凝胶注模成型研究进展

凝胶注模成型是20世纪90年代初美国橡树岭国家实验室首创的胶态成型工艺.该工艺利用有机单体聚合反应形成的三维网络凝胶特性,使陶瓷悬浮体注入模具后原位固化成陶瓷坯体.它具有坯体均匀、坯体密度高、坯体强度高、近净尺寸成型等显著优点.本文全面阐述了凝胶注膜成型的近十年来的研究进展,并对其研究前景进行了展望.     

高可靠性陶瓷部件胶态注射成型关键技术及装备

结合注射成型和凝胶注模成型技术的优点,发明了陶瓷胶态注射成型技术,实现了水基非塑性浆料的注射成型,并研制了胶态注射成型机,实现了浆料先分储后混合,能连续化自动注射成型.结果表明:通过调节工艺中的各项参数和添加适当的助剂,可以实现陶瓷浆料的可控固化;加入应力缓释剂调节高分子网络结构,能有效降低坯体中的内应力,制备出大尺寸陶瓷部件;利用胶态注射成型技术与设备,不仅能实现规模化大批量生产,而且产品具有较高的可靠性,具有广阔的应用前景.     

黄河泥沙非传统资源制备O''''-SiAlON/SiC耐火材料

利用黄河泥沙合成O'-SiAlON/SiC复相耐火材料,着重将胶态成型工艺应用到制备过程中,即利用注浆成型工艺制备坯体,使坯体结构更均匀,同时促进最终产物的生成.探索了注浆成型中各工艺参数对坯体性能的影响,利用正交实验对注浆成型工艺参数进行了优化设计,并得到最佳工艺参数,在此工艺条件下制备的坯体密度最高(1.86g/cm3).最终在较低的烧结温度下制备出O'-SiAlON/SiC复相耐火材料,该材料具有相对较高的O'-SiAlON/SiC比及较少的杂质相含量.     

复杂精密铸件整体式陶瓷铸型间接自由成形工艺

将光固化成形技术和凝胶注模成型技术结合在一起,提出了一种面向复杂精密铸件整体式陶瓷铸型间接自由成形新工艺。讨论了水基陶瓷浆料制备、光固化树脂原型工艺系统设计策略及其热解工艺、陶瓷坯体烧结等问题,并以空心涡轮叶片为实例,证实了新工艺的可行性和有效性。     

Ti及Ti-6Al-4V的水基凝胶注模成形研究

将凝胶注模工艺应用于金属Ti及Ti-6Al-4v合金粉末的坯体成形，研究了高固相含量的Ti粉和Ti-6Al-4V合金粉末的料浆的制备。结果表明，用凝胶注模工艺制备出了固相含量为54φ%的钛合金粉末料浆和形状复杂的坯体；粉末的颗粒形状是影响料浆固相含量的重要因素，球形粉末配制成的浆料固相含量最高，近球形次之，片状最低；分散剂柠檬酸铵也可以显著提高浆料的固相含量。     

工艺参数对Mo/Cu粉末凝胶注模成形的影响（英文）

采用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)-1,6-己二醇二丙烯酸酯非水基凝胶注模体系制备了浓Mo/Cu粉末浆料。研究了分散剂用量、单体含量和固相体积分数对浆料流变行为的影响,并讨论了单体含量、单体/交联剂比例、引发剂用量、温度等工艺参数对固化行为和坯体抗弯强度的影响。结果表明,固相体积分数对浆料流变行为的影响最大,其次是引发剂用量和单体含量。随着单体含量的增加和单体/交联剂比例的减小,坯体抗弯强度增加;引发剂用量对坯体抗弯强度的影响较小。根据上述结果,Mo/Cu粉末非水基凝胶注模的合理工艺参数如下:HEMA含量为25%~30%(体积分数),单体/交联剂比例为10:1~15:1,引发剂用量为1.5%~2.5%(体积分数),固化温度在60~80℃之间。     

铁氧体磁性材料制品注射压型模

本文以小马达定子磁轭为例,论述铁氧体磁性材料制品注射压型模。采用这种模具将使制品在成形过程中获得均匀的磁场和均匀的密度。悬融的铁氧体合成材料在高压下被注射到模具型腔中,此时固态的坯块和部分水份便从悬融体中分离出来,接着固态坯块又进一步受压,使坯块中残存的水份被挤出。此外,在成形过程中坯块已被初步磁化一定向,且两次排水是从上下两方向排出。     

