粉末性能(物理、化學(xué)和工藝) ;在粉末的實(shí)踐應(yīng)用中通常按化學(xué)成分、物理性能和工藝性能來進(jìn)行劃分和測(cè)定粉末的性能。(1)化學(xué)成分主要是指粉末中金屬的含量和雜質(zhì)含量。(2)物理性能包括顆粒形狀與結(jié)構(gòu)、粒度與粒度組成、比表面積、顆粒密度、顯微硬度,以及光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和熱學(xué)等諸性質(zhì)。實(shí)際上,粉末的熔點(diǎn)、蒸汽壓、比熱容與同成分的致密材料差別很小。(3)工藝性能包括松裝密度、振實(shí)密度、流動(dòng)性、壓縮性和成形性。機(jī)械合金化的特性,突然升溫,由于不同元素粉末在機(jī)械合金化時(shí),具有很高的生成熱,故在球磨過程中會(huì)有一個(gè)突然的升溫。局部熔化,機(jī)械合金化時(shí),由于有放熱的化學(xué)反應(yīng),溫度很高,會(huì)出現(xiàn)粉末的局部熔化現(xiàn)象。非晶化,機(jī)械合金化時(shí),在合適的條件下,有可能發(fā)生非晶化。由于機(jī)械合金化降低了非晶形成能,促進(jìn)無序相向非晶轉(zhuǎn)化,又因球磨時(shí)反復(fù)機(jī)械變形產(chǎn)生大量缺陷,從而誘導(dǎo)非晶形成。由于粉末冶金工藝無需經(jīng)過熔融過程,可以避免材料的氧化和變質(zhì),保持了材料的純度。山東注射成型粉末冶金
松裝密度定義:?jiǎn)挝惑w積的松裝粉末質(zhì)量(g/m3)成形性和壓縮性定義與關(guān)系; 壓縮性也可以是壓縮性和成形性的總稱。壓縮性:粉末在規(guī)定壓制條件下的壓制過程中被壓緊的能力。表示方法是:一定壓制條件下粉末壓坯的密度:在規(guī)定的模具和潤(rùn)滑條件下加以測(cè)定,用在一定的單位壓制壓力(500MPa)下粉末所達(dá)到的壓坯密度表示。意義:壓坯密度對(duì)較終燒結(jié)密度有重要影響,進(jìn)而影響燒結(jié)體性能。成形性是指還原鐵粉壓制后粉末壓坯保持形狀的能力;用壓坯強(qiáng)度表示。意義:壓坯加工能力,加工形狀復(fù)雜零件的可能性。影響因素:顆粒之間的嚙合與間隙:不規(guī)則顆粒,顆粒間連接力強(qiáng),成形性好;顆粒越小,成型性越好。影響壓縮性和成形性的主要因素有顆粒的塑性和顆粒形狀。肇慶粉末冶金原理粉末冶金的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,從傳統(tǒng)的機(jī)械零件到航空航天領(lǐng)域的精密部件,均有其身影。
化學(xué)成分主要是指粉末中金屬的含量和雜質(zhì)含量。雜質(zhì)主要是指:(1)與主要金屬結(jié)合,形成固溶體或化合物的金屬或者非金屬成分,如還原鐵粉中的Si,Mn,C,S,P,O等;(2)從原料和從粉末生產(chǎn)過程中帶進(jìn)的機(jī)械夾雜,二氧化硅,氧化鋁,硅酸鹽,難熔金屬或者碳化物等酸不溶物;(3)粉末表面吸附的氧、水汽和其他氣體(N2、CO2)。制粉工藝帶進(jìn)的雜質(zhì)有:水溶液電解粉末中的氫,氣體還原粉末中溶解的碳,氮或氫,羰基粉末中溶解的碳等。
粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用:在風(fēng)能材料中的應(yīng)用,風(fēng)能是新能源而且具有充足、清潔等特點(diǎn),依靠風(fēng)能發(fā)電可以利用粉末冶金技術(shù)制造其發(fā)電設(shè)備。在風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的制作過程當(dāng)中需要利用粉末冶金技術(shù)的兩種材料,即永磁釹鐵硼材料和制動(dòng)片材料,這兩種材料的應(yīng)用能夠直接影響風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性并影響其運(yùn)行。