粉末冶金原理試題

1、18、分析燒結(jié)時(shí)形成連通孔隙和閉孔隙的條件。 開孔：Ps=Pv - 丫 / pPs僅是表面弓K應(yīng)力(-丫 / P)中的一部分，因?yàn)闅怏w壓力Pv與表面張應(yīng)力的符號(hào)相反。當(dāng)孔隙與顆粒表面連通 即開孔時(shí)，Pv可取1atm,只有當(dāng)燒結(jié)頸P長大，表面張 力減小到與Pv平衡時(shí)，燒結(jié)收縮停止閉孔：Ps=Pv-2丫/r孔 r孔：孔隙半徑-2 丫/r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？(a)硬質(zhì)粉末，由于粉末變形抗力很高，無

2、法通過壓制所產(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 PV得。(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？性模壓制過程中，通常存在外摩擦力和內(nèi)摩擦力，其中外摩擦力 會(huì)造成壓坯密度分布不均勻，CIP中不存在外摩擦力。23、為什么作用在燒結(jié)頸表面的拉應(yīng)力隨著燒結(jié)過程的進(jìn)行而降低？（T =- Y / p作用在頸

3、部的張應(yīng)力指向頸外，導(dǎo)致燒結(jié)頸長大，孔隙體積收縮。與此同時(shí)，隨著燒結(jié)過程的進(jìn)行，燒結(jié)頸擴(kuò)大，Ip I的數(shù)值增大， 燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力逐步減小。25、在制備超細(xì)晶粒YG硬質(zhì)合金中，為什么通過添加銘和銳的碳化 物能夠控制合金中硬質(zhì)相晶粒的長大？銘和銳的碳化物在液態(tài)鉆相中溶解度大，能降低體系的共晶溫度， 并且抑制劑組元偏聚WC/Cc#面，抑制WC1粒的溶解和干擾液態(tài)鉆 相中的W,C原子在WC1粒上的析出，從而阻止WCI粒在燒結(jié)過程中 的粗化。26、簡述溫壓技術(shù)能較大幅度提高鐵基粉末冶金零件密度的機(jī)理？1） 溫壓過程中，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） 采用新型潤滑

4、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。27、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:;1 采用整體下模沖結(jié)構(gòu)導(dǎo)致兩臺(tái)階圓I ;I;: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

5、合模沖，并且應(yīng)使它們的壓縮比相等。29、（粉末燒結(jié)鋼的晶粒為什么比普通鋼細(xì)小？）有一汽車制造商的 質(zhì)檢部配合開發(fā)部擬用鐵基粉末冶金零件取代原機(jī)加工 45#鋼件，對 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城岡機(jī)加工件之間有無差異？為什 么？粉末冶金件中的鐵晶粒比原45#1岡機(jī)加工件的晶粒細(xì)小。原因：1）粉末冶金件在燒結(jié)過程中，孔隙、夾雜物對晶界遷移的阻礙；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)對晶界遷移施加了阻礙作用b、粉末中的夾雜物也對晶粒長大施加一定的

6、阻礙作用。這些 夾雜物包括硅酸鹽和金屬的氧化物。 其對晶界遷移的阻礙作 用大于孔隙。因?yàn)榭紫峨S著燒結(jié)過程的進(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 。31、某公司采用還原鐵粉作主要原料制造材質(zhì)為 Fe-2Cu-1C的一零件，粉末中添加了 0.7%的硬脂酸鋅做潤滑劑，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題。 請問其可能 采取了什么技術(shù)措施？為什么？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

7、工硬化，且氧碳含量相對較高，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。34、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？三個(gè)基本條件：液相必須潤濕固相顆粒、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2）有限的溶解可改善潤濕性，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)

8、生優(yōu)先溶解，通過 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。36、在金屬粉末注射成形過程中，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？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 開孔隙網(wǎng)

9、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)，T脫脂速度。37、對于一多臺(tái)階的粉末冶金零件，設(shè)計(jì)壓模是應(yīng)注意哪兩個(gè)問題？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。38、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？1

