【正文】 夠、或操作不慎造成的。 ? 未壓好： 由于壓坯內孔尺寸太大，在燒結過程中不能完全消失，使合金內殘留較多的特殊孔洞的現象。 第二，裂紋出現時沒有嚴格的方向性，它可以是縱向的，也可是橫向的，甚至是任意方向的。 ? 裂紋 ：與分層不同，裂紋一般是不規(guī)則的，并無整體的界面，但卻同樣出現在應力集中的部位，而且本質相同，都是彈性后效的結果。 原因是粉末顆粒之間的破壞力大于粉末顆粒之間的結合力。 33壓制廢品分析 ? 分層 ：沿壓坯的棱出現的，并大約與受壓面呈 45186。原因之一使壓力傳遞充分，有利于壓坯各部分的密度均勻化；其二使粉末間空隙中的空氣有足夠的時間排除；第三給粉末顆粒的相互嚙合與變形以充分的時間。 ? 保壓時間 保壓時間指在壓制壓力下的停留時間。它影響粉末顆粒間的摩擦狀態(tài)和加工硬化程度、影響空氣從粉末間隙中逸出、影響壓坯密度的分布。 壓制方式：單向壓制、雙向壓制、浮動壓制、帶摩擦芯桿的壓制。 手工裝料 自動裝料：落入法裝料、吸入法裝料、多余裝料法、零腔裝料法、超滿 裝料法、 不滿裝料法 ? 壓制 壓制行程：等于粉末在陰模中松裝高度和壓坯高度之差。 Q=Vd松 重量法：用于貴金屬或手工操作。 （ 4）燒結后對產品性能和外觀等沒有影響。 ? 選擇 的原則： （ 1）具有適當的粘性和良好的潤滑性且易于和粉末均勻混合； （ 2）與粉末物料不發(fā)生化學反應，預燒或燒結時易排除，并且不殘留有害物質，所放出的氣體對環(huán)境、設備不能有損害作用。另外還可使粉塵飄揚現象得到控制，改善工作環(huán)境。 方法：圓筒制粒機、圓盤制粒機、擦篩機。 ? 制粒： 是將小顆粒制成大顆?；驁F粒的工序。 ? 篩分 目的：把顆粒大小不同的原始粉末進行分級，而使粉末能夠按照顆粒大小分成 大小范圍更窄的若干等級。 影響因素：組元的顆粒大小和形狀、比重、所用介質的特性、混合設備的種類 和混合工藝（如裝料量、球料比、時間和轉速等）。有時，為了 需要也將成分相同而粒度不同的粉末進行混合，這稱為合批。 退火溫度的確定： T退 =（ ~） T熔 ，一般用還原性氣氛。 32 壓制工藝 ? 壓制前的準備 :退火、篩分、混合、加成型 劑、制粒等 ? 壓制工藝過程 稱料 裝料 壓制 脫模 ? 壓制工藝參數 :加壓速度 \保壓時間 壓制前的準備 ? 退火 目的：為了提高粉末的塑性和改善壓制性。 原子間的結合力：粉末顆粒表面原子靠近到一定距離后，原 子之間便產生引力，依靠這種引力的作用，使壓坯具有一定強度。為了從壓模中取出壓坯，還需要施加一定的壓力，這個壓力為 脫模壓力 （ 一般為壓制壓力的 10%~30%） 。把壓坯脫出壓模后，壓坯發(fā)生膨脹的這種現象稱之為 彈性后效 （ ?=LL0/L0） 。（導致壓坯各部分粉末致密化不均勻） ? 壓制過程中，粉末顆粒要經受著各個不同程度的彈性變形和塑性變形，在壓坯內聚集了很大的內應力。 粉末壓制過程所受的力 ? 粉末體在壓模內的受力過程，在某種程度上表現出與液體相似的性質，力圖向各個方向流動，這就引起對壓模模壁的壓力，稱之為 側壓力 (P側 =ξP壓， ξ為側壓系數， ξ=γ/（ 1γ）， γ為泊松比 )。由于位移和變形同時起作用。這時粉末體出現 了一定的壓縮阻力，此時壓力雖然繼續(xù)增加，但是壓坯密度增加很少，這是因為此時粉末顆粒的位移已大大減小，而其大量的變形卻未開始。結果， 壓坯體積減小，密度迅速 增加。繼續(xù)加壓，粉末不但產生位移，并且主要產生了變形（彈性變形、塑性變形和脆性斷裂） 金屬粉末壓制示意圖 拱橋效應 由于粉末顆粒在自由堆積時的搭接 ,造成比顆粒大很多倍的大孔現象。 31粉末壓制過程 粉末在松裝堆積時，由于顆粒形狀和表面不規(guī)則，顆粒間相互搭接而形成拱橋現象。隨著壓制壓力的繼續(xù)增大，當壓力達到和超過粉末顆粒的強度極限，粉末顆粒發(fā)生塑性變形。 33壓制成型工藝 ? 167。 31壓制成型過程 ? 