金属室温挤压成形中的流动规律—南理工
Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
金属室温挤压成形中的流动规律
班级：02
学号：9
姓名：安志恒
南京理工大学
材料科学与工程学院
2016．5. 30
1.实验目的
（1） 掌握挤压变形过程中金属流动规律的一般测量方法。
（2） 学会分析考察轴对称挤压时金属流动区域的特性和产生原因。 （3） 学会计算金属沿挤压轴向的应力、应变值，并绘制其分布图。 （4）
学会分析考察变形过程挤压力的变化情况，掌握测量挤压时挤压
力的一般测量方法。 （5）
了解挤压模具模孔设计不当，可能引起金属出模孔时发生弯曲等
的原因。
2.实验原理
研究金属在挤压时的挤压力变化规律是非常重要的，因为挤压制品的组织性能、表面质量、形状尺寸和工模具的设计原则都与其密切相关。影响挤压力的因素有：金属材料的变形抗力、摩擦与润滑、温度、工模具的形状和结构、变形程度与变形速度等。挤压力的变化规律如图1所示。
图1 挤压力随着挤压轴行程变化
研究挤压时金属流动规律的实验方法有很多种：如坐标网格法、观察塑性法、金相法、光塑性法、莫尔条纹法、硬度法等，其中最常用的是坐标网格法。多数情况下，金属的塑性变形是不均匀的。若将变形体分割成无穷多的单
元体，如果单元体足够小，则可近似认为是此单元体发生的是均匀变形。因此可借均匀变形理论来解释不均匀变形过程，此即为坐标网格法的理论基础。此法中，网格应尽可能小，但考虑到单晶体的各向异性的影响，一般取边长为
5mm，深度为1～2mm。
坐标网格法是研究金属塑性变形分布应用最广泛的一种方法，其实质是把模型毛坯制成对分试样，变形前在试样的一个剖分面上刻上坐标网如图2所示。变形后根据网格变化计算相应的应变，也可由此得到应变分布。坐标网可划成正方形或圆形，其尺寸根据坯料尺寸及变形程度确定，一般在2~10mm之间。图3为挤压成形后纵剖面的网格变化情况。
图2 挤压之前剖分面上的坐标网格
图3 挤压后剖分面上的坐标网格，坐标原点可以设在左下角，以使最终应变分布曲线分布在第一象限
图4为金属挤压变形后单元坐标网格的变化。如图4a 所示，在正方形坐标网格内刻有内切圆。若变形时坐标面上无剪应力，则正方形变成了矩形，内切圆变成了内切椭圆（图4b ），椭圆轴的尺寸和方向反映了主变形的大小和方向（即主轴的方向）。
若坐标面上作用有剪应力，则正方形变成了平行四边形，内切圆变成了内切椭圆，切点不在椭圆的顶点（图4c ），椭圆的轴与新的主应力方向重合，只要测出变形后椭圆的尺寸r 1、r 2，便可按照下式计算应变ε1和ε2，即
22011ln ;ln
r r
r r ==εε （1） 如果r 1、r 2难以测准，则可测量平行四边形的边长a 1，b 1和剪切角γ，然后由下面关系式换算出r 1和r 2，即
212122*********])sin ([21])sin ([21b a b a b a r -+++=
γγ （2） 212122*********])sin ([21])sin ([21b a b a b a r -+-+=
γ
γ （3） 依次测量挤压成形后试样纵剖面不同结点位置平行四边形的边长a 1，b 1和剪切角γ，代入上述表达式（1）,（2）和（3）即可获得该结点对应的应变，然后依次对结点进行计算，最后画出金属挤压成形的应变分布图。
(a) (b)
(c)
图4 单元坐标网格变形情况（a）变0形前（b）无剪应力变形后（c）有剪应力变形后，其中实线框为剪应力较小的情况，虚线框为剪应力较大的情况3.实验设备、材料
实验设备
此实验主体设备为YJQ-500B金属卧式正向挤压机，最大主缸压力500吨，能够进行室温及加热条件下的棒材和管材挤压等操作。
图5 YJQ-500B卧式挤压机外观
模具：金属正挤成形专用模具，挤压筒入口直径80mm，出口直径30mm
实验材料
工业纯铅，Φ78×70 mm·mm; 润滑剂选用石墨与二硫化钼的机械混合物。
4.实验内容与步骤
（1）选取一套剖分好的纯铅试样，测量并记录实际试样尺寸。
（2）将试样分开并进行拍照，对原始坐标网格进行计算。
（3）用粉笔灰对坐标网格进行填充，以便清晰反映变形流线。
（4）将样品放入卧式挤压机挤压筒内。
（5）安装好挤压模具。
（6）开机，接通挤压机主电源，5秒内打开电机开关。合模、挤压杠进，对剖分试样进行室温挤压变形。当挤压杠前进位置接近限位开关时完成挤压变形。挤压杆退，开模、停电机、断开电源，分步操作。最后对变形后试样进行剪切。
（7）对纯铅棒中心剖面的网格进行拍照、计算并分析前后的变化。
5.实验注意事项
（1）自备相机、直尺等。
（2）准备彩色粉笔末
（3）遵守实验室规章制度，安全规范操作。
（4）不能穿拖鞋进实验室。
6.实验报告
挤压前后剖分试样及流动规律
图6 挤压前剖分试样
图7 挤压后剖分试样
金属流动规律：正挤压时材料的流动方向与施力方向相同，金属坯料与挤压筒壁之间的滑动存在摩擦力。正挤压时的材料流动一般可分为如下三个阶段：
（1）开始挤压阶段坯料受轴向比力后，首先使坯料填满挤压筒和模孔，挤压力直线上升．
（2）基本挤压阶段在轴向力继续作用下，坯料的任一断面上的各质点，均以相同速度或以—定的速度差进入变形压缩锥。坯料的外层流出模口后,仍处于制件的外层，而不会流入制件的中心。靠近垫片和模子角落处的坯料不流
动，形成死区。挤压时，变形区内的坯料呈三向应力状态，即轴向压应力、径向压应力和周向压应力。
（3）终了阶段是指挤压筒内坯料长度小到接近变形区压缩锥的高度时。此时压力重新升高，外层坯料向中心急潮流动，“死区”的积料也开始流向模孔，形成“挤压缩层”的。
定量计算
问题、意见与建议
实验中，可以考虑通过蘸取荧光液对样品网格进行标记，同时人工取样品耗时耗力，建议可以反向取样来达到目的。
7．思考题
1、金属在室温进行挤压变形时，哪些因素会影响金属的流动请分别进
行描述。
（1）摩擦与润滑的影响：用表面粗糙磨损的挤压筒内衬挤压时，金属流动不均匀；无润滑挤压时，产生很大的摩擦阻力，变形扩展很深，金属流动不均匀；润滑挤压时，摩擦阻力小，变形区在模子附近，金属流动较均
匀；挤压管材时，锭坯中心部分受穿孔针摩擦力和冷却作用，降低了其流动速度，挤压管材时比挤压棒材金属流动要均匀。
（2）锭坯温度与挤压筒温度的影响：对多数金属，如黄铜等，随着锭坯温度升高，摩擦系数增大，金属流动不均匀。由不同合金的导热性不同，纯铜的导热系数较高,锭坯内外层金属的温差较小，使变形抗力接近一致。而导热性低的合金,锭坯断面上温度若分布不均匀，金属的变形抗力也不同。
温度的改变，使合金可能发生相变，影响金属流动的均匀性。挤压筒温度升高，金属流动趋于均匀。因为挤压筒温度升高，使锭坯内外层温度差减小，挤压时金属内外层变形抗力趋于一致,使得挤压过程中的金属流动均匀。对传热系数低的金属，锭坯径向上的温度分布和硬度分布都很不均
匀，其金属流动不均匀程度严重。