10、）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)，借蒸汽壓差通過氣相向 頸部空間擴(kuò)散，沉積在頸部?？紫懂a(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)-凝聚也對孔隙的球化也起作用。39、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)，由于粉末顆粒與模具（陰模內(nèi)壁、模沖、芯棒）之間的因相對運(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。42、簡述在目前材料技術(shù)中獲得納米晶材料十分困難的原因。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

11、學(xué)角度，納米粉體具有極大的表面能，既為燒結(jié)過 程中的全致密化提供驅(qū)動(dòng)力，也為晶粒長大提供驅(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/a m-n,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43、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。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(dòng)力，使燒結(jié)過程加快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/a m-n,納米粉末顆 粒的a值很小，達(dá)到

12、相同的x/a值所需時(shí)間很短，燒結(jié)溫度降低。故 納米粉末燒結(jié)活性很高44、分析氧化鋁彌散強(qiáng)化銅復(fù)合材料在高溫（如 850 C）具有高 硬度的原因。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 45、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？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

13、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。46、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，對粉末冶金零部件的后續(xù)加工帶來什么危害 ？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；48、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

14、件為例，可采取哪些技術(shù)措施如何提高坯件強(qiáng)度？ 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：a.顆粒表面的粗糙度b.顆粒形狀粉末顆粒形 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。c.顆粒表面潔凈程度d.壓制壓力：壓力提高，結(jié)合強(qiáng)度提 高（與變形度有關(guān)e.顆粒的塑性（與結(jié)合面積有關(guān)）f.硬脂酸鋅及 成形劑添加與否g.高模量組份的含量：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)度提高，但 S降低49、

15、為什么說溫壓技術(shù)是傳統(tǒng)模壓技術(shù)的發(fā)展與延伸？溫壓：系指粉末與模具被加熱到較低溫度（一般為150C）下的剛模壓制方法。a、除粉末與模具需加熱以外，與常規(guī)模壓幾乎相同；b、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）；c、溫壓保持了傳統(tǒng)模壓的高效、高精度優(yōu)勢，而且被壓制的粉 末冶金零部件的尺寸精度很高，表面光潔；d、提高了鐵基零部件的性能和服役可靠性，拓寬了部件的應(yīng)用 范圍；故說溫壓技術(shù)是是傳統(tǒng)模壓技術(shù)的發(fā)展與延伸。50、分析在YG硬質(zhì)合金生產(chǎn)過程中，允許合金中碳含量可在 WC勺化 學(xué)計(jì)量附近波動(dòng)原因（金中碳含量可在一定范圍內(nèi)偏離 WC的化學(xué)計(jì) 量而不致引起合金強(qiáng)

16、度的大幅度降低的原因）WC勺理論碳含量為6.12%。若化合碳的含量低于這一數(shù)值，則在硬質(zhì) 合金中形成脆性相-刀相；若高于這一數(shù)值則會(huì)生成游離石墨。這二 者都是硬質(zhì)合金的結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致硬質(zhì)合金強(qiáng)度的大幅度下降。 但當(dāng) 合金中碳含量在6.05-6.2%范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，合金強(qiáng)度變化不大。1 ）添加了晶粒長大抑制劑TaC VG Cr2c3等，以其化合物（或 相應(yīng)氧化物）粉末形式添加到 W粉、碳黑混合物中2 ）雜質(zhì)元素（Ca Mg Si等）的氧化物與碳反應(yīng)51、分析溫度液相燒結(jié)三個(gè)條件的必要性。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)體系需滿足方程丫 S=Y SL

17、+丫 LCDS） （ 0 為潤濕角）,并且需滿足的潤濕條件是0 <90;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，并且發(fā)生馬欒哥尼效應(yīng)有利于液相遷移，同 時(shí)增加了固相物質(zhì)遷移通道，改善固相晶粒的形貌和減小顆粒 重排的阻力；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(huì)。53、有一鐵基粉末冶金齒輪在成形后一端出現(xiàn)了掉邊、掉角現(xiàn)象，請 提出相應(yīng)的解決這一技術(shù)問題的方法。成形后一端出現(xiàn)了掉邊、掉角現(xiàn)象，主要是由于壓坯的密度分布不均勻，導(dǎo)致不能正常實(shí)

