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1、20071. 名词解释（每个2 分）坯料: 粉体一般不直接用于成型，而是加进了一些有助于成型的其它物质（称之为成型剂）， 并混合均匀后（成为了坯料），再用于成型。加入成型剂后，坯料的可塑性、流动性、流变 性能与前粉末有较大差别：或呈粉态、液态、泥态。负缝距: 两轧辊的中心距与半径和的差值为负数。在粉末轧制前，轧辊间不仅没有缝隙，还由于相互压紧，使轧辊产生了一定的弹性变形，导致两轧辊的中心距小于轧辊的半径和。回弹值: 轧制过程中，轧辊处于弹性变形状态，轧出的带坯厚度大于轧辊的原始缝隙，等于原始缝隙加上某一个数值，该数值称为回弹值。Z电位：双电层间的排斥能与胶团的吸附层边界与扩散层边界间的电位差成
2、比例。该电位 差称作Z电位。压缩比：压制前后尺寸之比（如压坯密度d与粉末的松装密度r0求得）弹性后效: 当坯体从模具中脱出时，要产生一定量地膨胀。该现象称为弹性后效。压制系数：轧制变形前咬入厚度与轧制板坯的厚度之比： =H/h。压制系数相当于前面 的压缩比。咬入角：（画图）由4 Tcosa + Q-A Rsina =0，得tga=p +，表明该粉末单元既不向上 运动，也不向下运动；这是咬入区的开始位置。对应的角度 称为咬入角。 （侧压系数）， M为粉体与轧辊间的摩擦系数。浆料的稳定性：稳定性的含义是指浆料长期放置时不产生分层现象。2 简答题（每个 10 分）1）说明金属粉体和陶瓷粉体可塑性的差
3、别，以及这种差别对坯料配方及成型方式的影响。 可塑性差别：金属颗粒与块状金属一样具有塑性，金属粉体因而不添加任何成型剂，也具有可塑性。 陶瓷不具有塑性，其粉体可塑性也差，若要具有可塑性，一般要掺加大量的成型剂。 对坯料配方及成型方式的影响：金属粉体自身的可塑性很好，故制作坯时，一般不在加出于塑化目的的成型剂，只加极 少量的润滑剂。多采用压制成型。陶瓷粉体坯料中，通常加有大量塑化用途的成型剂。采用多种方式成型。2）粉末轧制的典型供料方式分为自由供料和强制供料，说明它们的特点及对坯体尺寸和性 能的影响。前者粉料在自身的重力作用下流动到咬入区，后者通过其它的强制力（如螺旋推进装置） 将粉料送至咬入区
4、。采用自由供料时，进入咬入区的粉料的密度小于粉料的松装密度；采用强制供料时，进入 咬入区的粉料的密度大于粉料的松装密度。因此，采用强制供料时产生坯体的密度及厚度都 要大于采用自由供料时。3）何为楔型压制？如何保证坯体密度各处相等?粉末轧制的最大缺点是不能轧制较厚（大于10mm）的板材，否则要采用直径很大的轧辊。 为了能制造较厚 板材，出现了楔型压制。为了保证每次压制的厚度一致与密度均匀，压制时要求粉料不产生水平移动。粉料不产生水平移动的条件是粉料在水平方向的合力为零。由图3-36可见，在斜面冲头 下面任选一点o,该处粉末所到的作用力有三个：即斜面对粉料的正压力T和摩擦阻力N, 还有内侧粉料给它
5、的作用力F。当这些力在水平方向的合力为零时，该处粉料在压制过程中 不会产生水平方向的运动，从而可以保证楔状冲头每次向下压制得到的密度与尺寸相同。该 平衡条件为：tga =N/T+g或：tga =f+g式中a为楔形角，为侧压系数,f=N/T为摩擦系数。4）在注浆成型时，为了保证浆料的稳定性，颗粒尺寸稳定性十分重要，有哪些方法有助于 颗粒尺寸稳定？其原理如何？用于制备浆料的粉末的粒度必须小于一定的数值，才可能制备悬浮液。 浆料稳定的常用方法：1、调整浆料的 PH 值 该方法一般用于两性氧化物（如氧化铝、氧化铁、氧化铬等）的悬浮。改变溶液的 PH值，可以改变MOH在水中的离解程度，进而改变Z电位。2