（3）挤压工具形状和结构的影响：挤压生产时,最常用的挤压模具有两种类型:平模和锥模。模角增大挤压时死区高度增大，金属流动间的摩擦作用增
大,当模角增大到90°时，金属流动最不均匀，所以,锥模挤压时要比乎模挤压时金属流动均匀。
（4）变形程度与挤压速度的影响：变形程度增加时，锭坯中心层与表层金属的流动速度差增加，金属流动的均匀性下降。金属流出速度与延伸系数成正比例增加，一般是挤压速度大，金属不均匀流动加剧，由于挤压速度大来不及软化，从而加快了加工硬化，使金属塑性降低。此外，挤压速度的提高，增加了变形热效应，使锭坯温度升高,有可能进入高温脆性区，降低了金属加工塑性。（5）金属强度特性的影响：强度高的金属比强度低的金属流动均匀，对同一种金属，低温时强度高，其金属流动要比高温时的均匀。
2、对本实验中可能造成误差的各个因素进行分析与讨论，提出改善误差的方法与手段等。
造成误差的因素可能有：在使用网格法时，用粉笔涂抹网格造成的模糊，以及网格的本身有一定的宽度，使得在标定变形流线时出现误差。
第2课时金属活动性顺序 课标要求 【教学目标】 1.知识与技能 (1)通过实验判断金属的活泼性程度。 (2)通过对金属活动性顺序的学习，能对有关的置换反应进行简单的判断，并能用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。 2.过程与方法 (1)课堂中，教师组织、引导和点拨，学生通过实验探究和讨论交流，认识金属的活动性顺序。 (2)初步学会运用观察、实验等方法获取信息、能用化学语言表达有关信息。 (3)初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息加工使学生逐步形成良好学习习惯和方法。 3.情感态度与价值观 (1)通过金属与金属化合物溶液的对比实验，初步形成仔细观察实验现象的习惯，建立从细微实验现象差别分析得出实验结论的意识。 (2)“真假黄金饰物”的鉴别，使学生体会到化学从生活中来，到生活中去的学习价值，激发学生学习化学的兴趣，培养学生的合作意识。 【教学重点】 金属活动性顺序。 【教学难点】 1.对金属活动性顺序的初步探究。 2.金属活动性顺序的应用。 【教具准备】 锌片、铁丝、铜丝、铝丝、CuS0 4溶液、AgN0 3 溶液、NaCl溶液、Al 2 （S04) 3 溶液、 试管(若干）等。 教学过程 【复习导入】 上节课我们学习了金属与氧气的反应，金属与酸的反应以及置换反应的概念，现在让我们通过一组实验来探究金属与盐溶液的反应。 【活动与探究】 请同学们分组完成课本P 11～P 12 实验，并记录好反应现象。 通过上述实验我们发现什么问题？（用化学方程式描述实验结果）【交流回答】
根据上述反应，同学们能否得出铜、铝、银的金属活动性顺序？ 【得出结论】 金属活动性:A1>Cu>Ag 【归纳总结】 经过了许多类似上述实验的探究过程，人们进行认真的去伪存真，由表及里的分析，归纳总结出了常见金属的活动性顺序： 在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。同学们是否发现:金属活动性顺序中为什么有氢的位置，有何作用？金属活动性顺序在化学学习和研究中有何重要应用呢？ 【交流回答】 排在氢前的金属能置换出酸中的氢，生成氢气，而排在氢后的金属不能置换出酸中的氢（即不反应）。 【复习提问】 我们已经知道:金属能跟金属化合物溶液反应，是否所有金属都能与金属化合物溶液反应呢？金属与金属化合物溶液反应应满足什么条件？下面请同学们利用手中仪器和药品完成下列实验探究活动：探究金属与金属化合物溶液的反应。【活动与探究】 实验目的:探究金属是否都能与盐溶液反应。 实验用品:锌片、铁丝、铜丝、CuS0 4溶液、AgN0 3 溶液、NaCl溶液、试管（若干） 实验要求:取3支试管，分别加人一小片锌片、铁丝、铜丝然后分别加人CuS0 4 溶液，AgN0 3 溶液，NaCl溶液，仔细观察并记录实验现象，填写实验报告。 【提出问题】
毕业设计（论文）开题报告 题目旋转摩擦焊过程金属流动行为的分析专业名称焊接技术与工程 班级学号- 学生姓名- 指导教师- 填表日期2010 年 3 月29 日 一、选题依据及意义 惯性摩擦焊基本上是在恒定的焊接压力作用下，通过焊接表面摩擦，把预先贮存在飞轮中的动能转化为热能，使焊件加热，并在飞轮和焊接压力的联合作用下把两个焊件牢固地焊接在一起，同时使飞轮一主轴停止转动。惯性摩擦焊接过程实际上是一个热加工过程,其特点不仅表现为加热温度高(高达1200 ℃以上) 、加热速度快(1300 ℃/ s)、焊接时间短(整个焊接过程在3s之内完成)[1]。这种焊接工艺主要具有以下优点：焊接质量高、稳定、可靠；焊件尺寸精度高；具有广泛的可焊性；耗能低，节能效果显著，节约原材料；焊接过程环保；生产效率高[2]。 虽然惯性摩擦焊有上述的优势，但是焊缝接头和热影响区(HAZ)冲击韧性却远远低于母材。对于现如今要求焊缝有很好的综合性能是满足不了的，为了研究这方面的不足，现在主要从控制母材的合金过度和优化惯性摩擦焊的工艺参数入手。这两个方面都与金属在惯性摩擦焊过程中的塑性流动有关，因此研究焊接过程中金属的塑性流动对提高焊接接头的综合力学性能有很大的指导作用。 在焊接过程中，焊接接头金属虽然没有达到熔点，但是接头处金属已经达到塑性状态，在这个过程中金属会发生再结晶过程。在本文中主要通过在45#中插入标记材料如（纯铁丝），分别应用不同的焊接参数进行惯性摩擦焊。焊后将焊接接头制作成切片，分析出金属的流动过程。通过了解这个流动过程，对不同物理化学性能焊接材料制定焊接工艺具有指导意义，同时可以填补摩擦焊焊接接头金属流动分析的空白。 二、国内外研究现状概况及发展趋势 摩擦焊是一种现代金属固相热压焊方法，即把两种焊件的结合面作相对高速运
垃圾焚烧中重金属污染物的迁移和分布规律 摘要：城市生活垃圾成分复杂，并且焚烧过程中会产生重金属的二次污染，是城市垃圾处理中最难解决的问题。对此，从垃圾重金属的来源，重金属在垃圾焚烧过程中的迁移和转变特性，以及重金属在焚烧过程中迁移分布的影响因素等方面进行研究。研究认为，重金属在焚烧炉中的最终分布除了受本身特性(蒸发压力和沸点)影响外，还与原生垃圾组成以及焚烧环境有关。 关键词：垃圾焚烧；重金属；污染物迁移；污染物分布规律 随着经济发展和城市化进程的加快，城市生活垃圾对环境造成的污染已经成为全球瞩目的问题。与填埋、堆肥等其它垃圾处理方法相比较，焚烧法垃圾处理技术具有如下优点：(1)大幅减少垃圾体积和重量；(2)处理速度快、储存期短；(3)回收能量用于供热、发电；(4)就地燃烧无需长距离运输；(5)通过合理组织燃烧及尾气处理实现清洁燃烧等[1]。焚烧法垃圾处理技术已成为我国部分城市处理生活垃圾的首选技术。由于原生垃圾中含有不等量的各类金属废弃物如各种金属制品、电池等，其中所含的重金属(如汞、铅、镉、铬、铜、锌、锰等)在焚烧过程中将发生迁移和转化，富集于直径小于1μm的飞灰颗粒中。由于常规的颗粒捕集设备对小颗粒飞灰捕集效率很低，这些富集了有毒重金属的细小颗粒将被排放到大气中，最终被人类呼吸。焚烧炉底灰、除尘设备飞灰、炉壁残留灰以及洗涤塔所产生的污水中也都可能含有重金属，由于重金属的渗滤特性，其中的重金属也会进入环境而造成二次污染。 随着人民生活水平的提高，人们越来越重视生态环境的改善，从垃圾焚烧工业兴起至今，许多国家相继对焚烧炉烟气中重金属等的排放作了严格的限制，且要求越来越严格。表1为现今国内外垃圾焚烧烟气排放重金属控制标准。 表1各国生活垃圾焚烧重金属污染物排放标准[3～5]mg/m3(标准状态) Floyd Hasselriis[6，7]等人在对典型垃圾组分中重金属含量测定后指出，即便是去除了明显易生成重金属污染的垃圾源，焚烧后仍将有大量有毒重金属存在；另一方面，
