不同镧含量对钼镧合金烧结致密性的影响

镧含量是钼镧合金粉中的一个重要的质量指标。镧含量不同的钼镧合金粉,在烧结过程中有着不同的烧结现象,这个现象严重影响着烧结坯的致密程度。本文选用了3种不同镧含量的钼镧合金,通过设计不同的烧结温度,研究了烧结过程中的组织和密度变化规律。研究结果表明,坯条晶粒、密度与镧含量、烧结工艺相关,镧含量越高,坯条生成大晶的温度越低,时间越早。通过调节合适的烧结保温平台,可以提高不同镧含量坯条的致密性能。     

粉末冶金钛合金SP-700的制备

以Ti、Fe、Mo元素粉及60A140V中间合金粉为原料,通过混料、模压和真空烧结,制备粉末冶金SP-700钛合金,系统研究粉末原料、压制压力及烧结温度等工艺参数对合金相对密度、组织和性能的影响。结果表明,随着压制压力增加,SP-700压坯与烧结体的相对密度均提高;用平均粒度低、氧含量高的Ti粉为原料制备的压坯密度低,而烧结体密度高;烧结温度升高使烧结体密度略微增大。SP-700烧结体组织为晶界和晶内旺层片分布在β基体上;烧结体的性能受粉末原料及烧结温度的强烈影响。与Ti-6Al-4V合金相比,SP-700具有更加细小的组织和更优异的性能。制备SP-700烧结体的最佳工艺以及制品的性能参数为：采用低氧钛粉（0．15％O,平均粒度为73．6μm）,在500MPa压力下压制成形、在1260℃真空烧结5h;相对密度达96．3％,抗拉强度为1008MPa,屈服强度为931MPa,伸长率达4.3％。     

大直径钨镧合金锻造棒材性能研究

采用纳米掺杂方法制备了大直径钨镧合金棒坯,通过与纯钨对比,研究了不同氧化镧质量分数的钨镧合金棒坯烧结性能以及含质量分数1.0%纳米氧化镧粉掺杂的钨镧合金锻造棒材的室温性能和高温再结晶性能。结果表明:采用质量分数1.0%、1.5%和2.0%三种含量的纳米氧化镧粉掺杂烧结后,合金掺杂分布和晶粒组织均匀,随着氧化镧含量的增高,棒坯密度逐渐降低、晶粒数逐渐越多;1.0%氧化镧粉掺杂钨镧合金棒坯经过78.7%锻造变形量后,较纯钨棒材硬度值更高,金相组织更细、更均匀,车加工后车削较长,表面光洁度较高,再结晶温度比纯钨高约150℃。     

W90Ni7Fe3合金制备工艺研究

本文采用传统粉末冶金方法制备了W0Ni7Fe3合金,重点研究了的合金粉末烧结过程工艺对合金性能的影响。升温至1440℃后钨粉迅速聚合长大,抗拉强度、硬度、密度也随之增加。1440℃烧结时间为30min时烧结坯延伸率最佳。     

铁粉温压压坯的烧结行为

研究了铁粉温压压坯在真空和氢气中的烧结行为。压制铁粉时,粉末温度为110℃,模具温度为80～100℃。烧结时,压坯于室温装炉,升温速度为2.5℃／min。烧结温度分别为1100℃1150℃和1250℃。实验发现,不同温度下真空烧结1h和氢气中烧结1h,与压坯密度相比较烧结密度都降低,生坯密度越高,烧结密度下降越多。测量了真空或氢气中低温预烧结前后压坯重量和体积变化和不同预烧结制度对应的最终烧结密度,发现经真空预烧结后的压坯在1250℃真空烧结,可有效地提高温压压坯的烧结密度。实验表明,烧结铁的密度是温压及烧结两个过程综合作用的结果。在选择温压温度和方式时,有必要考虑温压压坯的烧结行为。     

压制压力对粉末冶金烧结硬化钢性能的影响

研究压制压力(550、600、650、700、750 MPa)对粉末冶金烧结硬化钢(Fe-1%Mo-0.1%Mn-3%Ni-2%Cu-0.8%C)密度、显微组织以及力学性能的影响.结果表明:压制压力在550～750 MPa范围内逐渐增大时,烧结密度随之增加,但密度增量逐步减小,在600～650 MPa时密度增量达到最高,650～700 MPa密度增量有所降低,在700～750MPa密度增量趋近于0.当压力为700 MPa时烧结坯的密度及力学性能最佳.在1 200℃下烧结硬化合金钢的力学性能略高于在1 120℃烧结的.采用烧结硬化工艺烧结得到的合金钢力学性能与同等工艺条件下普通烧结后淬火处理的试样性能相近,但生产时间大大缩短.这对于实际生产中提高生产效率,节约生产成本有很大意义.     