6、、加入有机表面活性剂 聚合物电解质：吸附在颗粒表面，使颗粒带电形成胶团。 有机胶：当阿拉伯树胶用量较多时，其线性分子在水中形成网络结构，使氧化铝颗粒 表面表面形成一层有机亲水保护膜，阻碍氧化铝颗粒碰撞聚沉。5）大型坯体压制成型时压制压力不宜加得太快，为什么？ 加压速度快的缺点：空气逸出困难，容易导致坯体脱模时开裂。 尺寸较大的坯体，通常应缓慢加压（即静态加压）。在压制过程中，粉体体积的压缩实际上是粉体中气体体积的压缩。被压缩的气体或者 排除坯体，或者存留坯体内。在压制的早期，压坯的密度很低，压坯中存留很多通道供气体排除。随着压力的 增加，压坯的密度不断提高，粉体颗粒间自然形成的排气通道逐渐被堵
7、塞，坯体中残余 的气体无法排出体外。这部分残余的气体被不断增大的压力予以不断压缩，气孔内气压 随之不断强增大。压制时压力不宜加得太快，让气体在坯体密度不太高的时候有跑出的机会；在加 载到最大压力时保压一段时间6）简述压制成型坯料的配方和制备工艺原理。粉末+成型剂 成型剂可以大致分为两类：润滑剂和塑化剂。润滑剂：减少粉体颗粒之间、颗粒与模具之间的摩擦力，以提高压坯密度及均匀性和 降低脱模压力。加入量通常为粉体重量的0.5%1%。塑化剂：增加粉体的可塑性和流动性。塑化剂一般有两种组分，一是起粘结作用的组 分（称作粘结剂），二是溶解粘结剂的溶剂。通常含量在1左右。预先将塑化剂制备成 35左右的水溶液
8、，再加入到粉末中。在烧结前，应将塑 化剂排出。造粒工艺是将磨细的粉料，经过干燥、加入塑化剂，制成流动性好、粒径约为 0.1mm 的颗粒。手工造粒手工将塑化剂与粉料混合均匀，然后过孔洞较大（如20-40 目）的网筛。实验 室常用方法喷雾造粒 将粉料与粘结剂的水溶液混合形成浆料，用喷嘴将浆料雾化，干燥雾滴。可以得到粒 度均匀、流动性好的团粒。工业生产压力成型造粒法 将要造粒的粉料（粉末或粉末+成型剂）压制成块，然后破碎，筛分得到团粒。7）带台阶零件的压制成型时，如何保证坯体密度各处相等? 要保证复杂零件压坯密度的均匀性，关键是要保证各处的压缩比一样。要实现各处的 压缩比一样，对坯体可以采取多模冲压
9、制。不等高制品压制的基本原则：1、压缩比相等原则（各台阶在压制过程中压缩比必须 相相等）；2、压制速率相等原则（为了防止粉末在压制过程中的不产生侧向运动）。8）在粉末轧制过程中，轧辊缝隙对坯体性能有何影响？ 由于有回弹值，轧辊的缝隙尺寸通常设计为比轧制出的坯体的厚度小。 在轧制薄带材时，轧辊间的原始缝隙甚至采用负缝距。随辊缝的增大，带坯的厚度增大，密度和强度下降。当辊缝大到一定程度时，粉末 不能经轧制成型。对金属粉末的轧制，带坯的厚度一般不超过轧辊直径的1%1.5%。 辊缝对带坯的轧制还有一个最小值。随辊缝的减小，带坯的厚度减小，压制系数增大， 带坯的密度随之提高，同时所需轧制力却增大；辊缝小
10、到一定程度时，坯体的不均匀程 度增加，轧制压力增加到极限，轧制过程不能正常进行。9）粉料松装密度对粉末轧制坯体性能有何影响？原因何在？ 粉料松装密度直接影响进入咬入区的粉料密度，这两者有正比关系。 一般来说，采用松装密度较小、成型性好的粉料，可获得孔隙率高、厚度薄的坯体；而 采用松装密度大、压实性好的粉料，则可获得密度较高、厚度较大的坯体。10）如何表示泥团的可塑性？它们的物理意义如何？ 当泥团受到很小的应力时，发生弹性变形，应力和应变成正比。泥团弹性变形的机制 为塑化剂弹性变形及泥团中含有的少量气体的膨胀与压缩，并不是固体颗粒的弹性变形。如 果外加应力超过了泥团的弹性极限Oy,泥团除了产生弹
11、性变形之外，还会出现永久变形。 该永久变形也是在外加应力卸掉以后不能恢复的变形，但它区别于块状固体材料中的塑性变 形，它不是源自原子间的相对移动，而是源自泥团中颗粒的相对位移，故称之为假塑性变形。此时若撤除应力后，见图4-2，应变只能部分地回复（ y），还有一部分应变不能回复 （ n），不能回复的变形为假塑性变形。如果应力过大，超过Op,泥团会开裂。O p称 为泥团的强度极限，它所对应的应变为 p,称为破裂变形量，为泥团不发生破裂所能容许 的最大变形量。可塑性好的泥料应具有足够大的破裂变形量 p和较高的屈服值o y,前者可以保证泥 料能够承受较大的变形，后者可以保证成型坯对偶然的外力有较强的抵抗能力。 通常用乘积“O yx p ”表示泥团的可塑性