一文看懂金属注射成型（MIM）常用材料 一金属注射成型简介 金属注射成型（Metal Injection Molding，MIM）是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。该技术是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。 其基本工艺过程是：将各种微细金属粉末（一般小于20μm）按一定的比例与预设粘结剂，制成具有流变特性的喂料，通过注射机注入模具型腔成型出零件毛坯，毛坯件经过脱除粘结剂和高温烧结后，即可得到各种金属零部件。流程图如下：二理想的MIM金属粉末什么样？ 粉末粒度、振实密度和颗粒形状是决定粉末能否成功用于MIM工艺的关键性能指标。MIM工艺要求原料粉末很细(～10μm) , 以保证均匀的分散度、良好的流变性能和较大的烧结速率。金属粉末微观结构（*2500倍） 理想的MIM 用粉末为：粉末粒度2～8μm ；松装密度 40 %～50 % ；振实密度50 %以上；粉末颗粒为近球形、比表面大。目前，MIM金属粉末原料包括铁、镍、钛、不锈钢、贵金属、超合金等多种材料。同时更在向多样化发展，例如结构材料、功能材料、磁性材料等。生产MIM粉末的方法主要有：羰基法、超高压水雾化法、高压气体雾化法、
等离子体雾化法以及层流雾化法。不同的粉末制备技术对粉末的粒度、颗粒形状、微观结构、化学性质、制造成本等都有不同的影响。 雾化制粉图片来源Lemtech MIM金属粉末相关企业如下：Sandvik(山特维克)Epson ATMIX日本太平洋卡彭特特种金属(常熟)有限公司湖南恒基粉末科技有限责任公司江西悦安超细金属有限公司中泰合金材料有限公司江苏天一超细金属粉末有限公司广州有色金属研究院晋江市中和特种粉末材料公司浙江泰堡金属制品有限公司玉溪大红山矿业有限公司粉末冶金科技分公司苏州豪昇粉末五金制品有限公司深圳威泰克斯粉末冶金股份有限公司深圳市铂科新材料股份有限公司大陆塑天实业有限公司昆山纳诺新材料科技有限公司晋江市中和特种磁性材料有限公司湖南宁乡吉唯信金属粉体有限公司飞而康快速制造科技有限责任公司秦皇岛市雅豪新材料科技有限公司东莞市顶鑫不锈钢公司石家庄利德粉末材料有限责任公司湖州慧金材料科技有限公司大同特殊钢(上海)有限公司广东鸿海金属材料有限公司安泰科技粉末与制品分公司东莞市酬勤包装制品有限公司绵阳西磁新材料有限公司………… 三MIM如何选择粘结剂？ 图：小尺寸工件对粘结剂稳定性的要求越来越高图片来源Makepolo
金属注射成型综述要点
河南工程学院 《机械工程材料与成形工艺》考查课 专业论文 金属注射成型 学生姓名： 学院： 专业班级： 专业课程： 任课教师： 201 年月日
摘要 金属注射成形(Metal Injection Molding,简称MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术,众所周知,塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制高、耐磨性好的 制品，近年来，这一想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。这种新的粉末冶金成形方法称为金属注射成形。金属注射成形的基本工艺步骤是：首先是选取符合MIM要求的金属粉末和粘结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和粘结剂混合成均匀的喂料，经制粒后在注射成形，获得的成形坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。 关键词：金属注射成形粘结剂脱脂烧制
一、金属粉末注射成型的发展现状及现状 1. 国外概况 金属粉末注射成型工艺技术的开拓者是美国的Parmatech公司。该公司的航天燃料专家Wiech博士于1973年发明了MIM技术。以Riverst和Wiech于70年代发明的专利为起点，开始了金属粉末注射成形技术。Parmatech于70年代末注射成型铌火箭喷嘴获得MPIF 奖。但由于该技术的独特优点和先进性，被美国列为不对外扩散技术加以保密，直到1985年才向全世界公布这一技术，而在这期间美国国内的MIM技术得以成熟并迅速发展形成产业化。该项技术向世界披露后得到世界各国政府、学术界、企业界的广泛重视，并投入了大量人力物力和财力予以开发研究。其中日本在研究上十分积极而且表现突出，许多大型株式会社参与了MIM技术的工业化推展。目前日本有四十余家企业从事MIM制品的生产，每家公司的利润都十分可观。2000年世界粉末冶金会议在日本召开，并专门设立了MIM技术论坛。继日本快速发展之后，台湾、韩国、新加坡、欧洲和南美的MIM 产业也雨后春笋般的发展起来，其中德国的BASF公司以其独特的黏结剂配方成立了专门的MIM产品喂料生产线，在全世界范围内进行技术辅导和喂料的销售，获得了较大的商业利润。 德国BASF公司的Bloemacher于90年代初开发的MIM工艺成为MIM实现产业化的一个重大突破。它采用聚醛树脂作为粘结剂,并在酸性气氛中快速催化脱脂,不仅大大缩短了脱脂时间,而且这种催化脱脂能在低于粘结剂的软化温度下进行,避免了液相的生成,有利于