18、 現(xiàn)成形。采用溫壓技術(shù)：低的脫模壓力，高的壓坯強(qiáng)度，彈性后效小, 密度分布均勻。54、什么是彈性后效？其主要影響因素有哪些？當(dāng)壓力去除之后和將壓坯脫拱之后，由于內(nèi)應(yīng)力作用，壓坯產(chǎn)生的 膨脹現(xiàn)象稱為彈性后效。彈性后效的大小取決于殘留應(yīng)力的高低，主要影響因素：a.壓制壓力：壓制壓力高，彈性內(nèi)應(yīng)力高 b.粉末顆粒的彈性模 量：彈性模量越高，彈性后效越大 c.粉末粒度組成：越合理，產(chǎn)生 的彈性應(yīng)力越??；粒度小，彈性后效大 d.顆粒形狀：形狀復(fù)雜，彈 性應(yīng)力大，彈性后效大e.顆粒表面氧化f.粉末混合物的成份（如石墨含量）A . Fe-2Cu B、Fe-2Cu-0.8C B 的彈性后效明顯，因?yàn)?C的模量

19、很高55、比較活化燒結(jié)與強(qiáng)化燒結(jié)的異同?；罨療Y(jié)：系指能降低燒結(jié)活化能， 使體系的燒結(jié)在較低的溫度下以較快的速度進(jìn)行、燒結(jié)體性能得以提高的燒結(jié)方法。（采用化學(xué)或物理的措施，使燒結(jié)溫度降低、燒結(jié)過 程加快，或使燒結(jié)體的密度和其它性能得到提高的方法稱為活化燒結(jié)）強(qiáng)化燒結(jié)：是泛指能夠增加燒結(jié)速率，或能夠強(qiáng)化燒結(jié)體性能（合金化或抑制晶粒長大）的所有燒結(jié)過程同：目的相同 異：途徑（定義）57、表面遷移包括哪兩種？請利用雙球模型圖示說明。表面遷移包括：表面擴(kuò)散：球表面層原子向頸部擴(kuò)散。蒸發(fā)-凝聚：表面層原子向空間蒸發(fā)，借蒸汽壓差通過氣相向頸部空間擴(kuò)散，沉積在頸部。59、液相燒結(jié)包括哪幾種形式？瞬時(shí)液相燒結(jié)

20、：在燒結(jié)中、初期存在液相，后期液相消失。燒結(jié) 中初期為液相燒結(jié)，后期為固相燒結(jié)。穩(wěn)定液相燒結(jié)：燒結(jié)過程始終存在液相。熔浸：多孔骨架的固相燒結(jié)和低熔點(diǎn)金屬滲入骨架后的液相燒結(jié)過程。前期為固相燒結(jié)，后期為液相燒結(jié)。全致密假合金如W-CU?。超固相線液相燒結(jié)：液相在粉末顆粒內(nèi)形成，是一種在微區(qū)范圍內(nèi)較普通液相燒結(jié)更為均勻的燒結(jié)過程。60、對于剛性模壓制，粉末混合物中通常要添加哪兩類輔助物質(zhì)？為 什么？通常要添加成形劑和潤滑劑。原因：）對于硬質(zhì)粉末，由于粉末變形抗力很高，無法通過壓制所 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；2）流動(dòng)

