粉末复习题

粉末冶金学复习题

一、填空

1、铁粉的制备方法包括 、 、 、 、 、 及 。

2、熔盐电解法可制备的粉末有 、 、 和 。 3、作为烧结气氛的气体主要有 、 、 和 。 4、连续烧结时，坯块通过哪些方式输送进入烧结炉？ 、 、 和 。

5、粉末的热固结方法包括 、 、 、 和 。

6、烧结废品产生的原因有 、 和 。 7、烧结炉的类型有 、 、 和 。

8、液相烧结的基本过程包括三个阶段： 、 和 。

9、粉末冶金全致密工艺有 、 、 、 、 和 。

10、烧结工艺分为哪三类： 、 和 。

11、金属粉末固相烧结过程的三个阶段有 、 和 。 12、影响烧结的因素有 、 和 。 13、烧结类型有 、 、 和 。 14、液相烧结的条件 、 和 。 15、特殊成形方法主要有 、 和 。

16、金属粉末性能包括 、 、 、 和 。

17、二流雾化形式有 、 、 、 和 。

18、粉末密度与是否计入孔隙体积有关，其分别称为 、 和 。 19、雾化制备粉末方法有 、 、 和 。 20、影响二流雾化粉末性能的因素有 、 和 。 二、判断题

1、雾化法生产金属粉末时，粉末的形状由雾化介质决定。（ ） 2、采用粉末冶金方法生产的多孔材料，孔的体积约占15~30%。（ ）

3、金属粉末的形状有光滑形和不规则形，其中光滑形粉末适合冷压成形。（ ） 4、325目的金属粉末粒度大于225目（ ）；

5、金属铜粉与炭粉混合越均匀，炭在生产的电极材料中的分布越均匀。（ ）

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6、随着压制力的增加，金属粉末颗粒依次经历位移或滑动、塑性变形和破碎等阶段，体积逐渐减小。

（ ）

7、烧结温度下，混合Fe-石墨结构件中，由于C的扩散系数高于Fe，得到不完全均匀化的结构件。（ ） 8、液相烧结和固相烧结均可烧结单一金属粉末和多组分金属粉末制品。（ ） 9、硬质合金由金属碳化物粉末和粘结剂粉末混合压制、烧结而成。（ ） 10、金属粉末球形制品可采用冷等静压和热等静压方法制备。（ ） 11、液相烧结时液相数量越多，烧结体质量越好。（ ）

12、坯块烧结时出现液相的基本条件是组分之间熔点相差较大。（ ） 13、成形剂加入量越多，烧结制品性能越好。（ ）

14、热等静压烧结主要用于有毒物质烧结及放射性废料处理。（ ） 15、不同金属粉末混合法比预合金法得到的产品密度高、收缩率低。（ ）

16、不完全均匀化产品是用部分预合金粉末和同种类的金属粉末混合压制烧结而成。（ ） 17、当液滴滴在固体表面时，接触角越大，润湿性越好。（ ） 18、坯块密度分布不均匀是压制过程的主要特征之一。（ ）

19、粒度组成合理的粉末压制的坯块密度、强度提高，弹性后效减小，密度分布不合理。（ × ） 20、碳还原铁氧化物制备的铁粉比氢还原法纯度高。（ ）

21、金属热还原法制备粉末的还原过程依靠反应热自发进行，不外加热源。（ ） 三、回答问题

1、粉末冶金有哪些优点？

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2、什么是拱桥效应？

拱桥效应：粉料自由堆积的空隙率往往比理论计算值大得多，原因是实际粉料不是球形，加上表面粗糙以及附着和凝聚的作用，结果颗粒互相交错咬合，形成拱桥型空间，增大了空隙率。这种现象称为拱桥效应

3、什么叫氢损测定？

A——粉末加烧舟的质量；

B——煅烧后残留物加烧舟的质量； C——烧舟的质量

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4、生产结构件的铁粉必须具备哪些性能？为什么？ 铁粉需具备的性能：

a.流动性：为了使铁粉能够充满模腔，要求粉末具有足够的流动性。粉末粒度 小。流动性差，小于44 μm的粉末含量不大于50%。

b.坯块强度：坯块具有足够的强度，才能保证从压机中脱出、搬运到烧结炉的 过程中不易破损。坯块强度取决于坯块形状，形状愈复杂，强度应愈高。 c.尺寸变化

铁粉坯块烧结成烧结件一般不经过加工直接使用，要求坯块在烧结条件下的变 形量小于0.5%。 d.可压性

铁粉可压性高，在压制的压力作用下可生产高密度的坯块，坯块密度高，烧结 过程中不收缩，烧结件密度高。

5、分别写出雾化法和还原法生产铁粉的流程。 雾化法：流程：金属→熔化→破碎→液滴→冷凝→粉末

还原法生产过程：磁铁矿研磨成要求的粒度，石灰石和炭或煤破碎到一定粒度，放 入陶瓷容器做成的柱形坩埚中，石灰石的作用是结合焦碳中的硫，防止其污染铁 粉，坩埚中间是铁矿粉，周围是石灰石和焦炭的混合物，把装满原料的坩埚放在 窑车上，窑车通过隧道窑时，焦炭受热产生的CO把矿石还原成海绵铁粉。 6、画图并简述圆柱形坯块密度的变化。