金属活动性顺序知识小结及记忆口诀 1. 熟记一个规律： 金属活动性强弱的顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au {谐音记忆：嫁给那美女，心铁（了）喜欠情，（欠了多少？）统共一百斤} 分析： 在金属活动性顺序中， 金属的位置越靠前， 金属原子在水溶液中就越容易 失去电子变成离子，它的活动性就越强；越靠后的金属活动性越弱 2. 掌握两种应用：（“前置后”） （1）判断金属与酸反应。排在氢前面的金属能置换出酸中的氢生成氢气，而排在氢后面的金属则不能置换出酸中的氢。例如：实验室制氢气 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ （2）判断金属与某些化合物（盐）的反应。排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的化合物（盐）溶液中置换出来。例如：曾青得铁 Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu 3、注意三个要点: （1）适用范围 金属活动性顺序仅适用于在水溶液中的反应，超出此范围则不一定适用。（2）判断金属跟酸反应时的要点 ①酸：这里的酸一般是指稀硫酸、稀盐酸等非氧化性强酸，不包括浓硫酸 和硝酸等强氧化性酸。 ②金属：铁与酸（如稀硫酸、稀盐酸）反应，生成+2价的亚铁盐。 （3）判断金属跟盐反应时的要点 ①盐：盐必须是可溶的，因为金属与盐的反应必须在溶液中进行。 ②金属：铁与盐或酸的反应，生成+2价的亚铁盐。K Ca Na太活泼易与水 反应，不与酸、盐发生置换反应； 4、记忆口诀：（知识小结，朗朗上口，便于记忆） 钾钙钠镁铝，锌铁锡铅（氢），铜汞银铂金。 和酸来反应，氢后难进行，稀酸常用盐酸和硫酸； 和盐液反应，前金换后金，盐需溶于水； 特殊情况要记牢，单质铁变亚铁盐，钾钙钠，不可行。
第十八章 金属塑性变形与流动问题 基本要求： 1． 理解最小阻力定律、不均匀变形、附加应力和残余应力、塑性成形中摩擦与润滑等概念 2． 定性分析金属塑性变形与流动对工艺和模具设计以及质量的影响 第一节 金属流动方向——最小阻力定律 金属的塑性流动方向可应用最小阻力定律进行判断。最小阻力定律由前苏联学者古布金（С.И.Губкин）于1947年将它表达为“当变形体质点有可能沿不同方向移动时，则物体各质点将沿着阻力最小的方向移动”。 最小阻力定律是力学的普遍原理，可以定性地用来分析质点的流动方向，或调整某方向阻力来控制金属的流动。例如，粗糙平板间矩形断面棱柱体镦粗时，由于接触面上质点向四周流动的阻力与质点离周边的距离成正比，因此离周边的距离愈近，阻力愈小，金属质点 必然沿着这个方向移动。该方向恰好是周边最短法线方向， 因此可用点划线将矩形分成两个三角形和两个梯形，形成 四个流动区域，如图18-1所示。点划线是流动的分界线， 线上各点至边界的距离相等，各个区域内的质点到各边界 的法线距离最短。这样镦粗后，矩形断面将变成双点划线 所示的多边形，继续镦粗，断面周边变成椭圆直至变成圆 为止。以后各质点将沿着半径方向移动。由于相同面积的任何形状，圆形的周边最小，故最小阻力定律在镦粗中也 称为最小周边法则。再例如，平砧间拔长是使 其截面逐渐减小而长度增加的工序，其实质是 沿坯料长度方向的逐次镦粗，如图18-2。当坯 料送进量小于料宽时，金属轴向延伸大于横向 展宽，拔长效率高，如图18-2a ，反之采用图 18-2b 的送进方式，展宽量大于延伸量，拔长 效率低。 关于调整阻力控制金属流动的实例很多， 例如开式模锻，如图18-3，增加金属流向飞边 的阻力，以保证金属充填型腔；或者修磨圆角 r ，减小金属流向A 腔的阻力，使A 腔充填饱满。又例如，在大型覆盖件拉深成形时，常常 要设置拉延筋，用来调整或增加板料进入模具 型腔的流动阻力，以保证覆盖件的成形质量。 金属在塑性变形时遵循最小阻力定律和体积不 变条件，据此可以大体上确定出塑性成形时金属流动 模型，进而可以合理地制定成形工序、设计成形模具、 分析成形质量。因此，最小阻力定律在工艺分析中得 到了广泛的应用。 图18-2 平砧拔长坯料的变形a ） b ）
有关金属活动性顺序表应用
有关金属活动性顺序表应用的常见题型解析 一、考查的方式： 金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用，其应用在中学化学中占有重要地位，是中考考查的重点内容。考查的方式和题型大致有以下几种： （1）、判断在溶液中的反应能否发生； （2）、根据几种不同金属与酸溶液、盐溶液反应的现象，判断金属的活动性顺序；（3）、设计实验，验证金属的活动性顺序； （4）、根据不同金属与酸反应的图像关系，判断金属的活动性顺序并比较相对原子质量的大小； （5）、给出金属与盐溶液的反应，判断滤液滤渣的成分； （6）、应用金属活动性顺序，对工业废水进行回收金属的处理； 二、对于金属活动性顺序，应从下面几个方面加以理解： 1.金属与酸发生反应 (1）在金属活动性顺序中排在（H）前面的金属，可以与酸反应，放出氢气。 （2）这里的酸溶液不能是强氧化性的酸（如浓硫酸、硝酸等） （3）K、Ca、Na除与酸反应外，还能与水在常温下发生置换反应，其余金属则不能。2．金属与盐（溶液）发生置换反应 （1）在金属活动性顺序中只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与H的位置无关。但K、Ca、Na等金属例外，由于它们过于活泼，与盐溶液不发生置换反应，而是先与溶液中的水发生反应。 （2）参加反应的盐，必须能够形成溶液，也就是说，盐不能是难溶于水的物质，如Cu和难溶于水的AgCl就不能发生反应，尽管铜的活动性强于银。
（3）如果某盐溶液中含有几种金属离子，向其中加入某一金属且加入的金属活动性最强， 最先发生的反应，根据其规律，应认为金属和活动性最弱的那一种金属的阳离子最先发生反应。 有关金属活动性顺序表的考查是历年来中考命题的热点，但也是一个难点。现将中考化 学中的有关考题加以整理，供同学们参考。 三、题型： 1、金属活动性强弱的推断 例1．（恩施中考题）对甲、乙、丙三种金属活动性的实验研究过程如下：(1）取大小 相等的三种金属片，分别放入CuSO 4 溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有现象。（2）取大小相等的甲、丙两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，甲、丙表面都产生气泡，但甲产生气泡的速度明显比丙的快。则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是（）A．甲>丙>乙 B．丙>乙>甲 C．甲>乙>丙 D ．丙>甲>乙 例2．（咸宁市中考题）有X、Y、Z三种金属，如果把X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应；把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化。根据以上实验事实，回答下列问题： （1）X、Y和Z的金属活动性由强到弱的顺序为； （2）举出符合上述金属活动性顺序的三种常见金属(写化学式）；并写出在Z 表面有银析出反应的化学方程式。 2、金属活动性强弱的验证 例3．（黄石市中考题）某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序，设计了四 种方案：①将Zn、Cu分别加入到FeSO 4溶液中；②将Zn、Cu分别加入到ZnSO 4 溶液中；③ 将Zn分别加入到FeSO 4、CuSO 4 溶液中；④将Fe 分别加入到ZnSO 4 、CuSO 4 溶液中（） A．①或④ B．①或② C．②或③ D．③或④
