粉末增塑近凈成形技術及致密化基礎理論

內容概要

　　《粉末增塑近凈成形技術及致密化基礎理論》共分為四篇，第一篇為粉末注射成形基礎理論與技術，側重于黏結劑組元有機物的物理化學性質以及各有機物組元的相溶性，黏結劑的設計基礎以及黏結劑與粉末的相互作用力，黏結劑與粉末體混合流變學、模具設計、脫脂及強化燒結原理等關于粉末注射成形中的最關鍵基礎性問題。第二篇為粉末體增塑擠壓成形，區(qū)別于粉末注射成形過程的特殊問題，側重于闡述擠壓過程流變行為分析與控制、成形劑脫除以及擠壓模具設計，重點針對硬質合金棒材的擠壓成形這一最敏感的制備技術進行了詳細分析。第三篇為熱壓力增塑近凈成形技術，包括熱壓、熱等靜壓和低壓熱等靜壓技術，重點分析闡述了幾種技術的理論基礎、設備、工藝過程及應用。第四篇為大壓力下粉末體熱壓力成形技術的理論基礎，包括粉末熱鍛、粉末熱擠壓、粉末熱軋以及熱擠壓等熱增塑致密大變形技術?！　　斗勰┰鏊芙鼉舫尚渭夹g及致密化基礎理論》既可供材料專業(yè)的師生參考閱讀，也可供從事相關專業(yè)的技術人員使用。

