(jì)出不同動(dòng)作的組合模沖，并且應(yīng)使它們的壓縮比相等。 3 表面遷移包括哪些燒結(jié)機(jī)構(gòu)？當(dāng)燒結(jié)進(jìn)行到一定程度，孔隙產(chǎn)生封閉后，它們起何作用？ 答： 1） 表面擴(kuò)散：球表面層原子向頸部擴(kuò)散。 2） 蒸發(fā) 凝聚：表面層原子向空間蒸發(fā)，借蒸汽壓差通過(guò)氣相向頸部空間擴(kuò)散，沉積在頸部。 14 孔隙產(chǎn)生封閉后， 表面擴(kuò)散 只能促進(jìn)孔隙表面光滑， 導(dǎo)致孔隙球化 。 蒸發(fā) 凝聚 也對(duì)孔隙的 球化 也起作用。 3 分析模壓時(shí)產(chǎn)生壓坯密度分布不均勻的原因。 答： 剛模壓制時(shí)，由于粉末顆粒與模具（陰模內(nèi)壁、模沖、芯棒）之間的因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)的摩擦力的作用， 消耗有效外壓，造成在壓坯高度方向壓力降和在壓制面上的壓力再分布，因此造成壓坯的各處密度不均勻。 根據(jù)粉末成形性與壓縮性的影響因素，提出獲得成形性能優(yōu)異而壓縮性高的金屬粉末的技術(shù)措施？ 答： 為了制取高壓縮性與良好成形性的金屬粉末，除設(shè)法提高其純度和適當(dāng)?shù)牧６冉M成以外，表面適度粗糙的近球形粉末是一重要技術(shù)途徑。 4 簡(jiǎn)述 RZ工藝 （制霧化鐵粉的工藝） 設(shè)計(jì)的依據(jù)。 答： 1） 采用低硅高碳（ %）合金，使熔體溫度保持在 13001350℃。而過(guò)高的碳則會(huì)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(shì)；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） 利用霧化過(guò)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)+CO2），同時(shí) 破碎及 CO2微氣泡在逸至鐵液滴表面時(shí)造成表面凹凸，并且高溫還原時(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。三者都有利于降低霧化鐵粉的松比，改善粉末的成形性能。 4 簡(jiǎn)述在目前材料技術(shù)中獲得納米晶材料十分困難的原因。 答： 制備納米晶材料 關(guān)鍵是在保持塊體材料呈現(xiàn)納米晶結(jié)構(gòu)，而又能獲得全致密化 。 1)從燒結(jié)熱力學(xué)角度，納米粉體具有極大的表面能，既為燒結(jié)過(guò)程中的全致密化提供驅(qū)動(dòng)力，也為晶粒長(zhǎng)大提供驅(qū)動(dòng)力； 2)從燒結(jié)動(dòng)力學(xué)角度， 燒結(jié)動(dòng)力學(xué)方程 (X/a)m=F(T).t/amn，由于 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。納米粉末具有本征的偏離平衡態(tài)的亞穩(wěn)結(jié)構(gòu) ，熱激活過(guò)程導(dǎo)致納米結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。 所以，獲得納米晶材料十分困難 4 從燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力的角度，分析納米粉末燒結(jié)活性極好的原因。 答： 1）燒結(jié)熱力學(xué) ： 具有巨大的表面能，為燒結(jié)過(guò)程提供很高的燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力，使燒結(jié)過(guò)程加快 2）燒結(jié)動(dòng)力學(xué) ： 由燒結(jié)動(dòng)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。 15 故 納米粉末燒結(jié)活性很高 4 分析氧化 鋁彌散強(qiáng)化銅復(fù)合材料在高溫（如 850176。 C）具有高硬度的原因。 答： 氧化鋁彌散強(qiáng)化銅復(fù)合材料 顯微結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（亞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，再結(jié)晶溫度高）： 在高溫下， 晶內(nèi)彌散質(zhì)點(diǎn)阻礙位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)中位錯(cuò)逃逸 ，并且 晶界上的彌散質(zhì)點(diǎn)阻礙晶界遷移 ，因此在 高溫下材料硬度高 4 為什么在模壓坯件中出現(xiàn)密度分布？產(chǎn)生密度分布有什么主要危害？ 答： 原因： 剛模壓制時(shí)，由于粉末顆粒與模具（陰模內(nèi)壁、模沖、芯棒）之間的因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)的摩擦力的作用，消耗有效外壓，造成在壓坯高度方向壓力降和在壓制面上的壓力再分布，因此造成壓坯的各處密度不 均勻。 危害： a、不能正常實(shí)現(xiàn)成形，如出現(xiàn)分層，斷裂，掉邊角等； b、燒結(jié)收縮不均勻，導(dǎo)致變形； c、限制拱壓產(chǎn)品的形狀和高度。 4 影響粉末流動(dòng)性的因素有哪些？如果一種粉末的流動(dòng)性較差，對(duì)粉末冶金零部件的后續(xù)加工帶來(lái)什么危害 ? 答： 影響因素： a、形狀復(fù)雜，表面粗糙，顆粒間的相互摩擦和咬合阻礙它們相互移動(dòng)，流動(dòng)性差； b、理論密度增加，比重大，流動(dòng)性增加； c、粒度組成，細(xì)粉增加 ，流動(dòng)性下降。 危害： 流動(dòng)性差的粉末，壓制時(shí) 粉末填充模腔的均勻性 差， 造成壓坯的各處密度不均勻 ，使零件 不 能正常實(shí)現(xiàn)成形，如出現(xiàn)分層，斷裂，掉邊角等； 并且 燒結(jié)收縮不均勻，導(dǎo)致變形； 4 根據(jù)鎢粉粒度長(zhǎng)大機(jī)理，如何從工藝設(shè)計(jì)上獲得細(xì)顆粒鎢粉？ 答： 采用兩階段還原法： 第一階段還原（ WO3— WO2）時(shí)， 顆粒長(zhǎng)大嚴(yán)重，應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行； 第二階段還原（ WO2 — W）時(shí)，顆粒長(zhǎng)大趨勢(shì)較第一階段小，故可在更高的溫度下進(jìn)行。 4 粉末壓坯強(qiáng)度的影響因素有哪些？分別以硬質(zhì)合金和鐵基粉末冶金零件為例，可采取哪些技術(shù)措施如何提高坯件強(qiáng)度？ 答： 1） 影響 因素： 顆粒間的結(jié)合強(qiáng)度（機(jī)械嚙合）和接觸面積 顆粒間的結(jié)合強(qiáng)度： 16 粉末顆粒形狀越復(fù)雜，表面越粗糙，則粉末顆粒之間彼此嚙合的越緊密，壓坯強(qiáng)度越高。 ：壓力提高，結(jié)合強(qiáng)度提高（與變形度有關(guān)） （與結(jié)合面積有關(guān)） ：含量高，結(jié)合強(qiáng)度大 顆粒間接觸面積：即顆粒間的鄰接度 顆粒的顯微硬度 、 粒度組成 、 壓制時(shí)顆粒間的相互填充程度，進(jìn)而提高接觸面積 ； 壓制壓力：壓力大，塑性變形大， S提高 ； 顆粒形狀 ：復(fù)雜，結(jié)合強(qiáng)度