土壤重金属Cd迁移规律概述 引言 近年来，随着经济和生产的飞速发展，现代工农业的迅速成长，人口急剧增长，人们的生活水平不断提高，环境污染物的排放与日俱增，环境污染和生态破坏给土壤带来了严重的污染，土壤中重金属积累不断的加剧，而且重金属相对稳定并难降解。其次工矿企业的发展导致对矿产资源的过度开采使得重金属土壤污染日趋严重，一些地方生产的粮食，蔬菜，水果等食物中的重金属含量超标或接近临界值。这些农产品的重金属能够通过食物链在人或动物体富集，成为人类生命健康的潜在威胁，清除土壤中的重金属污染，已经是社会一个十分关注的问题。2014年4月18日，环保部、国土部两部门联合发布土壤污染状况调查公报。公报显示，全国土壤总的超标率为16.1%，污染类型以无机型为主，其中排名前三的无机污染物依次为镉、汞、砷。其中镉的毒性较大，1817年，德国的F．Stromeyer 从不纯的氧化锌中分离出褐色粉，使它与木炭共热，制得镉。由于发现的新金属存在于锌中，就以含锌的矿石菱锌矿的名称Calamine命名它为Cadmium，元素符号定为Cd【我国农田土壤镉污染现状及防治对策】。镉(Cd)是生物毒性最强的重金属元素，在环境中的化学活性强，移动性大，毒性持久，容易对人和周围环境造成极大的危害，会对呼吸道产生刺激，长期暴露会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑或渐成黄圈，对人体具有三致(致病、致癌、致突变)作用【1-2】，能诱发肾衰变、关节炎、癌症等病。长期食用遭到镉污染的食品，可能导致“痛痛病”。世界卫生组织(2003)和美国环保局(1994)规定人体Cd的最大允许摄人量(ADI值)均为1 μg·kg-1·d-1【3】。20世纪初发现镉以来，镉的产量逐年增加。镉广泛应用于电镀工业、化工业、电子业和核工业等领域。镉是炼锌业的副产品，主要用在电池、
1 一、MIM 概念及工艺流程 金属粉末注射成形是传统粉末冶金技术与塑料注射成形技术相结合的高新技术，是小型复杂零部件成形工艺的一场革命。它将适用的技术粉末与粘合剂均匀混合成具有流变性的喂料，在注射机上注射成形，获得的毛坯经脱脂处理后烧结致密化为成品，必要时还可以进行后处理 生产工艺流程如下 配料→混炼→造粒→注射成形→化学萃取→高温脱粘→烧结→后处理→成品 二、MIM 技术特点 金属粉末注射成形结合了粉末冶金与塑料注射成形两大技术的优点，突破了传统金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制，同时利用塑料注射成形技术能大批量、高效率生产具有复杂形状的零件：如各种外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉通孔、盲孔、凹台、键销、加强筋板，表面滚花等 ·MIM 技术的优点 a.直接成形几何形状复杂的零件，通常重量0.1~200g b.表面光洁度好、精度高，典型公差为±0.05mm c.合金化灵活性好，材料适用范围广，制品致密度达95%~99%，内部组织均匀，无内应力和偏析 d.生产自动化程度高，无污染，可实现连续大批量清洁生产 ·MIM 与精密铸造成形能力的比较 ·MIM 与其他成形工艺的比较
三、MIM常用材质 四、几种MIM材料的基本性能 五、MIM产品典型应用领域 航空航天业：机翼铰链、火箭喷嘴、导弹尾翼、涡轮叶片芯子等 汽车业：安全气囊组件、点火控制锁部件、涡轮增压器转子、座椅部件、刹车装置部件等 电子业：磁盘驱动器部件、电缆连接器、电子封装件、手机振子、计算机打印头等 军工业：地雷转子、枪扳机、穿甲弹心、准星座、集束箭弹小弹等 日用品：表壳、表带、表扣、高尔夫球头和球座、缝纫机零件、电动玩具零件等 机械行业：异形铣刀、切削工具、电动工具部件、微型齿轮、铰链等 医疗器械：牙矫形架、剪刀、镊子、手术刀等 六、适合材质 不锈钢Fe合金Fe-Ni-Co合金钨钛合金工具钢高速钢硬质合金氧化铝氧化锆 2
谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征 （武汉大学） 一，前言 铅是一种重金属，由铅组成的盐类大部分是不溶于水的，当水体中铅的浓度达到一定范围时就会对人体、渔业、农业灌溉等等都会产生极大的危害，铅在人体内富集可以使铅中毒。伴随着社会上出现的一系列铅污染问题，例如儿童铅中毒、孕妇铅中毒等，科学家对铅的了解和研究进一步的加深。水圈与大气圈和岩石圈共同组成了生物圈，可见水环境的重要，铅在水体中的迁移与转化也必然随之成为社会的焦点问题。 二，铅在水体中的存在形态 关于铅元素在水体中的存在形态，一般按其总量分为“可溶态”和“颗粒态”，一些+2价铅和+4价铅离子都是可溶态的，可溶态的铅毒性较大，可以为人、生物直接吸收，储积性强。悬浮物和沉积物中的铅是颗粒态的。 三，铅在水体中迁移转化的类型和规律 和其他重金属一样，铅在水体中不能为生物所降解，只能产生各种形态之间的相互转化、分散和富集，这就是铅的迁移与转化，按照其运动的形式可以分为机械迁移转化、物理化学迁移转化、生物迁移转化。⑴对于铅的机械迁移转化，主要是铅在水体中被包含于矿物质或是有机胶体中，或是被吸附在悬浮物上，以溶解态或是颗粒态的形态随水流迁移转化。⑵铅在水体中的物理化学迁移转化主要分为沉淀作用、吸附作用和氧化还原作用。在此笔者详细的讨论一下其转化过程。从高中的知识我们知道铅盐的溶解度都非常小，在偏酸性的水体中Pb 的浓度被PbSO 和PbS等限制着，水体中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，Pb +SO ─PbSO (沉淀)，Pb +S ─PbS(沉淀)，生成的PbSO ,PbS不溶于酸；在偏碱性的水体中铅的浓度受Pb(OH) 的限制，Pb(OH)─Pb + 2OH ，此反应是可逆的，水中OH 较多，使得平衡向逆向移动，又水解反应Pb +2H O─Pb(OH)+H ，OH 中和H 使得平衡向正向移动。另外铅离子在水体中会发生络合反应生成一些络合物，所以铅通过沉淀作用可以使铅在水体中的扩散速度和范围得到限制。铅离子带正电被水中带负电的胶体吸附，发生聚沉现象，这也如沉淀作用有着相同之处，最后大量的铅沉积在排污口的底泥中，实现了铅从水体转化到表层沉积物中，在一些
