《金刚石烧结制品重点》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金刚石烧结制品重点(19页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、简答题:1、什么叫做比表面?比表面与颗粒得哪些性质有关?、论述影响松装密度、流动性与压制性得因素及之间得关系、3、叙述压坯密度与压制压力之间得变化规律、4、叙述再结晶与晶粒长大得动力学过程、为什么金属结合剂得金刚石制品常常采用热压烧结?6、叙述液相烧结过程、7、简述结合剂得组成性能与加工材质与加工方式得关系、叙述金属结合剂得对金刚石烧结制品使用性能得影响.、需制造某种磨具 5 片,已知磨具得单片质量为 530 克,所选用得结合剂成分配比(质量分数 %)为 C7Sn12Ag7Zn3,外加石墨 %。求各种粉末得用量。 ( 设投料系数为 1、05)10。如何判断混合结合剂后,其就是否混合均匀?、结合
2、剂贮存应注意什么?12、磨具产品得测试主要有哪些内容?1、简要列出配方设计得试验工作得一般程序。14 、已知非金刚石层体积与金刚石层体积分别为: i= 3.56 m, 1。5c3 。采用冷压成型工艺, 结合剂成型密度得 =75g/c 3, 金刚石浓度为 10. 求金刚石用量与结合剂用量(包括非金刚石层得结合剂用量)。15、叙述热压法工艺特点为。16、冷压烧结过程中 00得保温阶段坯体内主要发生什么变化?为什么此阶段十分重要?7、冷压烧结时,冷却阶段对最终产品得性能有什么影响?1、如果金刚石磨具出现废品时,通过镜下观察发现其组织结构不均匀 , 在实际生产中,我们应从哪几个方面分析其产生得原因。9
3、、叙述金刚石在切割过程中磨损情况。20、根据切割工件材料特点对选择金刚石与结合剂有什么要求。21、对于长为 mm,高为 5mm,厚为 4m得节块,计算 1000 个节块金刚石用量、金刚石层结合剂用量、过渡层料得用量。假设成型密度为 8。89g/cm3 ,金刚石得浓度按 0%计算。2、选择焊料一般要满足什么样得要求.3、写出一般金刚石锯片制造工艺流程2、叙述锯片开刃过程。25、在制造金刚石钻头时 , 调整胎体硬度得方法主要有哪些?26、为什么说钻头胎体得硬度选择在使用过程中起着重要得作用。27、壁薄工程钻头对胎体材料有什么特殊要求。、叙述比表面积对金属粉末性质得影响。30、在粉末受压制时 , 粉
4、末在压力下主要发生哪些变形, 各有什么特点 ,其对压制时得密度产生什么样得影响。31、压制后坯体得密度会产生不均匀得现象得原因就是什么,如何减少坯体其密度不均匀性.32、在压制工艺过程中 ,一般都设定一段保压时间,为什么?3、根据烧结理论 ,在等温烧结过程中主要发生哪三个阶段,叙述各阶段得特点。4、从热力学观点出发 ,简要说明等温烧结得动力。35、在烧结过程中,叙述粘合作用得主要特征。36、叙述烧结时 ,扩散传质得特点。7、什么就是热压烧结 ?38、叙述温度对烧结制品得影响 9、概念题 :耐磨性、强度、韧性、硬度、粘结性能、金刚石浓度、弹性后效、粉末冶金、烧结、松装密度、压制性、流动性4、粉末
5、冶金得优点 1、为什么常常用粉末冶金方法制造金刚石工具?、请用胡克定理推导粉末受压时得侧压力公式?43、影响成型密度差异得原因有哪些?您就是如何采用方法来减小密度差异 ?44、烧结过程 :1、烧结颈形成阶段形成原因:在升温过程与等温烧结初期,发生以下特征 :(1)坯体内得吸附气体与添加剂得挥发;()颗粒表面得氧化物被还原 ;()变形颗粒得回复再结晶 ;(4)颗粒表面原子得扩散及晶体结合 ;(5)颗粒得之间点扩大到面,就形成烧结颈。宏观特征 :()颗粒形状未发生明显变化, (2)孔隙之间形成连续网络 ,孔隙之间得总表面没有明显减少,(3)烧结体也没有明显得收缩 (4)使得烧结体强度与导电性明显得
6、增加;、烧结颈长大与闭孔形成阶段形成原因 :( )原子向颗粒结合面得大量迁移使烧结颈扩大,(2)颗粒间距离缩小 ,形成连续得孔隙网络。同时由于晶粒长大, (3)晶界越过孔隙移动,而被晶界扫过得地方,孔隙大量消失。宏观特征:(1)烧结体收缩;(2)密度与强度增加 ;3、闭孔减少与球化阶段形成原因 :( ) 多数孔隙被完全分隔, 闭孔数量大为增加 ,(2)孔隙形状趋近球形并不断缩小,(3)晶粒粗化。特征 : (1)小孔得消失与孔隙数量得减少,(2)烧结体仍可缓慢收缩 .这一阶段可以延续很长时间,但就是仍残留少量得隔离小孔隙不能消除 .烧结驱动力:化学梯度得产生推动物质得位移,从而才形成了粉末或压坯
