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
壁、小尺寸件；通常采用的脱脂方法：溶剂脱脂、热脱脂。
9、对于一多台阶的粉末冶金零件，设计压膜时应注意哪些问题？
必须保证整个压坯内的密度相同，否则在脱模过程中，密度不同的连接处就会由于应力的重新分布而产生断裂或分层。压坯密度的不均匀也将使烧结后的制品因收缩不一急剧变形而出现开裂或歪扭。为了让横截面不同的压坯密度均匀，必须设计出不同动作的多模冲压膜，并且应使他们的压缩比相等，而且易脱模。
五、分析题
1、为什么说稳压技术是传统模压技术的发展与延伸？
温压技术是粉末与模具被加热到较低温度（一般为150℃）下的刚模压制方法。除粉末与模具需加热以外，与常规模压几乎相同，但它摆脱一些传统模压技术的弱点，加热后粉末塑性
变性得以充分进行，加工硬化速度和程度降低，有效地减小粉末与膜壁间的摩擦和降低粉末颗粒间的内摩擦，便于颗粒间的相互填充，能压制高性能，高强度、高精度的压坯。并且温压与粉末热压完全不同，温压的加热温度远低于热压（高于主要组分的再结晶温度），而且被压制的粉末冶金零部件的尺寸精度很高，表面光洁。是传统模压技术的发展与延伸。
？？2、分析Fe-12Cu，YG10，W-Cu-Ni合金中固相颗粒保持特定形状的原因。
（但学长）上述所得的三种粉末冶金合金，由液相烧结而成，Fe-12Cu，YG10，W-Cu-Ni中低熔点金属或合金（Cu、Co、Cu-N）对更高熔点金属的润湿性好（润湿角趋于00），液相在更高熔点金属不溶解；而相反的，高熔点金属能够在低熔点金属溶解或部分溶解，液相始终存在，而当液相完全润湿固相情况下，晶粒不会长大，而只有当润湿不良的情况下，靠颗粒彼此接触，聚合长大。故上述三种粉末冶金合金中的固相颗粒保持特定形状。
（但学长有解）？？3、分析模压时产生压坯密度分布不均匀的原因？
刚模压制时，由于摩擦力的作用，在压坯高度方向存在压力降低。因此造成压坯的各处密度不均匀。
2002
三、简答题
？？（但学长有解）1、从烧结驱动力的角度说明纳米粉末具有高烧结活性的原因。
（1）烧结热力学
具有巨大的表面能，为烧结过程提供很高的烧结驱动力，使烧结过程加快 （2）烧结动力学
由烧结动力学方程(X/a)m=F(T).t/am-n 纳米粉末颗粒的a值很小
达到相同的x/a值所需时间很短，烧结温度降低。 纳米粉末烧结活性很高
？？2、选择具体的成形技术应考虑哪些主要技术经济问题？ （与2001年第4题类似）
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
？？3、影响粉末流动性的因素有哪些？如果一种粉末的流动性较差，对粉末冶金零部件的后续加工带来什么危害？
影响因素：颗粒间的摩擦
形状复杂，表面粗糙，流动性差理论密度增加，比重大，流动性增加 粒度组成，细粉增加，流动性下降
流动性差的粉末，填充性能不好，自动成形不好，影响压件密度的均匀性。
4、简述RZ工艺（制雾化铁粉的工艺）设计依据。（与2001年第二题相同）
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。
？？5、根据钨粉粒度长大机理，如何从工艺设计上获得细颗粒钨粉？（同2000年第5题）
（2）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、粉末压坯强度的影响因素有哪些？分别以硬质合金和铁基粉末冶金零件为例，可采用哪些技术措施如何提高坯件的强度？
压坯强度的影响因素 本征因素：
颗粒间的结合强度（机械啮合）和接触面积 颗粒间的结合强度： a.颗粒表面的粗糙度 b.颗粒形状
粉末颗粒形状越复杂，表面越粗糙，则粉末颗粒之间彼此啮合的越紧密，压坯强度越高。
c.颗粒表面洁净程度
d.压制压力：压力提高，结合强度提高（与变形度有关） e.颗粒的塑性（与结合面积有关） f.硬脂酸锌及成形剂添加与否
g.高模量组份的含量：含量高，结合强度大 颗粒间接触面积：即颗粒间的邻接度 .颗粒的显微硬度 .粒度组成
.压制时颗粒间的相互填充程度，进而提高接触面积 .压制压力：压力大，塑性变形大，压坯强度提高 颗粒形状：复杂，结合强度提高，但压坯强度降低 外在因素：残留应力大小
.压坯密度分布的均匀性（粉末的填充性） .粉末压坯的弹性后效 .模具设计的合理性
硬质合金：由于难以通过压制所产生的变形而赋予粉末坯件足够的强度，故可添加成形剂
以提高生坯强度
铁基粉末冶金零件：可采用雾化法制取铁基粉末，颗粒形状不规则，颗粒间机械啮合，压坯强度增大。
7、简述在MIM技术中采用细微粉末作原料的原因。（同2001年第8题）
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、薄壁、小尺寸件。
8、为什么说温压技术是传统模压技术的发展与延伸？（同2001年分析题第1题）
温压技术是粉末与模具被加热到较低温度（一般为150℃）下的刚模压制方法。除粉末与模具需加热以外，与常规模压几乎相同，但它摆脱一些传统模压技术的弱点，加热后粉末塑性
变性得以充分进行，加工硬化速度和程度降低，有效地减小粉末与膜壁间的摩擦和降低粉末颗粒间的内摩擦，便于颗粒间的相互填充，能压制高性能，高强度、高精度的压坯。并且温压与粉末热压完全不同，温压的加热温度远低于热压（高于主要组分的再结晶温度），而且被压制的粉末冶金零部件的尺寸精度很高，表面光洁。是传统模压技术的发展与延伸。
四、分析题
？？1、说明烧结钢的晶粒较普通钢材细小的原因。
粉末烧结初、中期，晶粒长大的趋势较小，在烧结后期才会发生可观察到的晶粒长大现象，但与普通材料相比较，烧结材料的这种长大现象几乎可以忽略，原因有二：1、孔隙、夹杂物对晶界迁移的阻碍；2、烧结温度低于铸造温度。
2、分析稳定液相烧结的三个条件的必要性。（同2001年第5题） 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。 当0<θ<900，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。
？？3、分析在YG硬质合金生产过程中，允许合金中碳含量可在WC的化学计量附近波动的原因。
（百度）合金强度主要取决于粘结相的含量及其分布,也就是Co的平均自由程是影响合金强度的最主要因素, WC颗粒间由钴相相互粘结,起到桥梁作用,并且硬质合金主要由钴相吸收应力功,碳含量在一定范围内偏离化学计量,最多只是造轻微的脱碳或者渗碳,这对强度的影响已经远远被钴相含量及分布所弥补,故对合金强度几乎是没有影响的
（但学长）在YG合金的生产中，无论合金中碳含量高于WC的化学计量还是低于其化学计量，都会引起合金强度的降低，当合金碳含量低于化学计量，导