目前常用的風(fēng)電機(jī)組的機(jī)械制動(dòng)材料為銅基粉末冶金摩擦材料,采用粉末冶金技術(shù)制備的摩擦材料在性能質(zhì)量上具有突出的優(yōu)點(diǎn),在組分的設(shè)計(jì),產(chǎn)品的多樣化上也極具靈活性,它可以任意改變材料的組分,因而可以制備出在不同情況下應(yīng)用的性能優(yōu)異的摩擦材料。銅基粉末冶金摩擦材料的摩擦系數(shù)較小、導(dǎo)熱性好、摩擦系數(shù)較穩(wěn)定、耐磨性較好,應(yīng)用在風(fēng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)上較大程度上提高了風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。而釹鐵硼稀土永磁體是稀土永磁電機(jī)組成中的較重要的零部件,可替代傳統(tǒng)電機(jī),向大容量﹑優(yōu)良的發(fā)電質(zhì)量、提高材料利用率、降低噪聲、降低成本、提高效率的方向發(fā)展。釹鐵硼稀土永磁材料采用粉末冶金技術(shù)來制備,基本工藝是熔煉-鑄錠-破碎-微粉碎-磁場(chǎng)中成形-燒結(jié)-時(shí)效處理-機(jī)加工-表面處理-充磁。粉末冶金還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的定向固溶和析出處理,提高了材料的強(qiáng)度和硬度,延長(zhǎng)了零件的使用壽命。
二步法氫還原制取細(xì)顆粒W粉的具體過程,由于WO2的揮發(fā)性比WO3的小,所以可采用分段還原來制備細(xì)W粉。(a)頭一階段,實(shí)現(xiàn)WO3 → WO2的反應(yīng)轉(zhuǎn)變,顆粒長(zhǎng)大嚴(yán)重,應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行。(b)第二階段,實(shí)現(xiàn)WO2 → W的反應(yīng)轉(zhuǎn)變,顆粒長(zhǎng)大趨勢(shì)較頭一階段小,故可在更高的溫度下進(jìn)行。多相反應(yīng)機(jī)理,讓氣體還原固體金屬氧化物的機(jī)理:(1)“二步還原”理論,首先金屬氧化物分解析出氧,然后析出氧與氣體還原劑形成還原劑氧化物;(2)“吸附-自動(dòng)催化”理論,頭一步,氣體還原劑分子被金屬氧化物吸附;第二步,還原劑分子與氧化物中氧產(chǎn)生新相;第三步,反應(yīng)物氣體產(chǎn)物從固體表面解吸。粉末冶金技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),能夠制造出復(fù)雜形狀且性能優(yōu)異的金屬零件,廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械等領(lǐng)域。廣州汽車配件粉末冶金加工
粉末冶金技術(shù)通過優(yōu)化材料結(jié)構(gòu),提高了產(chǎn)品的強(qiáng)度和韌性,延長(zhǎng)了使用壽命。山東注射成型粉末冶金
高溫?zé)Y(jié)的影響,高溫?zé)Y(jié)雖然可以獲得較佳的合金化效果和促進(jìn)致密化,但是,燒結(jié)溫度的不同,特別是溫度較低時(shí),會(huì)導(dǎo)致熱處理的敏感性下降(固溶體中的合金減少)和機(jī)械性能下降。因此,采用高溫?zé)Y(jié),輔助以充分的還原氣氛,可以獲得較好的熱處理效果。粉末冶金材料的熱處理工藝是一個(gè)復(fù)雜的過程,它與孔隙率、合金類型、合金元素含量、燒結(jié)溫度有關(guān)系,同致密材料相比,內(nèi)部的均勻性較差,要想獲得較高的淬透性,要提高完全奧氏體化溫度并延長(zhǎng)時(shí)間,不均勻奧氏體滲碳可得到不受奧氏體飽和碳濃度限制的高碳濃度。另外,加入合金元素也可提高淬透性。蒸汽處理可明顯提高其防腐性能和表面硬度。山東注射成型粉末冶金