金属注射成型MIM(metal injection molding) MIM技术的特点 MM作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术，具有常规粉末冶金和机加工方法无法比拟的优势。MM能制造许多具有复杂形状特征的零件：如各种外部切槽，外螺纹，锥形外表面，交叉孔盲孔，凹台与键销，加强筋板，表面滚花等等，具有以上特征的零件都是无法用常规粉末冶金方法得到的。 由于通过MM制造的零件几乎不需要再进行机加工，所以减少了材料的消耗，因此在所要求生产的复杂形状零件数量高于一定值时，MM就会比机加工方法更为经济。图1给出了MM零件的生产量对成本的影响。可以看出，重4.5g的零件的每件生产成本，年产250000件时为$1.4，年产3000000件以上时降为$0.2。此图还指出零件尺寸对成本的影响——零件越大，250000件与3000000件之间的成本差就越小。 另一典型的与MM竞争的工艺是精密铸造，表1比较了这两种工艺制造的零件的特点，在许多方面，MM 都具有较大的优势。但这不足以说明全部问题，许多由MM制造的形状是其它途径无法得到的。 MM和精密铸造成形能力的比较 特点精密铸造 MIM 最小孔直径 2mm 0.4mm 2mm直径的盲孔最大深度2mm 20mm 最小壁厚2mm <1mm 最大壁厚无限制 10mm 4mm直径的公差±0.2mm ±0.06mm 表面粗糙度（Ra）5un 1um MIM技术的主要特点:MIM技术可以低成本地生产复杂形状的高性能产品。MM技术由于采用大量的粘结剂作为增强流动的手段，所以可以像塑料工业中一样任意成形各种复杂形状的金属零件，这是传统粉末冶金模压工艺不可能达到的。而且由于注射成形是一种近净成形工艺，基本上不需要后续加工，使零件制造成本大大降低，以前需要几十道机加工工序的零件可以一次成形获得。另外，由于注射成形时流动充填模腔的均匀性，使得MM产品各处密度均匀，避免了PM模压工艺中不可避免的密度不均匀性，且由于采用细粉，产品烧结后可达到很高的密度。因而，MM产品的力学性能一般都优于模压和精密铸造产品。因此，MM技术被认为是“当今最热门的零部件成形技术”。
金属活动性顺序表的应用 金属活动顺序大概是：由强到弱铯最强然后是稀土、钡、铷、再然后是钾〉钙〉钠〉镁〉铝〉铍〉锰〉锌〉铁〉钴〉镍〉锡〉铅〉(氢)〉铜〉汞〉银〉铂〉金。符号式为（从钾至金）：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au（初中生应该掌握的··）。 1.金属与酸发生反应 （1）金属应是在金属活动性顺序中排在（H）前面的金属。 （2）单质铁与酸发生置换反应时生成亚铁盐。 （3）K、Ca、Na除与酸反应外，还能与水在常温下发生置换反应生成对应的碱和H2，其余金属则不能。 2. 金属与盐发生置换反应 （1）在金属活动性顺序中只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与H的位置无关。但K、Ca、Na等金属例外，由于它们过于活泼，与盐溶液不发生置换反应，而是先与溶液中的水发生反应。如把钠放入硫酸铜溶液中[2Na+2H2O===2NaOH+H2↑，CuSO4+2NaOH===Cu（OH）2↓+Na2SO4]最终没有单质铜生成 （2）铁与盐溶液发生置换反应时，只生成二价亚铁盐。 （3）用同种金属置换不同的盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序中较后的金属首先被置换出来。用不同的金属置换同种盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序中较前的金属先被置换出来。 还有要知道：金属只与溶液发生置换反应，而且若有一种金属和多种混合盐溶液反应，最先反应的是最不活泼的那个金属的盐溶液，如：锌粒与氯化亚铁和硫酸铜和硝酸汞的混合溶液反应，最先反应的是硝酸汞，当硝酸汞被消耗完时，硫酸铜才与锌粒反应，同理，硫酸铜反应完后，锌才会和氯化亚铁反应。 还有，当多种金属与一种盐溶液反应时，最活泼的金属先反应，如：把打磨光亮的镁带，铝丝，铜丝一起放入硝酸银溶液中，镁被消耗完后，铝才和硝酸银反应，铝反应完后，铜跟硝酸银反应注意：必须是一种金属单质和一种溶液，其他不可以反应，如： Cu+AgCO3≠ （Cu>Ag，但AgCO3不溶于水） 金属活动性顺序表专题复习 一、选择题 1、下列化学方程式中，正确的是（） A、Cu + 2AgCl == 2Ag + CuCl2 B、Zn + 2AgNO3 == 2Ag +Zn(NO3)2 C、2Na + CuSO4== Cu + Na2SO4 D、2Fe +3CuCl2==2FeCl3 + 3Cu 2、将锌片投入下列盐溶液中，充分反应后，使溶液质量减轻的是( ) A、MgCl2 B、CuCl2 C、Ag(NO3)2 D、KCl 3、下列物质可以由相应的金属和酸发生置换反应而制得的是( ) A、Fe2(SO4)3 B、CuCl2 C、AgNO3 D、Al2(SO4)3 4、将一定质量的铁粉放入到足量的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，测得滤渣中只含有一种金属，则该金属是( )A、Fe B、Cu C、Ag 5、向CuCl2、ZnCl2、HCl的混合溶液中加入过量的Fe粉，反应后的溶液中一定含有（） A、ZnCl2、HCl B、FeCl2、CuCl2 C、CuCl2、HCl D、ZnCl2、FeCl2 6、下列金属中，金属活动性最强的是（）。（A）Zn (B)Mg (C)Fe (D)Cu 7、某工厂的废渣中混有少量的锌粉和氧化铜（其他的成分不跟酸反应），这些废与废盐酸接触时会形成污水，产生公害。若向污水中撒入铁粉，且反应后让铁粉有剩余，则此时污水中一定含有的金属离子是（） A、Fe2+ 、Cu2+ B、Cu2+、H+ C、Zn2+、Fe2+ D、Zn2+、H+
金属室温挤压成形中的流动规律 班级：9131161502 学号：8 姓名：安志恒 理工大学 材料科学与工程学院 2016．5. 30
1.实验目的 （1） 掌握挤压变形过程中金属流动规律的一般测量方法。 （2） 学会分析考察轴对称挤压时金属流动区域的特性和产生原因。 （3） 学会计算金属沿挤压轴向的应力、应变值，并绘制其分布图。 （4） 学会分析考察变形过程挤压力的变化情况，掌握测量挤压时挤压力的一般测量方法。 （5） 了解挤压模具模孔设计不当，可能引起金属出模孔时发生弯曲等的原因。 2.实验原理 研究金属在挤压时的挤压力变化规律是非常重要的，因为挤压制品的组织性能、表面质量、形状尺寸和工模具的设计原则都与其密切相关。影响挤压力的因素有：金属材料的变形抗力、摩擦与润滑、温度、工模具的形状和结构、变形程度与变形速度等。挤压力的变化规律如图1所示。 图1 挤压力随着挤压轴行程变化 研究挤压时金属流动规律的实验方法有很多种：如坐标网格法、观察塑性法、金相法、光塑性法、莫尔条纹法、硬度法等，其中最常用的是坐标网格法。多数情况下，金属的塑性变形是不均匀的。若将变形体分割成无穷多的单元体，如果