7、金属粉末压制时为什么要润滑？润滑方式有哪些？ a.模壁和模冲润滑

在刚性模具中压制时，在模壁和模冲上涂润滑剂，目的是使压制的坯 块与模具容易分离，但由于粉末体表面是粗造的，易刺穿涂在模壁上的 润滑膜产生摩擦，增加压制力，损坏模具。 b.粉末润滑

粉末润滑指润滑剂与金属粉末混合，其优点是润滑剂不仅在模壁上，而 且也在粉末颗粒之间。 粉末润滑的条件： a.将润滑剂磨成细粉

b.润滑剂的量取决与坯块形状 c.润滑时间：20~40min

模壁润滑已取得专利，技术上是可行的；粉末润滑被广泛应用。 润滑的优点：减少压制压力，改善坯块密度分布，提高坯块密度；

缺点：润滑剂在烧结过程中分解产生的气体从炉子的预热带逸出， 使烧结时的保护气氛流速加快，使炉子的管理变得复杂。

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8、金属粉末的流速和密度如何测定？（不全面）

有效密度的测量：干燥后的粉末装入规定容积V 的比重瓶，约占瓶容积 的1/3~1/2，连瓶一起称重。然后加入液体盖过粉末试样，通过真空除气 使润湿液体充满比重瓶，再次称重。 计算公式：

式中m1——比重瓶质量； m2——比重瓶加粉末试样质量；

m3——比重瓶加粉末试样和充满液体后的质量； Ρ——液体密度。

9、为什么烧结时炉内要有烧结气氛？

a 防止烧结体与周围环境发生有害反应（如烧结金属通入N2）

b 烧结中去除吸附气孔和有害杂质（烧成透明的Al2O3瓷通入H2 或O2） c 维持或调整烧结材料中有用成分（烧MgO陶瓷通入MgO气氛）。 10、熔浸和熔渗有什么不同？

熔浸指将粉末坯块与液体金属接触或埋在液体金属内，让坯块的孔隙被金属液充填，冷却下来就得到致密材料或零件的工艺。（熔渗(infiltration)采取一定方法使低熔点金属或合金渗入到多孔坯块的孔隙中，以改善制品性能的一种方法他的目的是提高密度、硬度、塑性和韧性方法：将小片状低熔点金属或合金放在坯块上，与坯块一起在烧结炉中烧结，达到一定温度后小片熔化，然后借毛细管现象渗入到坯块孔隙内，填充坯块的孔隙。 11、简述等离子烧结特点。 a 烧结速率非常快；

b 烧结体具有较小的晶粒尺寸，比非等离子体环境烧结得到的材料晶 粒小一个数量级；

c 可烧成难烧结的材料，并且获得较高的烧结密度，达98%-99.5%； 烧结材料的最终收缩和收缩率均很大；

d 烧结得到的材料具有较高的室温力学性能。

12、氢还原制备钨粉时影响W粉粒度和纯度的因素有哪些？ a.原料（ WO3）： 控制含水量、杂质；

b.还原剂（ H2）：湿度大，还原速度慢，颗粒粗大，含氧量高；流量大，利于反应进 行， W粉颗粒细小

c. 还原温度、时间、料层厚度：还原温度高、时间长、 W粉颗粒变粗；料层太厚，反应 产生的水蒸气不易排出，颗粒长大，还原不充分。 13、减小坯块密度分布不均匀现象的措施有哪些？

a.压制前对粉末进行还原退火处理，消除粉末的加工硬化，减少杂质含 量，提高粉末的压制性能；

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b.加入适当的润滑剂或成形剂，如铁基零件加硬脂酸锌、机油等，硬质 合金加橡胶汽油溶液或聚乙烯等塑料溶液；

c.改进加压方式，根据坯块高度、直径或厚度的比值设计不同类型的模 具；

d.改进模具构造，或适当变更坯块形状，使不同横截面的连接部位不出 现急剧的转折。

14、金属粉末压制时为什么要使用成形剂？

? 促进粉末颗粒变形，改善压制过程，降低单位压制压力； ? 提高坯块强度，减少粉尘飞扬，改善劳动条件；

? 由于减少了摩擦压力损失，坯块密度及其分布均匀性提高； ? 提高模具寿命。 15、成形剂的选择原则是什么？

? 成形剂不改变粉末的化学成分，烧结过程中全部排出，放出的气体对人体无害； ? 成形剂具有好的分散性能，具有适当的粘性和良好的润滑性，且易于和粉末料混合均匀； ? 成形剂对粉末的松装密度和流动性影响不大，其软化点应高，以防混合过程中温升而熔化； ? 烧结后对产品性能和外观等无不良影响； ? 成本低，来源广。 四、论述题

结合所学知识，谈谈粉末冶金的发展前景。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/g8t5.html