21、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；3）粉末顆粒與模壁間的摩擦導(dǎo)致壓坯密度分布不均勻和影響被壓制工 件的表面質(zhì)量，降低模具的使用壽命，故要添加潤滑劑減小粉末與模 壁間和粉末顆粒間的摩擦。62、現(xiàn)有兩個(gè)分別經(jīng)單向壓制和雙向壓制的圓柱形（直徑為20mm高度為 25mm WC-10Co粉末坯件，請用圖示比較兩者之間在外形方面的差異， 并分析其原因。 單向壓制：一端外表光滑明亮，另一端則比較暗淡；雙向壓制： 兩端都光滑明亮，中間則比較暗淡。原因：單向壓制，由于外摩 擦壓力損失致使壓坯密度分布不均勻，上端有效壓制

22、壓力大、密 度大，下端有效壓制壓力小、密度??；雙向壓制時(shí)，兩端有效壓 制壓力大、密度高，中間有效壓制壓力相對小、密度較兩端低。并且壓坯密度分布較單向壓制的均勻。63、熱等靜壓用模套材料包括哪三大類？金屬、陶瓷、玻璃64、采用鋼模單向壓制一根尺寸為0 50*100mmYG脩金的粉末壓坯， 并在合適的工藝條件下燒結(jié)。請畫出其最終輪廓的大致外形（標(biāo)出加 壓方向，但不必標(biāo)注其具體尺寸）。為什么？若要得到尺寸較均一的 燒結(jié)棒材，可采用什么成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)？ 答：第一種情況：第二種情況：密度分布均勻，燒結(jié)尺寸變化均勻有壓制壓力損失，上下端密度分布不 均勻。燒結(jié)時(shí)，上 層密度高收縮小， 下層密度低收縮 大，故上

23、寬下窄 可采用冷等靜壓（CIP）技術(shù)：消除了粉末與模套之間的外摩擦， 密度分布均勻，壓制壓力降低。65、根據(jù)您已掌握的燒結(jié)機(jī)構(gòu)，哪些對粉末壓坯致密化有貢獻(xiàn)？哪些 有利于孔隙球化？致密化：粘性流動(dòng)、體積擴(kuò)散、晶界擴(kuò)散、塑性流動(dòng)、表面擴(kuò)散（燒 結(jié)早期）球化：表面擴(kuò)散（后期）、蒸發(fā)-凝聚66、互不溶二元系（A-B）粉末燒結(jié)時(shí)必須滿足什么熱力學(xué)條件？1 ）互不溶系的燒結(jié)服從不等式：丫 AB<y A + 丫 B,即A-B的比 界面能必須小于A、B單獨(dú)存在的比表面能之和;2 ）在滿足上式的前提下，如果丫 AB>| a A 一 丫 B| ,在兩組兀的 顆粒間形成燒結(jié)頸的同時(shí)，它們可互相靠攏至某一

24、臨界值；如果丫AB<| T A 丫 B|,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，只有丫 AB越小，燒結(jié) 的動(dòng)力就越大。67、燒結(jié)氣氛的兩個(gè)作用是什么？1）保護(hù)功能：控制燒結(jié)體與環(huán)境之間的化學(xué)反應(yīng)，如氧化和脫碳，2）凈化功能：及時(shí)帶走燒結(jié)坯體中潤滑劑和成形劑的分解產(chǎn)物。68、有一個(gè)經(jīng)單向壓制的鐵基（Fe-0.5C）圓柱形粉末壓坯，在氮基 氣氛中于1120° C燒結(jié)40分鐘，請畫出燒結(jié)后坯件的大致外形，簡 述其原因。原因：單向壓制，由于外摩擦壓力損失致使壓坯密度分布不均勻，

25、上端密度大、彈性后效大，下端密度小、彈性后效小。在燒結(jié)過程中，由于密度大的收縮小，密度小的收縮大。故出現(xiàn)上端 寬、下端窄的形狀。69、W-7Ni-3Fe, WC-C（ft Fe-20Cu經(jīng)液相燒結(jié)后，其中高熔點(diǎn)相晶粒的大致形狀是什么？試分析其原因。W-7Ni-3Fe重合金：W晶體以金屬鍵和離子結(jié)合， 具有一定的方向性， 高能晶面優(yōu)先沉積 機(jī)率T, 一卵形。 WC-Cg金：WC!體以共價(jià)鍵和離子鍵結(jié)合，具有極強(qiáng)的方向性，析出在 特定的晶面進(jìn)行，一多邊形。Fe-20Cu： Fe為金屬晶體，晶面能接近各向同性，各個(gè)方向上的析出時(shí)機(jī)率幾乎相同，一近球形。71、在模具設(shè)計(jì)合理下，如何制造形狀復(fù)雜的零部件

