发布时间 : 星期日 文章中南大学粉末冶金研究院-硕士研究生入学考试-粉末冶金原理-真题详解电子教案更新完毕开始阅读76a4c51e185f312b3169a45177232f60dccce7d1
Cu基结构零件：雾化法（水雾化）；颗粒形状不规则，颗粒间机械啮合，压坯强度也大。
Cu基电工触头：电解法；纯度高，导电性能好。
Cu基过滤器：雾化法（气雾化）；颗粒近球形，粒子尺寸均匀，高输出体积
4、说明粉末注射成形的工艺流程，它对原料粉末有何要求？流程中的关键工序及注意事项是什么？
工艺流程： 粉末（金属或陶瓷） + 粘结剂及添加剂
↓
预混合 ↓
混炼（混合与制粒） ↓ 原料 ↓ 注射成形 ↓
脱脂（溶剂脱脂或热脱脂） ↓ 烧结 ↓ 粉末零件
粉末注射成形常用的粉末颗粒一般在2-8um，一般小于30um，粉末形状多为球形，颗粒外形比最好在1-1.5之间，具有相当宽或窄的粒度分布，填充密度较高。
注射成型是整个工艺流程的关键工序，注射成形时，对可能产生缺陷的控制应从两个方面进行考虑：（1）注射温度、压力、时间等工艺参数的设定；（2）填充是喂料在模腔中的流动控制。
？？5、运用挥发-沉淀长大机理，说明H2还原WO3制取细W粉时应如何控制工艺条件？
（1）原料：
A 粒度：当采用WO3时，其粒度与还原钨粉粒度间的依赖性不太明显，而主要取决于WO2的粒度。目前，采用蓝钨（蓝色氧化钨）作原料。该原料具有粒度细、表面活性大，W粉一次颗粒细和便于粒度控制的特点。 B 杂质元素：影响透气性或生成难还原化合物。 . K、Na等促使钨粉颗粒粗化； . Ca、Mg、Si等元素无明显影响：
. 少量Mo、P等杂质元素可阻碍W粉颗粒长大 （2）还原方式：二阶段还原
（3）氢气：降低氢的露点，流量不宜过高，顺流通氢。 （4）还原工艺条件：
.还原温度T：降低T，高的温度会提高钨氧化物的水合物在气相中的浓度，颗粒粗化；
.推舟速度V：降低V，推舟速度打导致氧气增加，高氧指数的氧化物具有更大
的挥发性，提高浓度，颗粒粗化；
.料层厚度t：降低t，料层厚度过高不利于氢向底层物料的扩散，钨氧化物的
含氧量高，颗粒粗化。
（5）添加剂：少量的添加剂如Cr、V、Ta、Nb等的盐可抑制钨粉颗粒的粗化。
6、由巴尔申、北川公夫和黄培云三种压制方程的理论假设，比较三种压制方程的适用性。 巴尔申方程
基本假设:（1）将粉末体视为弹性体
（2）不考虑粉末的加工硬化 （3）忽略模壁摩擦
适用性：硬质粉末或中等硬度粉末在中压范围内压坯密度的定量描述。 北川公夫方程
基本假设：（1）粉末层内所有各点的单位压力相等
（2）粉末层内各点的压力是外力和粉末内固有的内压力之和
（3）粉末层内各断面上的外压力与该断面上粉末的实际断面积受的
压力总和保持平衡。
（4）各个粉末颗粒仅能承受它固有的屈服极限的能力。
（5）粉末压缩时的各个颗粒位移的几率和它邻接的孔隙大小成比
例。
适用性：在压制压力不太大时优越性显著。 黄培云方程
基本假设：视粉末为非线性弹一塑体
适用性：不论对软粉末或硬粉末适用效果都比较好
7、用能量的观点阐述互不相溶系固相烧结的热力学条件
互不溶系的烧结服从不等式：γAB<γA ＋γB，即A-B的比界面能必须小于A、B单独存在的比表面能之和；若γAB>γA ＋γB，虽然在A-A或B-B之间可以烧结，但在A-B之间却不能。
在满足上式的前提下，如果γAB>|γA －γB|，在两组元的颗粒间形成烧结颈的同时，它们可互相靠拢至某一临界值在满足上式的前提下，如果γAB>|γA －γB|，在两组元的颗粒间形成烧结颈的同时，它们可互相靠拢至某一临界值；如果γAB<|γA －γB|，则开始时通过表面扩散，比表面能低的组元覆盖在另一组元的颗粒表面，然后同单元系烧结一样，在类似复合粉末的颗粒间形成烧结颈。
不论是上述中的哪种情况，只有γAB越小，烧结的动力就越大。即使烧结不出
现液相，但
两种固相的界面能也能决定烧结过程
？？8、什么是烧结气氛的碳势？能进行碳势控制的烧结气氛有哪些？
某一含碳量的材料在某种气氛中烧结时既不渗碳也不脱碳，以材料中的碳含量表示气氛的碳势。
可控碳势气氛：CO、CH4、H2+CO混合气体、有机碳氢化合物气体、吸热型气氛、放热型气氛。
2001
四、问答题
？？1、还原铁粉与雾化铁粉在工艺性能上有何差异？它们在制造铁基粉末冶金零部件时有什么特点?