单元体足够小，则可近似认为是此单元体发生的是均匀变形。因此可借均匀变形理论来解释不均匀变形过程，此即为坐标网格法的理论基础。此法中，网格应尽可能小，但考虑到单晶体的各向异性的影响，一般取边长为5mm，深度为1～2mm。 坐标网格法是研究金属塑性变形分布应用最广泛的一种方法，其实质是把模型毛坯制成对分试样，变形前在试样的一个剖分面上刻上坐标网如图2所示。变形后根据网格变化计算相应的应变，也可由此得到应变分布。坐标网可划成正方形或圆形，其尺寸根据坯料尺寸及变形程度确定，一般在2~10mm之间。图3为挤压成形后纵剖面的网格变化情况。 图2 挤压之前剖分面上的坐标网格 图3 挤压后剖分面上的坐标网格，坐标原点可以设在左下角，以使最终应变分布曲线分布在第一象限 图4为金属挤压变形后单元坐标网格的变化。如图4a所示，在正方形坐标
金属活动性知识总结 【基础】必须掌握好，能根据规律写出反应化学方程式 一、金属跟酸反应放出氢气的反应规律： (1)排在氢前面的金属才能置换酸中的氢，金属活动性越强，反应越剧烈。 (2)酸一般指盐酸和稀硫酸，不能用浓流酸，硝酸。否则得不到氢气。 (3)Fe跟酸反应生成的是亚铁盐。 二、金属跟盐溶液反应规律： （1）反应物中单质金属要排在盐中金属元素前面。 （2）反应物中盐必须是可溶性的，即是盐溶液，否则反应不能进行； （3）Fe跟盐溶液反应生成的是亚铁盐。 （4）K、Ca、Na等活动性极强的金属由于常温下就能与盐溶液中的水发生反应，生成碱，故不能置换出盐中的金属。（不要设计这三种金属和盐溶液的反应） 可以练习一下课本下册13页练习1-5 【应用】 一、金属与酸反应产生氢气的相关规律（一般常用四种金属：Mg Al Fe Zn） 利用金属与酸反应的化学方程式可以找出反应中金属与氢气的质量比： Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ 65 2 56 2 Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑2Al + 6HCl== 2AlCl3 + 3H2↑ 24 2 54 6 18 2 分析四个反应可以看出：如果都产生2份质量的氢气，需要四种金属质量份数是金属的相对原子质量（Al相当于相对原子质量是18的正二价金属），就是说，如果产生等质量的氢气，需要的金属质量从少到多顺序是：Al Mg Fe Zn 。反过来：如果参加反应的四种金属质量相等，则生成氢气质量从多到少顺序是：Al Mg Fe Zn ①相同质量的四种金属与足量酸反应产生H2的质量是：Al＞Mg＞Fe＞Zn。（等量金属足量酸，金属完全反应） （正二价金属的相对原子质量越小，产生的氢气越多，Al可以看作是相对原子质量为18的正二价金属，注意：Al是正三价金属，只是在这个计算中可以看作正二价而已） ②相同质量、相同质量分数的同种酸（同样的酸）与足量的四种金属反应产生H2的质量：一样多。（同样酸与足量金属，酸完全反应） ③相同条件下，金属活动性越强反应越剧烈，反应时间就越短。
金属材料、高分子材料、陶瓷材料的成型制备方法 金属材料加工成型方法 金属材料成型工艺有以下几种 一、金属液态成型也叫铸造。它是将熔融的金属液体浇注到与零件形状相对应的铸造模型腔中，待冷却后得到实体毛坯或零件的工艺过程。 铸造加工的特点：1.适应性强2.成本低廉3.铸造组织存在一定缺陷4.工艺过程较难控制铸造方法分为砂型铸造、特殊铸造 I、砂型铸造：用型砂做铸型的铸造方法，使用率90% 砂型铸件的结构设计应注意 1、力求外形简单，轮廓平直，只需一个分型面 2、力求铸件的内腔铸造时，型芯数目最少，方便装配、清理、排气 3、起模方向应设计结构斜度 4、铸件应有合理的壁厚 5、力求铸件壁厚均匀，防止局部积聚变形，造成裂纹、缩孔、缩松等缺陷 6、尽量避免铸件中有过大的水平面，防止由于横截面突然增大，导致金属液面上升缓慢，致使型腔顶部受到长时间烘烤，造成夹砂缺陷、产生气孔等；将平面改为倾斜面 II、特种铸造 特种铸造：砂型铸造以外的其他铸造方法，包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造等。 ①熔模铸造（失蜡铸造）：在蜡模表面包以造型材料，待其硬化，将其中的蜡模熔去，从而获得无分型面的铸型的铸造方法。 基本过程：蜡模制造→结壳→脱蜡→造型→焙烧→浇铸→落砂清理 熔模铸造（失蜡铸造）的特点 a、铸件的精度高且表面光洁。 b、适用于各种铸造合金铸件，尤其是高熔点及难切削的合金的铸造。 c、熔模铸件的形状可以比较复杂，最小孔径0.5mm，壁厚0.3mm。 d、铸件的重量不宜太大，一般<=25kg,最大80kg左右。 e、工艺过程复杂，不易控制，使用和消耗的材料较贵，适用于形状复杂、精度较高或难以机加工的小型零件，如发动机叶片和叶轮等。 ②金属型铸造：金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。 金属性铸造的优缺点 可以“一型多铸”，铸件的力学性能提高，金属型铸件的冷却速度较快、组织比较致密铸件精度较高，可以少加工或不加工。 但是，成本高、周期长；铸造透气性差、无退让性，易产生冷隔、浇不足、裂纹等缺陷；铸件熔点不宜太高，重量也不宜太大。
河南工程学院 《机械工程材料与成形工艺》考查课 专业论文 金属注射成型 学生姓名： 学院： 专业班级： 专业课程： 任课教师： 201 年月日
摘要 金属注射成形(Metal Injection Molding,简称MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术,众所周知,塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制高、耐磨性好的 制品，近年来，这一想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。这种新的粉末冶金成形方法称为金属注射成形。金属注射成形的基本工艺步骤是：首先是选取符合MIM要求的金属粉末和粘结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和粘结剂混合成均匀的喂料，经制粒后在注射成形，获得的成形坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。 关键词：金属注射成形粘结剂脱脂烧制
一、金属粉末注射成型的发展现状及现状 1. 国外概况 金属粉末注射成型工艺技术的开拓者是美国的Parmatech公司。该公司的航天燃料专家Wiech博士于1973年发明了MIM技术。以Riverst和Wiech于70年代发明的专利为起点，开始了金属粉末注射成形技术。Parmatech于70年代末注射成型铌火箭喷嘴获得MPIF 奖。但由于该技术的独特优点和先进性，被美国列为不对外扩散技术加以保密，直到1985年才向全世界公布这一技术，而在这期间美国国内的MIM技术得以成熟并迅速发展形成产业化。该项技术向世界披露后得到世界各国政府、学术界、企业界的广泛重视，并投入了大量人力物力和财力予以开发研究。其中日本在研究上十分积极而且表现突出，许多大型株式会社参与了MIM技术的工业化推展。目前日本有四十余家企业从事MIM制品的生产，每家公司的利润都十分可观。2000年世界粉末冶金会议在日本召开，并专门设立了MIM技术论坛。继日本快速发展之后，台湾、韩国、新加坡、欧洲和南美的MIM产业也雨后春笋般的发展起来，其中德国的BASF公司以其独特的黏结剂配方成立了专门的MIM产品喂料生产线，在全世界范围内进行技术辅导和喂料的销售，获得了较大的商业利润。 德国BASF公司的Bloemacher于90年代初开发的MIM工艺成为MIM实现产业化的一个重大突破。它采用聚醛树脂作为粘结剂,并在酸性气氛中快速催化脱脂,不仅大大缩短了脱脂时间,而且这种催化脱脂能在低于粘结剂的软化温度下进行,避免了液相的生成,有利于