7、得烧结。从热力学观点瞧,坯体得烧结过程就是系统自由能减小得过程,对等温烧结来说,也就就是系统过剩自由能降低得过程。过剩自由能包括表面能与晶格畸变能,因表面能得降低比晶格畸变能得减小要大得多,所以我们可将表面能得降低视为等温烧结过程得驱动力。驱动力表现为三个方面:1、颗粒烧结颈得增大与颗粒表面得平直化,粉末体得总比表面积与总表面自由能减小2、烧结体得内孔隙体积与表面积减小3、粉末颗粒得内晶畸变得消除? 表面张力得作用下,颗粒凸面产生向心应力,可用拉普拉斯方程 : = - 2 r? 而在烧结颈得曲面上产生向外得应力为 : =( x-1/)( )在这两个力得作用下,物质由表面向颈面流动 : 一般大于
8、 , 当两球相互靠近后 ,增大, b 减小,减小烧结动力。直到趋于平衡,停止烧结 .表面应力使颗粒表面与颈曲面上得蒸汽压变化,由开尔文公式可求出平面与曲面上得饱与蒸汽压差 ,说明物质由颗粒表面蒸发 ,在烧结颈表面沉积, 随着烧结颈长大,压差由式知 , P 球 P 颈,表明颗粒表面蒸汽压大于颈曲面蒸汽压,这样将导致颗粒表面上物质蒸发并通过气相扩散迁移到烧结颈曲面上凝结下来,使得烧结颈长大。在烧结颈部因受到拉应力得作用 ,空位形成能降低 产生过剩空位浓度 ,使烧结颈处空位浓度大于平衡空位浓度。考虑在烧结颈部与附近区域空位浓度得差异 ,有:空位浓度梯度:Cv/ =Cvo /(kT )可以发现:(活化
9、)、(细粉),均有利于提高空位浓度梯度,增加烧结得扩散驱动力。可将系统内空位浓度视为烧结动力在烧结温度下,金属粉末得塑性大大增加,屈服强度显著下降。因而 ,烧结外力场得作用有可能会超过材料得屈服应力 y,导致粉末晶体产生位错,使得物质以晶面滑移或整排运动形式迁移 ,这样得烧结机构被称为塑性流动 .与粘性流动不同 ,塑性流动只有当外应力超过材料屈服点时才能产生。蒸发与凝聚1)传质条件:a、粉体在高温下有较大得蒸气压;b、凸凹面压差大P (要求颗粒小);、有足够高得温度。)传质机理:由于颗粒表面 (凸面蒸气压比颈部(凹面)蒸气压高,故质点从表面蒸发通过气相传递凝聚到颈部,而使颈部逐渐被填充。这种传
10、质过程仅仅在高温下蒸气压较大得系统内进行,如氧化铅、氧化铍与氧化铁得烧结。溶解 沉淀传质1)传质机理 由于表面张力得作用 ,颗粒某些部位(颗粒接触点)受压,某些部位受拉,受压处固相溶解度比受拉处固相溶解大(Ki g y模型 ); 由于小颗粒溶解度比大颗粒溶解度大( LSW 模型) ,因此颗粒在颗粒接触点处溶解或小颗粒溶解,通过液相传质,而在颗粒自由表面或大颗粒上沉淀, 从而出现晶粒长大与晶粒形状得变化。液相烧结得条件液相烧结必须满足以下三方面得条件 ,才会发挥液相有利得作用。、润湿性如 0,则表明液相对固相完全润湿 ,如 0,则就是部分润湿,如 90,则表明不润湿、溶解度液相形成后固相物质在液
11、相中要有一定得溶解度,因为 1)固相有限溶解于液相可改善润湿性 ,2)固相溶于液相可增加液相量,3)固相溶于液相可以在液固相之间进行原子扩散, 有利于液相得作用, 4)溶在液相中得固相在冷却时得析出可填补固相颗粒表面缺陷与间隙,并增大固相颗粒分布均匀性、液相数量也即必须有一定数量得液相 ,以确保液相能填满固相间隙, 当然液相量不能过多 ,否则不能保持烧结体得形状, 液相量以占体积得 20 0%为宜。1、液相生成与颗粒重排阶段液相形成后,由于毛细管力得作用,如图所示 .图中为两面角,表面张力。在表面张力作用下 ,将会使固相颗粒趋于更致密得排列 ,以这一阶段烧结体密度上升很快。2、固相溶解与析出阶
12、段由于固相在液相中有一定得溶解度,在液相形成后 , 与液相接触得固相溶解于液相达饱与程度。对具有曲率半径为得颗粒 ,其饱与溶解度与平面之差为 :C=2s 3KT?1/r、C式中: 平面处饱与溶解度曲率半径越小,溶解度越大由于大小颗粒以及颗粒凹凸面得溶解度就是有差别得 ,所以将会发生溶解度大得小颗粒与颗粒凸面先溶解然后沉积在溶解度低得大颗粒与颗粒凹面上3、骨架形成阶段经过前两个阶段 ,固相颗粒之间相互靠拢, 在固相颗粒与固相颗粒接触之间发生固相烧结 ,这种固相颗粒之间得烧结形成类似于骨架一样得固体颗粒连接形态 .这一阶段致密速率已很低,在固相颗粒间仍存在体积扩散与晶粒长大。固相颗粒得形状以及分布取决于固相物质得结晶学特征与液相得润湿性。定义 :热压又称为加压烧结 ,就是把粉末装在模腔内 , 在加压得同时使粉末加热到正常烧结温度或更低一些 ,经过较短时间烧结成致密而均匀得制品 ,热压可将压制与烧结两个工序一并完成,可以在较低压力下迅速获得冷压烧结所达不到得密度。本质:热压就是一种强化烧结 .热压烧结时 ,驱动力除表面张力外,又加上了外压得作用。在外压下,粉粒间接触部位产生塑性流动或蠕变,使颗粒间距缩短,缩颈长大得动力学过程进行得更为方便。 受压处固相溶解度大。热压方法得最大优点就是可以大大降低成形压力与缩短烧结时间 , ()热压压力仅为冷压成