440C不锈钢金属注射成形工艺研究

本文探索了440C不锈钢的注射成形工艺,对脱脂、烧结等关键工艺进行了研究,分析了烧结温度对变形的影响.结果表明:采用两步脱脂法可得到无缺陷的脱脂坯;严格控制烧结温度是获得无变形烧结样的关键.合适的440C不锈钢注射成形工艺为:用二氯甲烷溶剂,在37℃脱除坯体中可溶性粘结剂组元,在升温速率为2.0℃/min、最高脱脂温度950℃、保温时间为1h和Ar脱脂气氛条件下脱除坯体中剩余粘结剂;当烧结温度为1 270℃,保温时间为60min时,440C不锈钢样品热处理后的性能为:密度7.24 g/cm3,硬度为50 HRC.     

粉末注射成形TiAl超固相线液相烧结工艺研究

以Ti-47.5%Al-2.5%V-1.0%Cr(原子数分数)气雾化预合金粉末为原料,采用粉末注射成形工艺制备了TiAI合金材料,重点研究了该TiAI合金超固相线液相烧结温度区间和保温时间以及烧结体显微组织、密度和压缩性能的变化规律.结果表明:烧结温度在1410～1450℃,保温时间在1h以内,烧结体可以致密化;在1 450℃保温30min,烧结体相对密度可以达到95%,烧结体的抗压强度为2 105MPa,压缩率达到30.9%,接近铸态合金力学性能;随烧结温度升高,烧结体近片层组织中的7等轴晶逐渐减少,片层团逐渐增加.     

烧结温度与时间对注射成形4J29-Kovar合金性能的影响

以4J29-Kovar预合金粉末为原料,采用注射成形技术制备Kovar合金,研究烧结温度与烧结时间对合金的密度、硬度、抗拉强度以及热导率与热膨胀系数等性能的影响。结果表明,Kovar合金的烧结密度随烧结温度升高或烧结时间延长而增大,最佳烧结温度为1 350℃,继续升高温度至1 400℃时合金晶粒异常粗大。在1 350℃下,随烧结时间从1.5 h延长至4 h,合金的热导率增加,抗拉强度先增大后减小,烧结时间为3 h时强度达到最大,硬度基本不变,HV维持在174左右,除烧结时间为1.5 h的样品热膨胀系数偏低外,其它样品的热膨胀系数在4.6×10~(-6)~5.4×10~(-6) K~(-1)(20~400℃)之间。最佳烧结时间为3 h,所得合金的相对密度达到95.7%,热导率为15.126W/(m?K),抗拉强度为397 MPa,满足Kovar合金与玻璃、陶瓷等材料进行电子封接的要求。     

Al-50Si合金电子封装材料的热压法制备及性能表征

本文采用热压法制备了一种性能优良的Al-50Si合金电子封装材料。通过比较不同烧结工艺下烧结体的密度,获得了制备该合金的最佳烧结工艺:低温(460℃)压制压力100MPa、烧结温度800℃、烧结时间2h,热等静压工艺参数:温度540℃、压力200MPa,保温保压4h。对在最佳烧结工艺条件下,经过热等静压处理后的材料进行了性能表征,具体性能:相对密度达到99%,抗弯强度223MPa,硬度153HB,热膨胀系数在0～200℃达到9.3×10-6/K,热导率达到142W/(m.K)。     

