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?隔热屏：炉内温度在1000-3000 C,缸体温度为100-200 C 高效隔热屏，多层结构。 .压缩机 .真空系统
.油压机构：控制上下活塞开闭和框架移动 5包套材料
选择准则：
.可塑性和强度：不破裂和隔绝高压气体渗入 .良好的可加工性和可焊接性 .不与粉末发生反应和造成污染 .HIP后易被除去 .成本低
包套材料：
.中低碳钢：适于粉末高速钢，＜14000 .Ni : Ti,陶瓷，＜14300 .不锈钢：不锈钢，＜13500 .铅-碱玻璃：金属，陶瓷，＜6300 .高硅玻璃：金属，陶瓷，890-1600 0 .石英玻璃：1130-16000 6 HIP工艺流程
粉末一装入包套一真空脱气（或加热）-检漏一封焊一 HIP-出炉一除去包套（陶 瓷、玻璃：敲碎；金属：机加工）-表面清理一 HIP产品 7压制方式：取决于包套材料
.金属：T P,-T T （可采用低压压缩机系统）
.玻璃、陶瓷和金属：T T，-T P .玻璃、陶瓷和金属：T T，P
.热装炉操作：工件在预热炉加热，转入 HIP压机。T生产效率。 8 HIP的应用 .HIP成形 .烧结-HIP .铸件处理
.扩散联结：M/C, C/C，M/M .核废料处理
9陶瓷模工艺及电固结工艺 ?陶瓷粒子作传压介质 ?陶瓷粒子的可流动性 .普通压机加压 .设备投资少
§3粉末挤压成形
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1定义与分类
定义：将粉末、粉末压坯或粉末烧结坯在外力作用下，通过挤压筒的挤压嘴挤成 坯料或制品的成形方法。 分类：
.粉末直接挤压（冷挤压）：塑性好的金属粉末
.粉末增塑挤压：加入一定量的成形剂或粘结剂，硬质粉末如硬质合金粉末 .粉末包套热挤：弥散强化合金等
.烧结坯或粉末压坯的热挤压：塑性较好的有色金属材料 2粉末增塑挤压原理
粉末在挤压筒内的 受力情况：三向受压缩，一方向变形。
冲头施加的压力P,筒壁约束产生侧压力Ph,相对运动产生摩擦力Pf。 Ph = E P, P f = （1 Pi = Ey P
物料被挤出的条件：P> Pf + P R（变形阻力） 物料运动状态：（附图）
.靠近冲头的V1区：物料最后流出； .靠近筒壁的V2区：物料回流；
.靠近挤压嘴的V3区：受力不平衡，物料从挤压嘴被推出。
..挤压筒轴线附近区域：外摩擦影响较小，产生超前现象，一附加应力。足够大 便在坯件表面形成“蛇皮”状缺陷
措施：润滑模壁和提高挤压模内表面加工精度，减小外摩擦力。 3挤压过程
.增塑剂（plasticizer ）
石蜡+粘结剂PVA硬脂酸（表面活性剂）。
添加总量为6-8.5%，粗颗粒粉末或厚壁件取下限，细颗粒粉末或薄壁件取上限。 .硬质合金增塑挤压工艺流程
粉末料+增塑剂 掺合（40-50 C）
预压（排气，提高料密度） 挤压（40-50 C） 挤压坯 脱增塑剂
烧结 制品
4粉末热挤压
借助于高温的作用改善金属的塑性流动性能， 使坯体发生充分致密化，便于
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制造高性能P/M管材，棒材。 应用：
.烧结坯热挤压：塑性好的金属和合金
.粉末包套热挤压： 含有活性高的元素粉末如Ti、B Zr、Al、Si等高温合金或弥散强化材料。 包套制作工艺与HIP相同。
§粉末轧制
1定义与分类
定义:将粉末引入一对轧棍之间并使之压实成具有一定粘结强度的连续带坯的成 形方法。 分类：
.粉末直接轧(direct powder rolling ):塑性良好的粉末(应用多) .粘结粉末轧制(bonded powder rolling):
加入粘结剂改善粉末体的成形性
.包套粉末热轧(canned powder hot rolling) :活性粉末和高致密度的坯带 2粉末轧制原理(附2图) .特征区
I区-自由流动区：粉末颗粒受重力和因颗粒下移而产生颗粒间的摩擦力作用 U区-喂料
区：辊表面施予粉末一定的摩擦力，带动粉末颗粒进入辊之间，导致 粉末被咬入。 川区-压轧区：粉末质量不变，体积缩小，密度增加 Ha =D(1-COSx)+ S R (带坯厚度) 质量不变：Ha .B.Vin. p o= S R.b.Vout. p
fp = ( Ha .V in . p o) / (S R.Vout )
令n = Vout / V in (轧延系数),Z= p / p o (压实系数)则 p = p o[1+D(1-COSa )/ S R|/ n 或 S R = D(1-COS a )/( n Z-1) 3轧制过程的影响因素
.粉末性能：粉末可轧制性包括可塑性、成形性和流动性 ..流动性：粉末具有足够成形性的同时，愈高愈好。
