金属粉末的性能

金属粉末的性能主要指粉末的物理性能和工艺性能,对其成形和烧结过程以及制品的性能都有重大影响。而金属粉末的化学成分对金属粉末的性能也有很大的影响。

1.化学成分

金属粉末的化学成分一般是指主要金属或组分、杂质以及气体含量。其中金属通常占98%~99%(质量分数)以上。

金属粉末中的杂质主要为氧化物,氧化物的存在使金属粉末的压缩性变坏,使压模的磨损增大。它可分为易被氢还原的金属氧化物(铁、铜、钨、钴、钼等的氧化物)和难还原的氧化物(如铬、锰、硅、铝等的氧化物)。有时含有少量的易还原金属氧化物,有利于金属粉末的烧结,而难还原金属氧化物却不利于烧结。因此,通常金属粉末的氧化物含量越少越好。

金属粉末中的主要气体杂质是氧、氢、一氧化碳及氮,这些气体杂质使金属粉末脆性增大,使压制性能变坏,特别是使一些难熔金属与化合物(如钛、铬、碳化物、硼化物、硅化物)的塑性变坏。加热时,气体强烈析出,这也可能影响压坯在烧结时的正常收缩过程。因此,一些金属粉末往往要进行真空脱气处理,以除去气体杂质。

2.物理性能

金属粉末的物理性能主要包括颗粒形状、颗粒大小和粒度组成,此外还有颗粒的比表面积,以及颗粒的密度、显微硬度等。

颗粒形状即粉末颗粒的外观几何形状,通常有球状、树枝状、针状、海绵状、粒状、片状、角状和不规则状,它主要由粉末的生产方法决定,同时也与制造过程的工艺参数以及物质的分子和原子排列的结晶几何学因素有关。粉末的颗粒形状直接影响粉末的流动性、松装密度、气体透过性,对压制性和烧结体强度均有显著影响。

颗粒大小通常情况下可用筛测定,用“目”来表示,对其压制成形时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有重大影响。

粒度分布是指大小不同的颗粒级的相对含量,也称粒度组成,它对金属粉末的压制和烧结都有很大影响。

比表面积即单位质量粉末的总表面积,可通过实际测定。比表面积大小影响粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性,与粒度有一定的关系,粒度越细,比表面积越大,但这种关系并不一定成正比关系。

3.工艺性能

金属粉末的工艺性能包括松装密度、流动性、压缩性与成形性。工艺性能也主要取决于粉末的生产方法和粉末的处理工艺(球磨、退火、加润滑剂、制粒等)。

松装密度也称松装比,是金属粉末的一项主要特性,指金属粉末在规定条件下,自由充填标准容器所测得的单位体积松装粉末的质量,与材料密度、颗粒大小、颗粒形状和粒度分布有关。松装密度影响粉末成形时的压制与烧结,也是压模设计的一个重要参数。一般粉末压制成形时,是将一定体积或质量的粉末装入压模中,然后压制到一定高度或施加一定压力进行成形,若粉末的松装密度不同,压坯的高度或孔隙度就必然不同。例如还原铁粉的松装密度一般为2.3~3.0g/cm ,若采用松装密度为2.3g/cm 的还原铁粉压制密度为6.9g/cm 的压坯,则压缩比(粉末的充填高度与压坯高度之比)为6.9∶2.3=3∶1,即若压坯高度为1cm时,模腔深度须大于3cm才行。

流动性是50g粉末从标准的流速漏斗(又称流速计)流出所需的时间,单位为s/(50g)。时间越短,流动性越好。一般来说,等轴状粉末、粗颗粒粉末流动性好。流动性受颗粒间黏附作用的影响,因此,颗粒表面如果吸附水分、气体或加入成形剂会降低粉末的流动性。粉末的流动性直接影响压制操作的自动装粉和压件密度的均匀性,流动性好的粉末有利于快速连续装粉及复杂零件的均匀装粉。

压缩性是指金属粉末在压制过程中的压缩能力。它取决于粉末的硬度、塑性变形能力与加工硬化性,并在相当大的程度上与颗粒的大小及形状有关。一般用在一定压力下压制时获得的压坯密度来表示。经退火后的粉末压缩性较好。

成形性是指粉末压制后,压坯保持既定形状的能力,用粉末得以成形的最小单位压制力表示,或者用压坯的强度来衡量。为保证压坯品质,使其具有一定的强度,且便于生产过程中的运输,粉末需有良好的成形性。成形性与粉末的物理性质有关,还受到粒度、粒形与粒度组成的影响。为了改善成形性,常在粉末中加入少量润滑剂,如硬脂酸锌、石蜡、橡胶等。通常用压坯的抗弯强度或抗压强度作为成形性试验的指标。

版权声明:本篇文章(包括图片)来自网络,由程序自动采集,著作权(版权)归原作者所有,如有侵权联系我们删除,联系方式(QQ:452038415)。http://www.apmygs.com/5178.html
返回顶部