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近年来,大型锻件的正火和淬火,采用快速加热技术取得了一定成效,不仅明显提高其生产效率,而且大大节约能耗。其中,人们最关心的是锻件的内外温差和内应力大小。表10-5所示为三种合金结构钢大锻件快速加热时最大拉应力的理论计算值。表10-6为几种合金钢大锻件快速加热时的内外温差。表10-5    三种合金结构钢大锻件快速加热时最大拉应力的理论计算值       表10-6    几种合金钢大锻件快速加热时的内外温差       从表10-6看出,直径为Φ100~Φ650mm的锻件无论在炉温为850℃,还是960~ 980℃加热,表面与心部温差大部分都在300℃左右,而且出现最大温差的表面温度约为450℃,心部温度为200℃以下,即平均温差为200~ 250℃。尽管如此小的温差和应力值,目前大型锻件的快速加热法在生产中广泛应用仍然受到一定限制。主要原因是:一方面考虑化学成分和组织的不均匀性、内部不同程度地存在缺陷;另一方面考虑大锻件的材料成本和加工费用都很高,势必要考虑更可靠的工艺方案等。    目前,我国生产大锻件的主要工厂已经采用热装炉进行正火、淬火和高温回火加热。形状简单的锻件可采用不经预热而直接装入淬火或正火加热温度的炉中进行“快速加热”。大锻件在电阻炉或燃料火焰反射炉中加热均可。
粉末成形前需要进行一定的准备,即粉末退火、筛分、混合、制粒、加润滑剂等。     退火可以使氧化物还原,降低碳和其他杂质的含量,提高粉末纯度;消除粉末的冷变形强化;稳定晶体结构。采用还原法、机械研磨法、电解法、雾化法等制取的粉末均要经退火处理。此外,为了防止某些超细金属粉末自燃,需要经退火钝化其表面。      筛分的目的是把不同颗粒大小的原始粉末进行分级。一般采用标准筛网制成的筛子来筛分。   混合是指将两种或两种以上的不同成分的粉末混合均匀的过程,而将成分相同而粒度不同的粉末混合称为合批。充填时,粉末颗粒间的空隙越小,制成的压坯质量越好,烧结也容易。     制粒是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序,以此来改善粉末的流动性。粉末流动阻力是由粉末颗粒间直接或间接接触而阻碍其他颗粒自由运动引起的。一般细粉流动性差,而将数个细小颗粒聚集在一起制成小球,即制粒后,粉末的流动性则明显改善。
      粉末冶金工艺过程的第一步就是制取粉末。粉末可以是纯金属、非金属或化合物。机械行业所用粉末一般由专门厂家按规格要求供应。制取粉末的方法多达数十种,其选择主要取决于该材料的特殊性能及制取成本。粉末的一个重要特点是它的表面积与体积之比很大,例如1m3的金属可制成约2×108个直径1μm的球形颗粒,其表面积约6×106m2,可见所需能量是很大的。常用的制粉方法有机械方法、物理方法和化学方法等。      1.机械方法      对于脆性材料通常采用球磨机破碎制粉。另外一种应用较广的方法是雾化法,它是使熔化的液态金属从雾化塔上部的小孔中流出,同时喷入高压气体,在气流的机械力和急冷作用下,液态金属被雾化、冷凝成细小粒状的金属粉末,落入雾化塔下的盛粉桶中。      2.物理方法      常用蒸气冷凝法,即将金属蒸气冷凝而制取金属粉末。例如,将锌、铅等的金属蒸气冷凝便可获得相应的金属粉末。      3.化学方法      常用的化学方法有还原法、电解法等。      还原法是从固态金属氧化物或金属化合物中还原制取金属或合金粉末。它是最常用的金属粉末生产方法之一,方法简单,生产费用较低。如铁粉和钨粉,便是由氧化铁粉和氧化钨粉通过还原法生产的。铁粉生产常用固体碳将其氧化物还原,钨粉生产常用高温氢气将其氧化物还原。      电解法是从金属盐水溶液中电解沉积金属粉末。它的成本要比还原法和雾化法高得多,因此,仅在要求有高纯度、高密度、高压缩性的特殊性能时才使用。      值得指出的是:金属粉末的各种性能均与制粉方法有密切关系。
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