湿压模具与排水处理

<正> 我厂是电子工业部生产铁磁元件的专业厂,根据我厂的传统工艺,锶铁氧体黑磁制件的成型是用模具湿压成坯、烧结成形。可是由于所用材料配方的局限性(主要成份为Fe_2O_3,料态为糊状,料粒为15～20μm多棱形,含水量30％左右),制件在浆糊状压制成坯,脱模时制件内部有应力致使制件烧结后出现层裂或微裂。另外从生产实践中发     

采用基于甲基丙烯酸羟乙酯-叔丁醇的凝胶注模体系制备多孔氧化铝陶瓷（英文）

为了获得高强度的多孔氧化铝陶瓷,研发一种基于甲基丙烯酸羟乙酯-叔丁醇(HEMA-TBA)的新型凝胶注模体系。采用流变仪、TG-DSC、SEM和弯曲强度测试等手段分别研究HEMA-TBA凝胶注模体系的聚合、坯体的热分解行为、烧结体的显微组织和力学性能。结果表明:(1)25℃时,适合该体系聚合的引发剂(过氧苯甲酰)的优化加入量为10 mg/mL;(2)含HEMA-TBA凝胶注模体系的氧化铝悬浮液表现为剪切变稀流变行为,且其黏度足够低至凝胶注模工艺要求;(3)多孔氧化铝试样的孔隙度为42%～56%,其相应的弯曲强度为(8±0.5)～(91±4.5)MPa。     

工艺参数对Mo/Cu粉末凝胶注模成形的影响

本文采用甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）-1,6-己二醇二丙烯酸酯非水基凝胶注模体系制备了浓Mo/Cu粉末浆料。研究了分散剂用量、单体含量和固相体积分数对浆料流变行为的影响。并研究了单体含量、单体/交联剂比例、引发剂用量、温度等工艺参数对固化行为和坯体抗弯强度的影响。结果表明,固相体积分数对浆料就变行为的影响最大,其次是引发剂用量和单体含量。随着单体含量的增加和单体/交联剂比例的减小,坯体抗弯强度增加;引发剂用量对坯体抗弯强度的影响较小。根据上述结果,Mo/Cu粉末非水基凝胶注模的合理工艺参数如下：HEMA含量为25 vol.% ~ 30 vol.%, 单体/交联剂比例为10：1 ～ 15：1,引发剂用量为1.5 vol.% ~ 2.5 vol.%,固化温度在60℃与80℃之间。     

球墨铸铁零件高频感应淬火后显微组织异常原因分析

某球墨铸铁行星架铸造冒口经高频感应淬火后检测发现,高频感应淬火区存在石墨球化率偏低及铁素体含量过多的现象。经过显微组织及试验对比分析发现:高频感应淬火加热部位石墨形态的异常与冒口处球化剂的缺损及冷却速度相对较慢有关;零件铸后高频感应淬火区位置的铁素体含量过多,而铸后正火并未有效改善该现象,导致高频感应淬火后铁素体含量过多。通过优化铸造工艺,按原工艺进行正火及高频感应淬火,最终得到满足技术要求的产品。     

Microstructure of pre-sintered permanent magnetic strontium ferrite powder

The microstructure and characteristics of pre-sintered strontium ferrite powderwere investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The present study shows that the pre-sintered strontium ferrite powder is provided with a certain particle size distribution, which results in high-density magnets. The strontium ferrite particle has a laminar hexagonal structure with a size similar to ferrite single domain. Ferric oxidephase due to an incomplete solid phase reaction in the first sintering is discovered, which will deteriorate the magnetic properties of ferrite magnet. In addition, the waste ferrite magnets with needle shape arranging along C axis in good order into the powders are found, which have no negative effects on finished product quality.     

高速机车用球墨铸铁连杆的试制

采用覆砂铁型铸造工艺试制了美国EMD高速机车用的球墨铸铁连杆。通过合理设计浇注系统,严格控制化学成分和浇注工艺,获得了满意的结果:(1)铸件的表面质量及尺寸精度均满足技术指标要求,球化级别达到2级;热处理后铸件本体基体组织中铁素体体积分数达94%;(2)铸件力学性能达到美国ASTM A 536-84标准,符合牌号65-45-12标准要求,即抗拉强度≥448 MPa,屈服强度≥310 MPa,伸长率≥12%,-20℃低温冲击值≥12 J/cm2。     

TEM observation of sintered permanent magnetic strontium ferrite

Sintered permanent magnetic strontium ferrites were studied using transmission electron microscopy to investigate the microstructure morphology and its correlation with the magnetic properties. The present study shows that the microstructure of sintered permanent magnetic strontium ferrites is an important parameter in determining their magnetic properties. The microstructure morphology in low-performance ferrite magnet is obviously different from high-performance one. Themagnetic properties of sintered permanent strontium ferrite depend strongly on the orientation degree of strong magnetic crystals. The presence of ferric oxidephase in ferrite magnet can deteriorate the magnetic properties. Moreover, proper quantities of crystal defects are beneficial to high coercive force due to the fixing of magnetic domain.     