26、？1) 采用合適粒度組成和表面較粗糙的近球形粉末一一高的壓坯強(qiáng)度2) 采用溫壓技術(shù)：a、低的脫模壓力、高壓坯密度和強(qiáng)度、彈性后效小 、密度分布均勻72、HIP與HP性能比較。(HIP優(yōu)越)a、HIP比HP密度高。HIP (0.5Tm)比HP(0.7Tm)溫度低。晶粒 更細(xì)小(粉末高速鋼)。有利于制備Tmffi差懸殊的層疊復(fù)合材 料。壓制壓力更高73、巴爾申壓制方程的三個(gè)基本假設(shè)是什么？1 )將粉末體視為彈性體：運(yùn)用虎克定律于壓制方程2)不考慮粉末的加工硬化3)忽略模壁摩擦。74、分別分析單軸壓制和等靜壓制的差別及應(yīng)力特點(diǎn)。單軸壓制和等靜壓制的差別在于粉體的受力狀態(tài)不同，一般單軸 壓制在剛模中完

27、成，等靜壓制則在軟膜中進(jìn)行；在單軸壓制，由于只 是在單軸方向施加外力，模壁側(cè)壓力小于壓制方向受力，因此應(yīng)力狀 態(tài)各向異性，(T 1»。2=(7 3導(dǎo)致壓坯中各處密度分布不均勻；等靜 壓制時(shí)由于應(yīng)力來自各個(gè)方向，且通過水等靜壓力進(jìn)行，各方向壓力 大小相等，粉體中各處應(yīng)力分布均勻，(T 1=(7 2=(7 3,因此壓坯中各 處的密度基本一致77、討論固相燒結(jié)后期，孔隙為什么會(huì)球化，小孔隙為什么會(huì)消失？答：固相燒結(jié)后期，形成大量的隔離的閉孔隙。通過表面擴(kuò)散和蒸發(fā) 凝聚，孔隙中凸部位的物質(zhì)遷移到凹部位，促進(jìn)孔隙表面光滑，從而 使孔隙球化由于體積擴(kuò)散，空位的內(nèi)孔隙向顆粒表面擴(kuò)散以及空位由小孔隙

28、向大孔隙擴(kuò)散，燒結(jié)體發(fā)生收縮，小孔隙不斷消失9、一壓坯高度是直徑的三倍，壓力自上而下單向壓制，在壓坯三分 之二高度處壓力只有壓坯頂部壓力的四分之三，求壓制壓力為 500Mpa時(shí)，壓坯三分之一高度和壓坯低部的壓制壓力？解：根據(jù)已知條件，在h=2/3H時(shí)，P2=3/4P1 ,計(jì)算得EXP ( -Q1 )=3/4h=1/3H時(shí)，P3=P1EXP ( -Q2 ) =281 。 25Mpa在壓坯底部壓制壓力 P=210 。 94MPa11、一個(gè)密度為9.3g/cm3、A-B50 (數(shù)字表示材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的 粉末壓坯，請計(jì)算該壓坯中的孔隙度。注：1)精確到小數(shù)點(diǎn)后一位；2)物質(zhì)A的理論密度=10g/c