金属活动性顺序表之中考透视 河北 史其武 金属活动性顺序是历年来中考命题的热点，题目的难易不同，题型各异。因此对金属活动性顺序表的正确理解和灵活运用十分重要。我们主要从以下几个方面对其进行理解。 1. 金属与酸发生反应 （1）金属应是在金属活动性顺序中排在（H ）前面的金属。 （2）单质铁与酸发生置换反应时生成亚铁盐。 （3）K 、Ca 、Na 除与酸反应外，还能与水在常温下发生置换反应生成氢气，其余金属则不能。 2. 金属与盐发生置换反应 （1）在金属活动性顺序中只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与H 的位置无关。但K 、Ca 、Na 等金属例外，由于它们过于活泼，与盐溶液不发生置换反应，而是先与溶液中的水发生反应。 （2）铁与盐溶液发生置换反应时，只生成二价亚铁盐。 （3）用同种金属置换不同的盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序中较后的金属首先被置换出来。用不同的金属置换同种盐溶液，盐中金属被排在金属活动性顺序中较前的金属先置换出来。 纵观历年各省市中考试题，概括起来主要有以下几种类型。 一. 判断金属与酸（或盐溶液）能否发生反应 例1. 5角硬币的外观呈金黄色，它是铜和锌的合金，市面上有人用它制成假金元宝行骗，小明同学用一种试剂揭穿了他。小明一定不会用的试剂是（ ） A. 硫酸铜溶液 B. 硝酸银溶液 C. 盐酸 D. 硝酸钠溶液 解析：在金属活动性顺序表中，金排在氢的后面，不与盐酸反应。铜锌合金中的锌能置换出盐酸中的氢，会有气泡产生；铜和锌都比银活泼，能置换出硝酸银溶液中的银，金属表面的颜色发生变化；锌也能置换出硫酸铜溶液中的铜，溶液的颜色会发生变化。故不能与铜锌合金发生反应的为硝酸钠，因此一定不会用D 。 二. 判断金属与混合盐溶液反应的产物 例2. 向含有A gN O C u N O 332、()的混合溶液中加入一些Zn 粉，完全反应后过滤。下列推断正确的是（ ） A. 若滤纸上只有 Ag ，则滤液中必有A g C u Z n +++、、22 B. 若滤纸上只有Ag 和Cu ，则滤液中必有Z n 2+，可能有C u 2+ C. 若滤纸上有A g C u 、和Z n ，则滤液中必有Z n 2+，可能有A g +
轴肩作用下的金属流动过程分析 孙宏宇1 ， 周 琦1 ， 朱 军2 ， 彭 勇1 ， 王克鸿 1 (1. 南京理工大学 材料科学与工程学院，南京 210094；2. 南京工程学院 材料工程学院，南京 211167)摘 要： 采用阳极氧化的方法在待焊试板表面制备标记氧化膜作为标记材料，研究搅拌摩擦焊轴肩作用下的金属流动行为. 结果表明，标记氧化膜在焊缝中连续分布，从焊缝截面观察整体呈“C ”形. 流动过程分析表明标记氧化膜处于轴肩前部时，金属向焊缝后退侧的外侧流动；标记氧化膜处于轴肩后部时，金属向焊缝中心流动，此外由于竖直方向上的速度差异使得标记氧化膜最终呈“C ”形. 从标记氧化膜的分布位置来看，轴肩作用下的金属有从前进侧向后退侧迁移的趋势，金属迁移数量取决于所选择的焊接参数.关键词： 搅拌摩擦焊；标记氧化膜；金属流动 中图分类号：TG 406 文献标识码：A doi ：10.12073/j .hjxb .2019400027 0 序 言 搅拌摩擦焊是在搅拌头的作用下促使材料流动，最终形成可靠接头的焊接过程，因此材料流动行为的研究一直是重点关注的问题. 搅拌摩擦焊过程的不可视为研究金属流动带来了挑战，目前国内外学者对金属流动性的试验研究主要采用元素标记法，通过嵌入可追踪元素来分析焊缝中金属的流动行为. 王希靖等人 [1] 将铁粉放置在不同位置，研 究不同深度水平的金属流动情况，结果发现前进侧金属与焊接方向相反向后流动，后退侧金属向后流动，且有部分进入前进侧. 李继忠等人 [2] 将异种铝 合金交替排列，利用异种铝合金之间的腐蚀性能差异研究焊接过程中材料的变形和流动行为，结果表明材料在前进侧的流动剧烈且混合均匀，而在后退侧材料流动较弱. Li 等人[3] 在7075-T651铝合金对接接头界面处添加0.1 mm 的青铜金属薄膜作为标记材料来研究金属的流动行为，结果发现金属沿厚度方向的流动行为存在差异，流动花样呈周期变化. Lorrain 等人[4] 在7020 铝合金中嵌入0.2 mm 铜箔研究无螺纹搅拌针焊接薄板时金属的流动行为，结果发现材料主要集中在前进侧上部位置以及后退侧的下部位置. 对于材料流动的研究通常都是采用传统搅拌摩擦焊方式，即在轴肩和搅拌针共同作用来研究 [5-7] ， 但轴肩和搅拌针对金属流动的作用机理不同，这就给材料流动规律的研究带来了困难. 同时采用标记材料研究金属流动性时，所选用的材料多为外加材料或利用异种金属的腐蚀性能差异进行研究，无论哪种情况均会对原有金属流动产生影响，进而影响结果的准确性. 为降低研究的复杂性，文中只研究轴肩作用下的金属流动行为，同时为降低标记材料对原有金属流动性的影响，通过阳极氧化的方式在试样表面生成标记氧化膜作为标记材料，以此研究轴肩作用下的金属流动行为. 1 试验方法 试验选取0.5 mm 的6061薄板铝合金作为试验材料，尺寸规格为100 mm × 50 mm ，材料化学成分如表1所示.为消除标记材料对焊接过程中金属流动过程的影响，选用材料表面氧化膜作为标记材料. 自然形成的氧化膜较薄，且致密性差，因此通过阳极氧化的方法在材料表面生成标记氧化膜.首先使用无水乙醇清洗材料表面油污，利用氢氧化钠溶液除去材料表面自然氧化膜，清水冲洗去除残留氢氧化钠；将处理过的试板置于氧化装置的阳极，电解质溶液为160 g/L 的硫酸溶液，采用直流12 V 电源，氧化时间40 min ，最后获得具有人工氧化膜的待焊试板. 为分析轴肩的作用效果，试验过程中采用轴肩直径为16 mm 的无针搅拌头做为焊接工具. 试验 收稿日期：2017 ? 06 ? 14 第 40 卷 第 1 期2019 年 1 月 焊 接 学 报 TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION Vol .40(1):137 ? 140January 2019