..粉末硬度：低的粉末硬度便于变形和形成高的机械啮合，T成形性。 .轧辊直径：T D, p(S R固定)、Ha T .给料方式：水平与垂直。mT,p、S RT .轧制速度：T? , p、S Rj(m不变) .辊缝t : T t，轧制压力降低，pJ,S RT 4粉末轧制的应用
--------------------------------------------------- 时
需Sr彳 --------------------------- ------------ - ---------- -------
.多孔板材，如过滤板、催化剂板材 .层状复合材料带、板材 .纤维增强复合材料
§8 粉浆浇注 slurry casting
大尺寸、形状复杂陶瓷坯件成形的常用方法。 1料浆的制备
由金属粉末或纤维与分散剂等组成的混合物，具有一定的流动性、粘度和相 对稳定性。
.分散剂：水或酒精 .添加剂：
粘结剂：赋予浇注件以足够强度。PVA PEG藻阬酸钠，3%
稳定剂：阻止粉末颗粒间的聚集，加入弱酸、碱，在颗粒表面上吸附 H+或OF离
子（静电吸附，同性相斥一分离）
除气剂：表面活性剂，减小气-固界面能，使颗粒表面吸附的气体脱附，有利于 防止颗粒聚集和消除坯件颗粒间气孔。（正丁醇）
调节剂：调节料浆粘度，改善流动性。（NaOH,HCJ氨水） 2石膏模制作
石膏粉末粒度细，吸水能力强（毛细力），但过细虽可提高吸水能力，但降低模 的透过性能。
制作：石膏粉末+水（1： 1.5 ）—外加1%尿素—混匀—注入型箱—干燥—取出型 芯（复杂形状可设计可拆卸模或将型芯做成可拆卸）-干燥（ 40-50 C）—石膏 模 3浇注
离型剂：硅油或肥皂水（隔绝粉末颗粒与石膏颗粒间的接触和控制吸水速度） 3影响因素
.粉末粒度：细粉末利于浇注（悬浮液较稳定） .液固比：影响料浆粘度和粉末沉降速度
.粉浆的PH值：影响粉浆粘度和粉末沉降速度
.分散剂与粘结剂：粉浆的粘度和沉降速度和坯体强度
§9爆炸成形
1原理
粉末在瞬间承受巨大冲击波作用，粉末呈现非弹塑性行为，在接触处出现复杂的 应力状态，硬化过程不能进行，获得相对密度》 0.97的坯件。 2构成
粉末包套和炸药引爆装置 3应用
硬质粉末或形状复杂的大型粉末部件的成形；超大型金属板材的焊接。
--------------------------------------------------- 时
需Sr彳 ---------------------------- ------------ - ---------- -------
第六章粉末烧结
§概述
1烧结的定义与分类
烧结：烧结是指粉末或压坯在 低于主要组分熔点 的温度下借助于 原子迁移实现颗 粒间联结的过程。
.粉末一松装烧结，制造过滤材料（不锈钢，青铜，黄铜，钛等）和催化材料（铁， 镍，铂等）；
?低于主要组分熔点的温度：
*固相烧结一烧结温度低于所有组分的熔点；
*液相烧结一烧结温度低于主要组分的熔点但高于次要组分的熔点。 WC-Co合 金，W-Cu-Ni合金。
.烧结的目的：依靠热激活作用，原子发生迁移，粉末颗粒形成冶金结合。 Mecha nical in terlocki ng—Metallurgical bon di ng, T 烧结体的强度
烧结的分类：
.单元系烧结：单相（纯金属、化合物、固溶体粉末）烧结一单相粉末的固相烧 结过程。
.多元系烧结：指两个或两个以上组元的粉末烧结过程。 多元系固相烧结
.无限固溶系：Cu-Ni、Cu-Au Ag-Au等。
.有限固溶系：Fe-C、Fe-Ni、Fe-Cu、W-Ni 等。
.互不固溶系：组元间既不溶解，也不形成化合物。如 Ag-W Cu-W Cu-C等。 多元系液相烧结：在烧结过程中存在液相的烧结过程。 2烧结操作的重要性
.粉末冶金工艺两个基本加工步骤之一 .决定了 P/M制品的性能 .废品很难补救
.热处理，过程能耗大一降低烧结温度是有意义（降低能耗和提高烧结炉寿命） 3烧结理论的研究范畴和目的
烧结理论的研究目的：研究粉末压坯在烧结过程中微观结构的演化 （microstructural evoluti on）规律。 .孔隙形状的演化；
.孔隙数量或体积的演化一致密化； .晶粒尺寸的演化一晶粒长大；
.孔隙尺寸及其分布的演化一孔隙粗化、收缩和分布。 研究范畴：
.烧结过程的驱动力一烧结热力学，即解决 Why的问题。
.物质迁移方式一烧结机构，即解决 How的问题，也就是说物质迁移方式和迁 移速度。
研究方法：
.烧结几何学：双球模型 .烧结物理学：原子迁移机构
.烧结化学：组元间的反应（溶解、形成化合物）及组元与气氛间的反应
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.计算机模拟(computer simulation ):借助于建立物理、几何或化学模型，进 行烧结过程的计算机模拟。