烧结温度对Fe-Cu-Mo-C合金组织和性能的影响

采用机械球磨混粉和真空烧结相结合的方法制备了Fe-Cu-Mo-C合金,研究了不同烧结温度对粉末冶金Fe-Cu-Mo-C合金材料的显微组织、密度、抗拉强度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着烧结温度由1 000℃升高到1 100℃,Fe-Cu-Mo-C合金烧结体组织孔隙数量减少、孔隙尺寸明显降低;当烧结温度提高到1 150℃时,烧结体组织中孔隙尺寸增大。随着烧结温度升高,烧结体的密度、硬度、抗拉强度和伸长率先增大后减小,磨损量先降低后升高。最佳烧结温度为1 100℃,此时烧结体的密度为6.90 g/cm3,抗拉强度为319 MPa,洛氏硬度为34.7 HRC,磨损量为0.087 g。     

WC-6Co硬质合金SPS烧结工艺

以平均粒径约为30 μm,空心球壁厚约1.8 μm的空心球结构WC-6Co复合粉为原料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制得不同烧结温度、保温时间、烧结压力工艺下的WC-6Co硬质合金.采用扫描电镜、钴磁仪等检测手段对合金的组织与性能进行表征分析.结果表明:随着烧结温度的升高,合金的致密度和硬度升高;在实验范围内合金密度与硬度随着保温时间的延长而增加,再趋于稳定;烧结压力对合金密度、硬度等性能影响不大.综合考虑合金性能,较好烧结工艺为:温度1 250 ℃、保温时间5 min、烧结压力50 MPa.该烧结工艺制得的合金的密度达14.69 g/cm3、断裂韧性达12.23 MPa·m1/2,其组织也很细很均匀.      

高镧钼合金稀土相研究

稀土元素的添加对钼的性能提高至关重要,因此为了研究镧在MoO_2、钼粉及钼镧合金中的存在形式及变化,采用固-固混合法将10%La_2O_3以固体颗粒形式加入二氧化钼中,在H_2中还原制备出稀土镧掺杂钼粉,经等静压、烧结制成掺镧钼合金。利用SEM、EDS、XRD等检测手段对不同阶段下样品的形貌、组成、结构及稀土的存在形式进行了分析。结果表明:La_2O_3添加到MoO_2后,以二氧化钼碎屑和氧化镧形成的团聚体形式存在或氧化镧团聚态存在。经还原稀土镧以La(OH)_3和少量La_6Mo_2O_(15)形式存在于钼粉中,烧结后以La_2O_3形式存在于钼合金中并均匀存在于钼晶粒晶界上。稀土镧在烧结过程中存在长大现象,其尺寸从纳米级增长到亚微米级。     

SPS法制备高密度烧结铜的工艺研究

采用平均颗粒度为3 μm的铜粉,利用放电等离子烧结(简称SPS)分别在700,750和800 ℃进行快速烧结,并系统研究了烧结体的密度和微观组织.结果表明,采用在升温阶段施加＜15 Mpa的压力作为初始压力,在保温和冷却阶段的烧结压力＞45 Mpa的烧结工艺,可以获得相对密度＞98%的致密铜烧结体.铜烧结体的密度随着烧结温度的提高而升高,其中800 ℃时铜烧结体的相对密度＞99.5%,而采用从烧结开始就施加30 Mpa初始压力的烧结工艺制备的烧结铜,其相对密度＜98%.烧结温度为700 ℃时,微观组织的晶粒度可以细化到10～15 μm.     

纯钼烧结规律研究

系统研究了在1 000～1 900℃温度范围采用H2气氛中频感应加热烧结纯钼坯过程中不同温度阶段O含量、微观形貌、孔隙、密度、抗弯强度的变化规律。结果表明:随烧结温度提高钼坯O含量逐渐降低,最终降至30mg/kg左右。钼坯密度随温度升高呈增大趋势,致密化的本质是微观形态烧结变化的结果。致密进程可分为4个阶段,各阶段微观晶粒及孔隙作用机制不一致。抗弯强度与致密进程紧密联系但两者随温度变化趋势有所不同。     

钨电极的金属注射成形工艺研究

以W-1.5%La2O3合金粉末为原料,采用金属注射成形技术,通过粉末和喂料的制备、注射、脱脂和烧结等工序,制造了一种薄壁、大长径比的杯状电极材料。研究了不同粒度的钨粉对于喂料制备和烧结工艺的影响,以及采用传统的烧结工艺和Ni元素活化烧结工艺对烧结坯的密度的影响。采用亚微米钨粉或活化烧结得到的镧钨电极的致密度达到98.3%,可以满足使用要求。     