167。通常研磨時間最多不超過 100小時，實際中根據經驗確定。 ? 研磨介質：物料除在空氣介質中干磨外，還可以在液體中（如水、酒精、汽油、丙酮等）進行濕磨，一是為了加強粉碎作用，或者作為一種保護介質。一般球磨機的裝填系數為 ..5為宜。 ? 球的直徑： 其選擇范圍是： d≤(1/18—1/24)D 。 ? 研磨時球體（指球磨機運動時）的運動形式 :滑動制度 ,滾動制度 ,自由下落制度 ,臨界轉運動 . 影響研磨的因素 ? 球磨筒的尺寸：當研磨硬而脆的材料 ,選擇球筒直徑 D與長度 L之比 D/L3的球磨機。它既是一種獨立的制粉方法，又是某些制粉方法不可缺少的補充工作。液滴飛行路程（從霧化焦點到水面距離）較長，有利于形成粗球形顆粒。液流直徑越細，所得的粉末也越細。 ? 金屬液流 :金屬液體的表面張力越大，粉末呈球形越多，并且粉末粒度粗，相反，金屬液體的表面張力越小，粉末呈不規(guī)則狀，所得粒度也較細。而氣體霧化則容易制得形狀規(guī)則的球形粉末。 金屬液流霧化過程 (一般規(guī)律 ) ? 1. 負壓紊流區(qū) ? ? ? 4. 冷卻凝固區(qū) 霧化筒的主要參數 1氣氛：包括熔煉時的氣氛和霧化筒中的氣氛； 2熔融金屬：包括熔融金屬的化學成分、粘度、表面張力、熔化溫度范圍、過熱溫度、熔液注入速度以及滴孔直徑； 3霧化介質：包括霧化介質（氣體或液體）壓力、流入速度、體積、從噴嘴中噴出的速度及粘度； 4噴嘴設計：各噴嘴間的距離、長度、熔融金屬流的長度、噴嘴頂角； 5霧化筒：粉末顆粒飛行的距離、冷卻介質。 霧化法的基本原理 ? 霧化，是熔融金屬液流被高速運動的氣流或液流介質切斷、分散、裂化成為微小液滴的一個過程。如 Pb、 Sn、 Al、 Zn、 Cu、 Ni、 Fe等金屬粉末，以及各種鐵合金、鋁合金、鎳合金、低合金鋼、不銹鋼、高速鋼和高溫合金等合金粉末。 Ⅲ 霧化法 ? 霧化法是利用高速流體直接擊碎液體金屬或合金而獲得大小約小于 150微米的金屬粉末的方法。的致密氧化亞銅（ Cu2O）膜，即原始氧化膜，它能阻止外來介質（如 OSO H2O等）進入銅的基體，同時，也能有效地阻止銅離子穿過膜向著膜的表面遷移。 電解銅粉的防氧化處理 ——鈍化處理 ? 銅粉的鈍化處理是使成品銅粉在低溫、低濕度及潔凈的空氣中進行自身氧化而形成一層完整致密的原始氧化膜。同時攪拌可循環(huán)電解液，減少濃差極化，促進電解液的均勻度，有利于陽極的均勻溶解和陰極的均勻析出。 c、電解液攪拌： 攪拌速度高，粒度組成中的粗顆粒含量增加 。當然，提高電解液溫度是有限的。 隨電解液溫度的提高，電流效率稍有增加 。由于電流密度增加，槽電壓升高，副反應增多而使電流效率降低。因為電流密度高，在陰極上單位時間內放電的離子數目多，金屬離子的沉積速度遠大于晶粒長大速度，從而形核數也越多，故粉末細，相反，電流密度低，則離子放電慢，晶粒長大速度遠大于形核速度，因此，沉積的粉末粗。 非電解質添加劑（有動物膠，植物膠、尿素、葡萄糖等）可吸附在晶粒表面上阻止晶粒長大，金屬離子被迫建立新核，促進得到細的粉末。但當金屬離子濃度轉高時，則隨著酸度的提高，電流效率也提高。但形成粉末時并不都有氫析出。但是，提高電流效率，則使粉末變粗。 [Cu2+] 濃度增加，電流效率也增大。即： ηe= 析出一定重量物質在理論上所需的電能 W0 析出同樣重量物質實際消耗的電能 We 式中： W0=沉積物所需的電量 (Iot) E理論 We=通過電解槽的全部電量 (It) E槽 舉例 :電解法生產銅粉 水溶液電解法生產銅粉的工藝 電解質 :硫酸銅水溶液 陽極 ，主要是銅失去電子變成銅離子進入 溶液 Cu→Cu2++2e 陰極 ，主要是銅離子放電而析出金屬銅 Cu2++2e→ Cu 影響因素 電解液組成 電解條件 (1)電解液組成 a、金屬離子濃度： [Cu2+]濃度越低，粉末顆粒越細。 （ 1） 電流效率 ηi ：反映電解時電量的利用情況 電流效率是一定電量電解出來的產物實際重量與理論計算重量之比。 攪拌電解液使擴散層厚度 δ減小， cc0值也應減小，即 c0值增大。 ? 擴散速度 =DA(cc0)/δ 式中： D—擴散系數 A—陰極在溶液中的面積 δ—擴散層的厚度 cc0—溶液中剩余的陽離子濃度 ? 在平衡時，沉積速度與擴散速度相等 I/A= nFD(cc0)/δ 說明隨電流密度（ I/A）增大， cc0值也增大，因而界面上的金屬離子迅速貧化。而且在電極界面上也有擴散層。 電極反應動力學 電極上發(fā)生的反應也屬多相反應。極化有濃度極化，電阻極化和電化學極化，相應的超電壓稱為濃差超電壓，電阻超電壓和電化學超電壓。 ? 超電壓 指分解電壓（ E分解 ）比理論電壓超出的部分電位。 ? 電解槽中的槽電壓（ E槽 ）為： E槽 =E分解 +E液 +E接 =E理論 +E超 +E液 +E接 =E理論 +E濃 +E阻 +E電化 +E液 +E接 式中： E液 ——電解液電阻引起的電壓降 E接 ——電解槽各接點和導體上的電壓降 ? 理論分解電壓 是陽極平衡電位 ε陽與陰極平衡電位 ε陰之差。 m=qIt 式中： m— 電解時析出物質數量（克） , I— 電流強度（安） q— 電化學量（ q=W/96500n） , t— 電解時間（小時） W— 原子量 , n— 原子價 , 96500法拉第常數。 ? 電解條件 : i≥KC （ k=~） ? 電解產量 : m=qIt=WIt/n96500 E槽 =E理論 +E超 +E液 +E接 ★ 電解條件，只有當陽極附近的陽離子濃度由原來的 C降低到一定值 C0時才會析出松散的粉末。 ? 熔鹽電解法：制取一些稀有金屬得難熔金屬粉末。 Ⅱ 電解法 特點 :電解法制備得粉末純度高，形狀為樹枝狀，壓制性能好。其作用：退火軟化，提高鐵粉的塑性，改善鐵粉的壓縮性。 ) 加堿和堿金屬鹽催化劑：使 氧化鐵內部結構起了變化，當鐵離子（ Fe2+）被堿金屬離子（ Me+）取代時，氧化鐵點陣中的空位濃度增加，有利于 CO吸附，從而加速反應進行。 (根據熱力學， T＜ 810℃ 時， CO比 H2對氧化鐵的還原活性高。 6添加劑 加廢鐵粉 ，可縮短還原過程的誘導期，加速還原過程。這是料層厚度增加，使熱速度和氣體擴散速度變慢的緣故。 CO濃度的增高，無論對還原反應速度還是對 CO向氧化鐵內層擴散都是有利的，但是由于溫度升高，還原好的海綿鐵的高溫燒結趨向增大，這將使 CO難以通過還原產物擴散，又減低還原速度，并使海綿鐵塊變硬，另外，在更高的溫度下，CO2： CO的比值減小，使海綿鐵滲碳的趨勢增大，造成粉碎困難。加多加少都不利。為此，還原時要加入適量的脫硫劑（ CaCO3+CaO）。工業(yè)上常用焦炭或無煙煤作還原劑。 b．粒度：原料粒度愈細，反應界面愈大，可加速還原反應進行。 將CO%T的平面分成四個區(qū)域： Ⅰ 區(qū)：只有 Fe2O3能穩(wěn)定存在 Ⅱ 區(qū)：只有 Fe3O4能穩(wěn)定存在 Ⅲ 區(qū)：只有 FeO能穩(wěn)定存在 Ⅳ 區(qū)：只有 Fe能穩(wěn)定存在 曲線 b,c相交于 a點，該點溫度為570℃ 2. 隧道窯法制取粉末冶金用還原鐵粉工藝流程 3．影響因素 1原料 a．雜質：如 SiO2的含量超過一定限度后，還原時間延長，還原不完全。所以，鐵的氧化物的直接還原，從熱力學觀點看，可以認為是間接還原反應（ CO還原鐵的氧化物）與碳的氣化反應的加和反應。 顯然，固體碳也能直接還原鐵的氧化物，但固體與固體的接觸面很有限，因而固 固反應速度很慢。 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe 當反應體系內有碳存在時，還原過程中將存在下列各反應平衡： MeO+CO=Me+CO2 CO2+C=2CO MeO+C=Me+CO 2MeO+C=2Me+CO2 如果反應在 9501000