粉末冶金原理-黄培云-制粉这章思考题.docx

粉末冶金原理-黄培云-制粉这章思考题 " 制粉这章思考题 1.碳还原法制取铁粉的过程机理是什么影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素 有哪些 答：过程机理：还原过程2334Fe O Fe O FeO Fe ??→??→??→ (热力学) 可认为是CO 的间接还原反应与C 的气化反应的加和反应当只 考虑间接还原反应时，根据Fe-O-C 系平衡气相组成与温度关系 # 图： ①当温度>570℃时，分三阶段还原： 2334Fe O Fe O ??→??→ 浮斯体（34FeO Fe O ?固溶体）Fe ??→ ②当温度570℃，升高温度，34Fe O 还原成FeO 所需一 氧化碳越少，对34Fe O 还原成FeO 有利 T685℃时，固体碳直接还原FeO为Fe 影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素： 原料的影响： ①杂质的影响：如二氧化硅超过一定量，使还原事件延长，并且还原 》 不完全，铁粉中铁含量降低 ②原料粒度的影响：粒度越细，界面面积越大，促进反应。

固体碳还原剂的影响： ①还原剂类型的影响：还原能力：木炭>焦炭>无烟煤 ②还原剂用量影响：主要根据氧化铁含氧量而定 还原工艺条件： ①还原温度和还原时间的影响：随着还原温度的提高，还原时间可以 缩短 ） ②料层厚度的影响：随着料层厚度的增加，还原时间也随之增长 ③还原罐密封程度的影响：密封可使还原充分 添加剂： ①加入一定固体碳的影响：起疏松剂和辅助还原剂的作用 ②返回料（废铁粉）的影响：加入一定量的废铁粉于原料中，可在一 定程度上消除与产生金属相有关的能量 上的困难，缩短还原过程的诱导期，从 而加速还原过程 / ③引入气体还原剂的影响：可加速还原过程 ④碱金属盐的影响：可加速还原过程 ⑤海绵铁的处理：还原退火起到如下作用： 1.退火软化作用，提高铁粉的塑性，改善铁粉的压 缩性 2.补充还原作用增加铁的百分含量 3.脱碳作用，降低碳含量 2.% 3.制取铁粉的主要还原方法有哪些比较其优缺点。

答：还原方法：碳还原法，气体（氢气，分解氨，转化天然气，各种煤气等）还原法， 气体还原法优缺点：①与固体碳还原氧化铁相比，达到同样的还原程度，所 需温度可低一些，所需还原时间可短一些 ②用氢还原氧化铁时，提高压力对还原是有利的，相当 于提高温度来提高还原速度，或者说，当采用高压还 原时，还原温度可以大大降低还原温度低，所得铁】 粉不会粘结成块 ③但氢气还原难度大，成本高，效率低 碳还原法优缺点：①成本低，效率高 ②但碳在还原铁粉时容易发生渗碳 4.发展复合型铁粉的意义何在 答：复合型粉可制造出高密度，高强度，高精度的粉末冶金铁基零部件 . 5.还原法制取钨粉的过程机理是什么影响钨粉粒度的因素有哪些 答：还原机理：钨的氧化物中比较稳定的有四种：黄色氧化钨（α相）-3WO , 蓝色氧化钨（β相）- 2.90WO 紫色氧化钨（γ相）- 2.72WO 褐色氧化钨（δ相）-2WO 总反应：32233WO H W H O ++ 分步反应都是吸热反应，温度升高，平衡常数增加，有利还原。

" 影响钨粉粒度的因素： 原料：①三氧化钨粒度的影响：由钨酸制得的三氧化钨呈不规则 的聚集体，颗粒较细；由仲钨酸铵制得的三氧化钨 颗粒呈针状或棒状，较粗而均匀二氧化钨对钨粉 最终粒度是有影响的就钨粉二次颗粒比较，粗颗 粒三氧化钨还原所得钨粉比细颗粒三氧化钨还原所 得钨粉粗；但粗颗粒三氧化钨还原所得钨粉的一次 颗粒反而细些 》 ②三氧化钨中含水量的影响： 水分过多，钨粉粒度增大，粒度分布不均匀 ③三氧化钨中杂质的影响： 1.不论含量多少均产生不利影响,如Na,Mg,Ca,Si, 氧 化铝 2.当含量较低时，对还原，碳化以及硬质合金性能 影响不太大，但含量增高到一定程度会使钨粉，碳 化钨粉颗粒长大，如氧化铁，As,S; # 3.可以抑制钨粉颗粒长大，如Mo,P 等 氢气：①氢气湿度的影响： 湿度增大，还原不充分，结果钨粉颗粒变粗，钨粉 含氧量也增高另一方面湿度也会导致细钨粉氧化 成气态物质，在沉积到粗粒钨粉上，使细粉减少， 粗钨粉长大。

②氢气流量的影响：增大氢气流量有利于反应向还原方向 进行，有利于排出还原产物水蒸气，使三氧化钨充 传导传热机制： ①熔体喷纺法②熔体沾出法 对流传热机制： ①超声气体雾化法②离心雾化法 17.雾化法可以产生哪些金属粉末为什么 答：雾化法可以制取铅，锡，铝，锌，铜，镍，铁等金属粉末，也可制取黄铜，青铜，合金钢，高速钢，不锈钢等预合金粉末这些金属或合金熔点不是很高 18.有哪些方法可以产生铁粉比较各方法优缺点 答：碳还原法，气还原法，气相沉积法-羰基物热离解法，电解法，雾化法 气体还原法优缺点：①与固体碳还原氧化铁相比，达到同样的还原程度， 所需温度可低一些，所需还原时间可短一些 ②用氢还原氧化铁时，提高压力对还原是有利的，相当 于提高温度来提高还原速度，或者说，当采用高压还 原时，还原温度可以大大降低还原温度低，所得铁 粉不会粘结成块 ③但氢气还原难度大，成本高，效率低 碳还原法优缺点：①成本低，效率高 ②但碳在还原铁粉时容易发生渗碳。

羰基物热离解法：羰基铁粉在化学成分上是各种铁粉中最纯的，但羰基粉末成本很高，而且金属羰基化合物挥发时都有不同程度的毒 性 电解法：所制得的铁粉较纯，电解还可以控制粉末粒度，可以产生超细粉末 但耗电多，成本较高。