纳米级超细晶粒硬质合金烧结收缩动力学曲线特征的研究

利用高温膨胀仪在氢气气氛下首次测定和研究了WC (Ni·Fe) 8%、WC VC (Ni·Fe) 8%纳米级超细晶粒 (WC平均晶粒 2 0 0～ 30 0nm)硬质合金与常规细颗粒 (WC平均晶粒≤ 1 5μm)硬质合金压坯在烧结过程中的膨胀收缩动力学曲线特征、起始收缩温度、剧烈收缩温度随温度变化的收缩速率与WC粉的总碳含量、WC粉的平均粒径以及压坯密度的关系。结果发现 ,超细晶粒硬质合金 (WC粉总碳 6 0 1% )在烧结过程中物理膨胀现象较弱 ,开始收缩温度与剧烈收缩温度均较低 ,分别为 80 0℃ ,1150℃ ,最大收缩速率高达 10 50× 10 -6mm ℃ ,常规细晶粒合金的物理膨胀严重 ,在 62 0～ 130 0℃范围内相对膨胀 1 7% ,开始收缩温度与剧烈收缩温度分别为 132 0℃和 1390℃ ,最大收缩速率为 60 0× 10 -6mm ℃ ,远低于纳米级超细晶粒合金。WC粉总碳含量增加 ,合金的开始收缩温度及剧烈收缩温度均明显降低。压坯密度提高 ,合金的最终收缩率降低。在压坯密度一定的情况下 ,随着烧结温度提高 ,合金收缩率增加。     

铜粉末注射成形工艺

用＜74 μm的电解铜粉做原料探索铜粉末注射成形工艺, 重点研究注射参数对生坯的影响及脱脂烧结过程中变形的控制. 脱脂工艺为： 2 ℃/min升温至160 ℃保温60 min, 1 ℃/min升温至250 ℃保温90 min, 2.5 ℃/min升温至400 ℃保温60 min, 4 ℃/min 升温至650 ℃保温60 min. 烧结条件为： 烧结温度950 ℃, 烧结时间90 min. 结果表明： 注射坯的尺寸和质量均随注射温度的升高而下降, 随注射压力和注射速度的增大而增大, 注射参数的变化对注射坯密度影响不大; 在脱脂烧结过程中, 利用填料的支撑作用, 能有效地控制产品变形. 采用粉末注射成形新技术制备的铜制品, 其性能为： 密度8.34 g/cm3, 抗拉强度σb=201 Mpa, σ0.2=71.9 Mpa, 伸长率δ=27.5%.     

电子封装用注射成形Mo/Cu合金烧结工艺的研究

本文采用粉末注射成形工艺制备电子封装用Mo/Cu合金 ,重点研究了烧结工艺 ,分析了烧结过程中的烧结温度、时间对烧结密度、微观组织和热导率的影响规律。研究表明 ,随着烧结温度的升高 ,材料密度不断增加 ,但当温度大于 14 5 0℃时 ,密度反而下降。材料经 14 5 0℃ 3h烧结达到了 98%的相对密度 ,热导率为 15 8W /(m·K)。     

烧结工艺对涂覆法制备Y-Ce-La-TZP陶瓷微观结构与力学性能的影响

采用新型涂覆法,将Y(NO_3)_3、Ce(NO_3)_3和La(NO_3)_3混合溶液涂覆于Zr O_2表面,制备多元稀土共掺杂的Zr O_2陶瓷粉体,再通过无压烧结制备1.5Y-5.5Ce-0.3La-TZP(摩尔分数,%)块体材料,研究烧结温度、保温时间和升温速率对Zr O_2陶瓷相对密度、显气孔率、线收缩率、相变转化、力学性能以及显微组织的影响。结果表明:随烧结温度升高,单斜相Zr O_2含量减少,当烧结温度为1 550℃时,单斜相含量几乎为0,四方相的稳定化程度达到最大;在1 200～1 450℃烧结温度下,降低升温速率有利于陶瓷的烧结致密化。在1 550℃保温90 min的Zr O_2陶瓷的相对密度、抗弯强度、硬度(HV_(10))以及断裂韧性均达到最大,分别为98.8%、1 001.3 MPa、1 124.3和10.81 MPa·m~(1/2)。