还原铁粉：颗粒形状复杂，粉末成形性能好，便于制造形状复杂或薄壁类零部件；粉末烧结活性好；粉末纯度、压缩性较低。可制造大量价质优价廉的中低密度铁基粉末冶金零部件。
雾化铁粉：包括水雾化铁粉和气雾化铁粉。气体雾化：铁、铜、铝、锡、铅及其合金粉末（如青铜粉末、不锈钢粉末）；水雾化：铁、铜及合金钢粉末； 水雾化铁粉颗粒表面粗糙，易得氧含量较低、压缩性较好的不规则粉末， RZ法可以直接处理废钢。气雾化铁粉颗粒近球形，粒子尺寸均匀，高输出体积，制造过滤器用的不锈钢球形粉末几乎全是采用雾化法生产。
2、试简述RZ工艺制雾化铁粉的设计思路。
工艺设计思路：
① 解决纯铁高熔点所带来的工艺困难：工业纯铁的熔点在1500℃以上，熔炼温度达1650―1700℃，采用低硅高碳（3.2-3.6%）合金，使熔体温度保持在1300-1350℃。而过高的碳则会导致铁液的表面张力增加，难以得到细粉。 ② 高碳铁水可减轻空气与铁反应形成铁氧化物所造成铁水粘度增加的趋势；同时，碳与氧在后续高温还原时具有脱氧作用，为焖火处理创造条件。 ③ 成形性能的改善：
A 利用雾化过程中铁中的碳与氧的反应使颗粒表面形成凹凸而粗粗糙化： Fe(C)(l)+O2=Fe(l)+CO2
CO2微气泡在逸至铁液滴表面时造成表面凹凸。 B 破碎时颗粒表面形成凹凸；
C 高温还原时使颗粒间产生轻度烧结，即细小颗粒粘结在大颗粒上。 三都有利于降低雾化铁粉的松比，改善粉末的成形性能。
3、怎样正确看待刷粉周期对电解铜粉末粒度的影响？
适度刷粉可提高电流密度，利于粉末细化。而过频也具有与搅拌相似的效果，使阴极附近的铜离子浓度得到及时补充，导致铜离子浓度升高，导致粉末粗化。但长的刷粉周期却使电流密度下降，粉末粗化。
？？4、选择成形方法时需要考虑的基本问题有哪些？ 几何尺寸、形状复杂程度
性能要求（材质体系）：力学、物理性能及几何精度 制造成本（结合批量、效率）：最低
5、液相烧结的三个基本条件是什么？它们对液相烧结致密化的贡献是如何体现的？ 液相烧结的三个基本条件：润湿性、溶解度和液相数量
（1）液相必须润湿固相颗粒：这是液相烧结得以进行的前提（否则产生反烧结现象）。即烧结体系需满足方程 γS=γSL+γLCOSθ (θ为润湿角)
液相烧结需满足的润湿条件是θ<90；
当θ=0，液相充分润湿固相颗粒，这是最理想的液相烧结条件； 当θ>90O，固相颗粒将液相推出烧结体，发生反烧结现象。
0
当0<θ<90，这是普通的液相烧结情况，烧结效果一般。
如果θ>90，烧结开始时液相即使生成，液会很快跑出烧结体外，称为渗出。这样，烧结合金中的低熔组分将大部分损失掉，使烧结致密化过程不能顺利完成。
液相只有具备完全或部分润湿的条件，才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界。
（2）固相在液相中具有有限的溶解度：有限的溶解可改善润湿性；增加液相的数量即体积分数，促进致密化；马栾哥尼效应（溶质浓度的变化导致液体表面张力的不同，产生液相流动）有利于液相迁移；增加了固相物质迁移通道，加速烧结；颗粒表面突出部位的化学位较高产生优先溶解，通过扩散和液相流动在颗粒凹陷处析出，改善固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力。但较高的溶解度导致烧结体的变形和为晶粒异常长大提供条件，这是不希望的。
（3）液相数量：在一般情况下，液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒，为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件。同时，也可减小固相颗粒间的接触机会。但过大的液相数量造成烧结体的形状保持性下降。
？？6、为什么弥散强化铜材料具有高的红硬性？
7、在热等静压技术中，选用包套材料应注意哪些技术问题？ 1可塑性和强度 ○
2不破裂和隔绝高压气体渗入 ○
3良好的可加工性和可焊接性 ○
4不与粉末发生反应和造成污染 ○
5HIP后易被除去 ○
6成本低 ○
8、在金属粉末注射成形过程中，为什么必须采用细粉末做原料？通常采用哪两种基本的脱脂方法？
细粉末提高粉末烧结驱动力和脱脂后坯体的强度，便于混练和注射，制造形状复杂、薄