球墨铸铁件铁素体与珠光体形成的数值模拟

通过对球墨铸铁件共析转变的分析,改进了球铁件中铁素体与珠光体形成的数学模型。其中提出了合金影响因子,考虑了合金元素对铁素体生长的影响。对实际汽车制动臂球铁件进行模拟,并取样进行定量金相实验分析,对模拟结果进行验证。结果表明,改进的模型可以更准确地预测球铁中铁素体和珠光体的数量,能够准确地体现共析阶段过冷情况和共晶球墨数对珠光体数量的影响。     

Influence of surfactants on co-precipitation synthesis of strontium ferrite

Strontium ferrite (SrFe₁₂O₁₉) particles were prepared by co-precipitation method. The ferrite precursors were produced from aqueous mixtures of ferric chloride and strontium nitrate by co-precipitation, using 3 mol/L sodium hydroxide aqueous solutions as precipitant. Three surfactants sodium dodecyl sulfate (SDS), polyethylene glycol 6000 (PEG-6000), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), were applied and the influence of surfactants on the properties of the strontium ferrite particles was studied. The ferrite precursors were first precalcined in a muffle furnace at 400 °C and then mixed with KCl and NaCl using a planetary milling machine in order to lower the calcination temperature. Subsequently the mixtures were calcined at various temperatures. Structure and magnetic properties of the particles were characterized by X-ray powder diffraction, transmission electron microscopy and vibrating sample magnetometer. In this paper, effects of Fe³⁺/Sr²⁺ mole ratio were first verified and annealing temperatures were then discussed. The results show the strontium ferrite phase begins to form at 650 °C and complete at 800 °C after calcination, and the particles prepared using CTAB exhibit the best properties with respect to particle size and dispersibility.     

熔体过热对AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带组织的影响

采用水冷铜模薄带铸造方法研究了熔体过热对AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带组织的影响.结果表明:AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带由外层的胞状奥氏体组织、次外层的柱状铁素体枝晶组织和中心的等轴铁素体枝晶组织组成;随着熔体过热度增加,奥氏体胞晶间距和柱状铁素体二次枝晶间距随之增加,残余铁素体含量亦降低.过热度的增加降低了熔体过冷度和冷却速率,造成薄带凝固组织中枝晶间距的增加和残余铁素体含量的降低.     

厚壁铁素体球铁大型筒形铸件--叶片承缸椭圆矫正

阐述了厚壁铁素体球墨铸铁（ＱＴ４００１５）大型筒形铸件———轴流风机叶片承缸精加工椭圆变形矫正的机理,介绍了不需进炉窑,现场用火焰局部加热,并相应施加一定外力,成功实现对椭圆矫正的工艺措施。     

高速列车转向架轴箱铸件的生产试验——-40℃超低温高韧性球墨铸铁件的生产技术

介绍了高速列车球铁转向架轴箱铸件的技术要求,其中包括要求该铸件在-40℃、甚至-50℃超低温下必须有足够高的冲击韧度;对生产该铸件的技术难点进行了分析,并详细描述了试块试验和铸件生产试验的方法、控制要点和结果.检测铸件本体:基体组织100％为铁素体,球化率1～2级,球墨大小6级;抗拉强度超过400 MPa最高达420 MPa伸长率超过18％最高达26％;在-40 ℃的条件下冲击韧度最高可达16J.     

铸铁件凝固后的控制冷却工艺

由于只借助于加入合金元素和控制化学成分来获得铸铁最终组织具有局限性,提出了控制冷却工艺,并以日本洋马公司生产的大型柴油机缸体为例进行了介绍,生产结果显示:(1)铸件凝固后的平均冷却速率从原来的5.7℃/h提高到16℃/h;(2)铸件冷却到500℃所需的时间,由原来的46 h缩短到18 h;(3)铸态铸件各部位残留应力测定值的平均值有所降低;(4)铸态铸件各部位本体强度的平均值大约提高15 MPa;(5)基体组织中铁素体的体积分数减少。同时,还介绍了美国铸造协会与Missouri科技大学合作,用控制冷却工艺替代等温淬火工艺的研究工作。