29、m3,物質(zhì)B的理論密度=20g/cm3解：理論密度 p m =1/2 Mi/ (pmj) ii=1 -n (組分?jǐn)?shù))或代表i組分Mi為質(zhì)量分?jǐn)?shù)p m=1/ (50%/10+50%/20) =13.3 g/cm3孔隙度：0 =1p / p m=1-9.3/13.3=0.301=30.1%12、當(dāng)保護(hù)氣體壓力為一個(gè)大氣壓時(shí)，表面張力為0.25N,求燒結(jié)體中尺寸不再發(fā)生變化時(shí)的孔隙直徑。解：P =Pv-2 Y /r當(dāng)P=0時(shí)，燒結(jié)體中尺寸不再發(fā)生變化P v=2 T /rr=2T / P v=2*0.25/10 5=5*10-6 m=5 md=2r=101i m閉孔隙|粉末顆粒中由質(zhì)體包圍、且不同外界

30、連通的孔隙氣相遷移|細(xì)小金屬氧化物粉末顆粒由于較大的蒸氣壓，在高溫經(jīng)揮 發(fā)進(jìn)入氣相，被還原后沉降在大顆粒上，導(dǎo)致顆粒長大的 過程溶解析出J物質(zhì)通過固溶性質(zhì)，固相物質(zhì)經(jīng)由固溶進(jìn)入液相，形成飽和固溶體后繼而析出，進(jìn)行物質(zhì)遷移的過程M在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氣氛中水蒸汽開始凝結(jié)的溫度，是其中水蒸汽與氫分壓比的量度西燒結(jié)是指粉末或壓坯在低于主要組分熔點(diǎn)的溫度下借助于原 子遷移實(shí)現(xiàn)顆粒間聯(lián)結(jié)的過程。燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力|燒結(jié)過程中驅(qū)使原子定向遷移的因素?zé)岬褥o壓|把粉末壓坯或把裝入特制容器內(nèi)的粉末體在等靜高壓容器 內(nèi)同時(shí)施以高溫和高壓、使粉末體被壓制和燒結(jié)成致密的 零件或材料的過程冷等靜壓J室溫下，利用高壓流體靜壓力直接作

31、用在彈性模套內(nèi)的粉末體的壓制方法箱由單顆?；蚨晤w粒依靠范德華力粘結(jié)而成的聚集顆?；罨療Y(jié)J系指能降低燒結(jié)活化能，使體系的燒結(jié)在較低的溫度下以 較快的速度進(jìn)行、燒結(jié)體性能得以提高的燒結(jié)方法。（采 用化學(xué)或物理的措施，使燒結(jié)溫度降低、燒結(jié)過程加快， 或使燒結(jié)體的密度和其它性能得到提高的方法稱為活化燒 結(jié)）強(qiáng)化燒結(jié)J是泛指能夠增加燒結(jié)速率，或能夠強(qiáng)化燒結(jié)體性能（合金 化或抑制晶粒長大）的所有燒結(jié)過程Ostwald熟化|由溶解-再析出過程造成的晶粒長大現(xiàn)象被因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內(nèi)摩擦| 粉末顆粒之間的摩擦外摩擦力|粉末顆粒與模具（陰模內(nèi)

32、壁、模沖、芯棒）之間的因相對 運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)的摩擦制和借助于聚合物的粘結(jié)作用將若干細(xì)小顆粒形成一團(tuán)粒，減小團(tuán)粒間的摩擦力，大幅度降低顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦面積， 增大運(yùn)動(dòng)單元的動(dòng)力的過程拱橋效應(yīng)|（搭橋）顆粒間由于摩擦力的作用而相互搭架形成拱橋孔洞 的現(xiàn)象脫模壓力J使壓坯從模中脫出所需的壓力、與坯件的彈性模量、殘留 應(yīng)變量即彈性后效及其與模壁之間的摩擦系數(shù)直接相關(guān)盤同 系指粉末與模具被加熱到較低溫度（一般為 150C）下的剛模 壓制方法注射成形技術(shù)| 一種從塑料注射成形行業(yè)中引伸出來的新型粉末冶 金近凈成形技術(shù)，將粉末與熱塑性材料均勻混合使 成為具有良好流動(dòng)性能（在一定溫度下）的流態(tài)物 質(zhì)，而后把這種流態(tài)物在注射成形機(jī)上經(jīng)過一定的 溫度和壓力，注入模