1。3。2 混粉
在复合材料制备的过程中,基体材料以及增强体材料要非常均匀的混合在一起。一般来说,混粉的种类有三种:球磨混粉、普通干混以及湿混三种方式。在这混粉的三种方式中,湿混以及普通的干混容易使增强体出现不均匀的现象或者出现一些分层以及大量的团聚等现象。在通常情况下,球磨是使用的较为普遍的混粉方式。即使用研磨罐以及钢球或者陶瓷的小球在转动过程中研磨的粉料以及球磨的内壁的研磨的作用下将原料粉碎并混合均匀。在球磨的过程中,球磨的参数(球磨过程中球料比、球磨所需的时间以及球磨的转速等因素)对材料的性能有着非常重要的影响[13]。
在球磨实验的实验过程中,一些前辈做了许多实验得出了一些准确的结论,张维玉等学者通过高能球磨进行粉末冶金法制备SiC颗粒为增强相切体积分数为15%的铝基复合材料,并研究了球磨的时间、球磨的转速等因素对复合材料的性能以及组织的影响。实验结果表明,球磨的时间和球磨的转速对复合材料的力学性能产生了重要的影响,长时间的高转速球磨使增强相SiC的颗粒在基体中的分布均匀,通过高能球磨制备了AlN的增强相的铝基复合材料,制备的材料的硬度和抗拉强度比基体合金增加了许多,并且随着增强相的含量的增加,材料的强化效果更加明显[14]。
因此,混料的的好坏,对后续的加工也会产生重要的影响,比如,对试样的压制过程和最终得产品质量。所以,我们对混料过程要引起足够的重视。
1。3。3 压制成形
粉末冶金的第二阶段的工序是压制成形,压制成形就是使金属粉末在压力的作用下压制成具有一定的形状、强度、尺寸以及孔隙度的工序过程。
成形包括特殊成形和普通模压成形两种成形方法,模压成形就是把金属粉末或者混合粉末通过钢制模具在一定压力下压制,卸压后,把试样在从模具中压出来。在这个压制过程中,可能也会出现一些问题,在压制过程中粉末之间、粉末与模具之间由于存在摩擦力,使压制过程中力的分布以及传递过程中可能出现受力不均匀的现象,由此可能引起试样的各个部分的强度以及密度不均匀,因此,这些原因在压制中会带来一些影响[15]。文献综述
压制就是把粉末在一定的模具内,施加合适的外力,使粉末压制成为具有所要求的尺寸、形状和致密度的试样。在模具中加入一定量的粉末,用压力机对其进行压制,粉末颗粒之间会发生相对滑动,在滑动过程中粉末颗粒会充填空隙,使松散的粉末的体积减小。试样的密度会迅速提高,粉末在受到压力时会向各个方向流动,因此会使模具的内腔受到垂直于模壁的侧面压力。这就会使粉末与模具的内壁之间产生摩擦力。这个摩擦力的存在可能会使试样在压制过程中出现受力不均匀的现象。在靠近模具中心的部分,压力会很大,相反压力会逐渐减少。因此由于这种压力的分布的不均匀,导致了试样的密度的分布出现不均匀的特点。当使用单向的方式进行压制时,试样体的变形不仅要依靠颗粒本身形状发生的改变,最主要的是要依靠粉末颗粒之间的滑动和粉末空隙之间的变化在受到压力的时候,首先会出现的是滑移,在粉末颗粒不仅会发生滑移,还会出现变形。粉末颗粒发生的变形有三种形式,弹性变形、塑性变形以及脆性断裂。在外加的压力不大的的情况下,去除外力后粉末颗粒能恢复原来的形状的为弹性变形;当压力超过一定值时,形状不能恢复的为塑性变形。当压力超过一定的强度极限时,粉末颗粒会发生粉碎性破坏的为脆性断裂。铝基粉末在压制时发生的是塑性变形是因为Al有较好的塑性。