書籍目錄

第一篇 粉末注射成形基礎理論與技術1 粉末注射成形原理與技術優(yōu)勢1.1 概述1.2 粉末注射成形基本工藝1.3 技術優(yōu)勢2 注射成形粉末顆粒特征與注射成形粉末制備2.1 粉末顆粒松裝密度2.1.1 影響松裝密度的因素2.1.2 提高松裝密度的方法與途徑2.2 注射成形粉末體的顆粒特征2.2.1 粉末顆粒的粒度2.2.2 粉末顆粒的形狀2.2.3 粉末顆粒的比表面積2.2.4 粉末顆粒間的摩擦2.3 注射成形粉末的制備2.3.1 霧化法2.3.2 還原法2.3.3 羰基物熱離解法3 粉末注射成形黏結劑設計基礎3.1 PIM黏結劑概述3.2 黏結劑設計基本原則3.2.1 復合組元設計原則3.2.2 低分子有機物組元3.2.3 高分子聚合物組元3.2.4 添加劑組元3.3 黏結劑組元的選擇原則3.3.1 PIM對黏結劑組分相容性的要求3.3.2 溶解度參數(shù)3.3.3 Huggins-Flory相互作用參數(shù)3.3.4 相容性測定方法3.4 黏結劑分類及應用舉例3.4.1 蠟基黏結劑3.4.2 油基黏結劑3.4.3 聚醛基黏結劑3.4.4 水溶性黏結劑3.4.5 凝膠水基體系黏結劑3.4.6 丙烯酸基黏結劑3.4.7 熱固性黏結劑3.4.8 油+蠟基多組元黏結劑3.4.9 熱塑一熱固性黏結劑3.5 黏結劑設計舉例3.5.1 油+蠟半固態(tài)黏結劑3.5.2 一種水溶性黏結劑的設計4 粉末顆粒之間及粉末顆粒與黏結劑的相互作用4.1 細粉末顆粒之間的相互作用4.1.1 表面原子的自行調整4.1.2 外來因素的調整4.2 喂料中粉末顆粒的相互作用4.3 喂料中有機物黏結劑與粉末顆粒之間的相互作用4.3.1 重力勢能和浮力勢能4.3.2 吸附層位阻效應引起的作用能4.4 黏結劑與粉末共混的熱力學4.4.1 基本顆粒的分散過程4.4.2 楊氏方程和最小潤濕角4.5 表面活性劑對混合料物理化學性質的影響4.5.1 表面活性劑對粉末顆粒相互作用的影響4.5.2 表面活性劑對黏結劑和粉末相互作用的影響4.5.3 增強表面活性劑的作用5 黏結劑一粉末混合料流變學行為5.1 概述5.2 流體的黏度定義及流體分類5.2.1 牛頓流體5.2.2 非牛頓流體5.3 粉末喂料的流變學行為5.3.1 流場表達式5.3.2 喂料流變測量學5.3.3 PIM粉末喂料的本構方程5.4 粉末喂料流變行為的影響因素5.4.1 粉末裝載量的影響5.4.2 剪切速率的影響5.4.3 黏結劑組成和黏結劑類型的影響5.4.4 表面活性劑、增塑劑等的影響5.4.5 溫度的影響5.4.6 壓力的影響5.4.7 粉末特性的影響5.5 粉末喂料流變行為的標準模型5.5.1 粉末喂料黏度模型必須滿足的基本原則5.5.2 粉末喂料黏度行為的模型化公式5.6 喂料的最佳黏性行為和綜合流變學評價因子5.6.1 喂料最佳黏性行為5.6.2 綜合流變學評價因子6 粉末注射成形充模流動計算機模擬6.1 PIM充模流動計算機模擬概述6.2 PIM充模流動數(shù)學模型分類6.2.1 單相流模型6.2.2 兩相流模型6.3 PIM充模流動數(shù)學模型6.3.1 單流體數(shù)學模型6.3.2 雙流體數(shù)學模型6.3.3 歐拉一拉格朗日數(shù)學模型6.4 粉末喂料流變本構方程的選擇6.5 PIM充模過程的模壁邊界和傳熱邊界條件6.5.1 模壁邊界條件6.5.2 傳熱邊界條件6.6 數(shù)值計算方法6.7 PIM充模過程計算機模擬常用軟件6.7.1 Phoenics軟件6.7.2 F|uent軟件6.7.3 ANSYS軟件6.7.4 ANSYS-CFX軟件6.7.5 STAR-CD軟件6.8 PIM充模過程計算機模擬發(fā)展展望7 粉末注射成形模具設計基礎7.1 注射成形模具組成及設計步驟7.1.1 注射成形模具的組成部分7.1.2 模具設計步驟7.2 模腔尺寸設計7.3 流道系統(tǒng)7.3.1 主流道7.3.2 分流道7.4 澆口7.4.1 澆口的作用和設計原則7.4.2 澆口的形狀和尺寸7.5 分型面7.6 模腔設計7.6.1 模腔數(shù)目設計7.6.2 模腔流道設計7.7 模具排氣7.7.1 模具中氣體的來源7.7.2 模具中容易困氣的位置7.7.3 模具排氣的分類和方式7.8 制品的頂出機構7.9 模具材料的設計7.10 模具加工7.11 模具裝配和試模7.1 2計算機輔助工具在模具設計中的應用8 黏結劑脫脂基礎與方法8.1 引言8.2 脫脂基礎8.2.1 黏結劑的作用8.2.2 黏結劑的熱行為和熱分解特性8.2.3 脫脂缺陷與控制8.3 脫脂方法8.3.1 熱脫脂8.3.2 溶劑脫脂8.3.3 催化脫脂8.4 脫脂過程中碳的控制8.4.1 熱脫脂過程碳的產生8.4.2 熱脫脂過程中的脫碳反應……第二篇 粉末體增塑擠壓成形基礎理論與技術第三篇 粉末熱壓力增塑近凈成形理論與技術第四篇 大壓力下粉末體熱壓力塑性加工成形技術參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：比表面積可以利用氣體吸附法等方法來測定。比表面積可以換算成具有相同比表面積的均勻球形顆粒的直徑，稱為比表面積徑。對于某些粉末體來說，用比表面積來表示粒徑要更容易一些。比表面積無法說明粉末性能、粉末構造或內部構造的特征，因此，它與其他粉末特征參數(shù)一起用以全面地描述粉末的特征。2.2.4 粉末顆粒間的摩擦顆粒問摩擦一般通過粉末流動性與松裝密度來體現(xiàn)。隨著表面積的增加，粉末間的摩擦也增加，從而使得流動性和松裝密度下降。高的摩擦使堆積和充模性能降低，而低的摩擦則產生脫脂過程中坯件的崩塌和形狀難以保持等問題?？梢姡w粒間摩擦在測定流變學、松裝特征和工藝過程中坯件形狀保持等方面是相當重要的。安息角（又稱自然坡度角）是代表顆粒間摩擦的一個常用指數(shù)。它是水平線與從一小孔流出而堆積成的粉末斜面之間的角度。自然坡角越大，則脫脂過程中阻止坯件變形和崩塌的抗力越大，大多數(shù)注射成形粉末的自然坡角應大于55。2.3 注射成形粉末的制備PIM各步工藝與粉末的粒度大小、形狀、表面粗糙程度、顯微結構及化學成分等密切相關，這些粉末特性直接影響了喂料的裝載量和流變性能、脫脂和燒結過程的控制以及制品的最終性能。粉末體的特性又決定于粉末的制備方法，因此粉末制備是注射成形工藝中最基本同時也是十分關鍵的一個步驟。對于不同的材料，應選擇適合材料自身特點的粉末，同時，還應綜合考慮注射成形制品的要求以及制造成本等各方面因素，以達到既能生產出符合要求的粉末又節(jié)省生產成本的目的。目前，適宜于粉末注射成形粉末的粉末制備技術有（氣、水、離心、等離子）霧化法、氧化還原法、羰基熱解法、液相沉淀法、機械球磨法等。2.3.1 霧化法霧化法又稱噴霧法，是制備粉末注射成形粉末最為常用的制粉技術，它是一種依靠擊碎液體金屬或合金制得粉末的方法。由于霧化法僅需克服液體金屬之間的結合力就能使之成為細小粉末，因而與機械粉碎法相比，所消耗的外力較小，能耗低，是簡便經濟的粉末制備方法。霧化法包括：（1）水霧化及氣霧化；（2）離心霧化：包括旋轉圓盤霧化、旋轉電極霧化、旋轉坩堝霧化等；（3）其他霧化方法：等離子霧化、真空霧化等。本小節(jié)內容主要介紹三種最常用于注射成形粉末制備的霧化技術：水／氣霧化、離心霧化以及等離子霧化。

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《粉末增塑近凈成形技術及致密化基礎理論》由冶金工業(yè)出版社出版。

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