先进成型及烧结技术.ppt

先进成型与加工新技术1．成型与加工技术概述1.2一般的粉末冶金工艺的主要环节成型的目的：获得一定形状和尺寸的坯样。并使其具有一定的密度和强度。基本成型方法有：有压成型和无压成型。烧结：是为了获得所要求的物理和机械性能。后处理与加工：是为调整和控制材料结构，以获得更优的工作性能。1.3粉末冶金的发展历程及特点粉末冶金技术的特点：(1)可生产普通熔炼法无法生产的具有特殊性能和结构的材料多孔材料(陶瓷过滤器、分子筛等）各种复合材料（叠层材料:双金属、叠层陶瓷）(2)采用粉末冶金技术生产的某些材料，与普通熔炼法相比具有更加优异的性能高合金粉末冶金制品性能更优，如高速钢、超合金制品。难熔金属制品一般采用粉末冶金技术生产，如W、制品(3)粉末冶金制品是一种少切屑无切屑的加工工艺。粉末冶金成型的主要缺点：成本高制品的大小形状受到一定的限制材料和制品的韧性较差1.4粉末冶金技术的应用
在金属材料、陶瓷材料、复合材料方法广泛应用。2．先进成型技术注射成型零件(2)成型前的原料处理原料的预处理是为了调整和改善粉末原料的物理、化学特性，使之适应后续加工工艺和产品性能的需要。主要的原料的预处理工艺包括：煅烧：除去杂质、提高纯度；改变晶型，增加晶粒度等原料塑化：除去杂质、提高纯度；改变晶型，增加晶粒度等造粒：普通造粉、压制造粉、喷雾造粉2.2粉料成型法(2)等静压成型主要工艺有：湿式等静压成型和干袋式等静压成型2.3塑性成型法挤压成型的特点：a.中空的管件，及复杂形状的试件b.纵向成型体和横向密度均匀c.工艺连续性强影响挤压成型工艺的主要因素:

a.增塑剂含量的影响，增塑剂多，挤压压力下降b.预压压力的影响，预压压力大，挤压压力增大c.挤压温度的影响，温度高，挤压压力下降d.挤压进度，（过快的速度造成挤压件断裂）(2)轧制成型（轧膜成型）(3)注射成型方法（）成型剂的脱出可采用溶解浸出法和加热分解法两种：
溶解浸出法是把成型坯体放入溶剂抽取装置中，除去粘结剂，形成具有一定密度的坯体。
加热分解法：是把注射成型坯体置于加热炉中，在加热条件下使粘结剂逐步分解而脱去成型剂。这个过程可以和烧结设备化过程连在一起进行。2.4浆料成型法2.5流延成型工艺2.6热致密化成型技术间接加热：则是将待压粉末置于模具中，模具放在高温炉内加压达到指定温度。高温炉可以是高、中频感应炉，碳管炉或电阻炉。(2)热等静压热等静压的工作制度烧结—热等静压法影响热等静压工艺的主要因素(1)热等静压的温度，一般低于常规烧结（约为熔点的0.5）(2)热等静压压力的影响，高的压力可获得很高的致密度(3)包套制备技术的影响预制包套：保证包套密封性，选择适合的包套材料烧结—：应保证尽量形成闭孔2.7特殊的致密化成型技术(2)喷射成型工艺(3)爆炸成型爆炸成型可分为直接加压和间接加压两种方式爆炸成型中，爆炸冲击速度（即能量）是最重要的工艺参数，能量越大，制品的密度越高。对某些金属材，如：、、等可直接获得接近理论密度的制品。3．先进的烧结致密化技术烧结过程研究中，最基本的问题是：a.烧结驱动力问题b.烧结的过程动力学烧结工艺可以分为：(1)无压固相烧结(2)机械压力烧结：如热压、热挤压、热扎等(3)气压烧结：低压烧结、热等静压烧结(4)反应烧结(5)液相烧结(6)熔浸烧结工艺(7)特种烧结技术：如微波烧结、激光烧结、等离子放电烧结、场辅助烧结等3.2反应烧结技术（）利用高温烧结过程中的化学反应来实现活化烧结，从而在较低的温度下得到高度致密的材料。是制备可设计材料的典型方法。主要特点是：反应烧结制品的成分可以通过预先设计而确定材料制品的显微结构优良、晶粒细小而均匀烧结收缩小，可制备近净成型材料材料强度高于无压烧结制品反应烧结技术与热压或热等静压技术相结合可获得更加广泛的应用采用反应烧结技术已成功地制备了3N4，，22及其复合材料等。(1)反应烧结3N4主要工艺控制要点是：反应过程速度控制最为重要，主要通过控制烧结温度而达到控制反应速度的目的。气耗定升温法（）根据反应过程中氮气的消耗情况而确定升温制度。3.3熔浸烧结工艺采用熔浸工艺制备的材料体系必须具备如下条件：
两种材料熔点相差大，否则会造成零件变形
两种材料应具有良好的浸润性，浸润角小于90
两种材料间不会发生相互溶解或溶解度不大。反应熔浸工艺：在熔浸工艺中，如果两种材料可以发生化学反应，则可以很好地形成反应浸润，大大提高熔浸速度并改善材料的结构。反应熔浸工艺的主要特点具有：材料体系润湿性好，可获得优良的材料结构。熔浸温度低、节省能耗。可制备高熔点材料体系，如、3N4等。例：预制备在熔体中浸清可形成高质量的反应结合（）定向复合材料的熔浸制造工艺：2复合材料（超高温复合材料）基本反应：(1.5)+0.5B4C→