镍基高温合金粉末的高能球磨工艺研究

本研究采用机械合金化方法制备氧化物(Al2O3)弥散强化镍基高温合金预合金粉末.通过改变球磨工艺参数,分析了球磨转速和球料比对机械合金化过程的影响,对球磨后的粉末进行SEM分析、XRD分析、粒度测试和松装密度测试,得出最佳的球磨工艺参数。实验结果表明:Al2O3 弥散强化镍基高温合金机械合金化粉末尺寸随球磨转速的增加先减小后增大,当球磨转速为400rmp,球料比为20∶1时,合金粉末有较高的松装密度和较小的粉末粒度。     

机械合金化制备镍基固溶体细微粉末

用机械合金化方法制备了镍基固溶体粉末,探讨了机械合金化球磨工艺对镍基混合粉末粒度的影响,在以酒精为过程控制剂,转速为180r/min,球磨时间为20h,球料比为40:1(质量比)时,可获得粒度约为3μm的镍基合金粉末.     

机械球磨制备纳米W03粉末的研究

采用机械球磨湿法工艺制备了纳米级WO3粉末。研究了球磨时间、球料比、固液比等球磨参数对粉末粒度的影响：球磨时间和球料比对粉末粒度影响很大，但过久延长球磨时间或增大球料比并不能起到进一步细化的作用，反而会增加WC杂质的引入量；过高或过低的固液比都不利于WO3粉末的细化。为得到纳米级且纯度较高的WO3粉末，降低WC的含量，经反复实验得到最佳工艺条件为：球料比l：l，固液比1：0．5，球磨时间48h.     

机械球磨制备纳米WO3粉末的研究

采用机械球磨湿法工艺制备了纳米级WO3粉末.研究了球磨时间、球料比、固液比等球磨参数对粉末粒度的影响:球磨时间和球料比对粉末粒度影响很大,但过久延长球磨时间或增大球料比并不能起到进一步细化的作用,反而会增加WC杂质的引入量;过高或过低的固液比都不利于WO3粉末的细化.为得到纳米级且纯度较高的WO3粉末,降低WC的含量,经反复实验得到最佳工艺条件为:球料比1:1,固液比1:0.5,球磨时间48 h.     

高能球磨制备纳米WC-8Co复合粉末

对采用高能球磨法制备纳米WC-8Co复合粉末的工艺条件进行了研究。实验采用逐步优化方式,研究液固比、球料比、球磨转速、球磨时间对粉末的特性的影响。采用SEM扫描电镜观察粉末形貌,用EDX能谱分析了粉末中Co元素的分布,检测了粉末中Co的化学成分,确定了液固比参数,通过检测粉末的比表面和BET粒度的变化优化球料比、球磨转速及球磨时间等工艺参数,采用最优化工艺得到了粉末比表面为6.82m2/g、BET粒度为59.4nm,Co相分布均匀的纳米WC-8Co复合粉末。     

机械合金化制备纳米TiC增强Ti基复合粉末

采用机械合金化法制备了纳米TiC增强Ti基复合粉末,通过XRD、SEM、TEM和EDS分别表征粉末的物相、形貌、晶体结构和元素分布,探索球磨转速、球料比及球磨时间对复合粉末物相形貌的影响。结果表明:当球磨转速达到300 r/min以上、球料比达到20∶1以上时,球磨效率无明显差异。球磨时间达到10 h,粉末中TiC物相明显;继续延长球磨时间至20 h,得到纳米级TiC增强相。在300 r/min球磨转速、20∶1球料比、20 h球磨时间条件下,可得到纳米TiC增强Ti基复合粉末,粉末中部分区域呈非晶态,大量纳米TiC颗粒弥散分布于粉末中。     

球磨工艺对原位合成SiC_p增强铜复合材料组织及性能的影响

本文采用机械合金化法及SPS烧结工艺原位合成了SiC_p增强铜基复合材料,应用显微硬度计、金相显微镜、X射线衍射仪等设备,针对由对不同工艺参数所制备的样品进行了性能测试,并采用正交试验法研究了球料比、球磨转速、球磨时间、控制剂等一些球磨工艺参数对于复合材料中微观结构及性能的影响。结果表明:这些参数对于复合材料的硬度、耐磨性以及致密度有着显著的影响。最终的分析表明,最佳的工艺参数为:球磨时间3 h,球磨转速1000 r/min,控制剂1%硬脂酸,球料比7∶1。     

机械合金化工艺对高硅铝合金混合粉体粒径及形貌的影响

通过单因素和正交实验系统地研究在机械合金化过程中研磨体、研磨介质及球磨工艺参数等因素对高硅铝合金混合粉末粒径及形貌的影响作用.结果表明:球磨转速对机械合金化后粉末粒径有显著影响,且随着球磨转速的增加,粉末的中粒径逐渐增大和粒度的分布范围逐渐变宽、均匀性越差;在本实验条件下,采用聚氨酯球为研磨体、酒精为研磨介质、球磨时间12 h、球磨转速150 r/min、球料比15∶1条件下进行机械合金化可获得中粒径为5.78 μm且分布均匀的高硅铝合金混合粉体.     

机械合金化制备高纯NiAl粉末

采用机械合金化方法制备NiAl粉末,用XRD和SEM对合成样品进行物相组成和形貌分析,研究了球磨时间和转速对NiAl粉末合成的影响规律.结果表明:球料比6:1,转速500 r/min时,球磨5h后NiAl合成反应基本完成,但由于铝粉的损失,导致合成粉末物相不纯,有少量Ni3Al存在;转速影响机械合金化方法制备高纯NiAl粉,选择合适的转速(365 r/min)可以制得纯NiAl粉.     

耐熔融锌材料Fe-Si金属间化合物制备的实验研究

利用机械合金化-真空退火法制备出铁硅金属间化合物,通过扫描电镜和X射线衍射研究了磨球直径、球磨时间和退火工艺对铁、硅混合粉末结构变化的影响,通过空气急冷法测试铁硅金属间化合物试样的抗热震性,并估算了铁硅金属间化合物形成的热力学条件。结果表明:Fe、Si单质在转速为225 r/min、球料比为10∶1、不锈钢球直径分别为6mm、10 mm、球磨时间分别为10 h、20 h、30 h的球磨条件下,均未发生机械合金化;利用950℃×2 h的退火工艺处理Fe、Si质量配比为1∶1、不同钢球直径球磨30 h的混合粉末,可以生成以Fe Si2为主的金属间化合物。     

机械合金化制备纳米晶Fe-Si合金的研究

采用Fe-6．5％Si合金粉与Si-22％Fe合金粉末，经机械合金化制备了Fe-13．95％Si固溶体合金。由碰撞频率、速率与球磨工艺条件的理论关系推导出了球料比的最佳值。利用XRD、SEM和EDX手段对球磨后的Fe—Si粉体进行了结构、形貌及成份表征。结果表明：混合粉体球磨12h可实现机械合金化，合金化的粉体为α—Fe（Si）过饱和固溶体，颗粒尺寸为0．5～15μm，显微组织为纳米晶结构，平均晶粒尺寸约为18nm。     

合金元素对机械合金化和放电等离子烧结Ti-Nb基合金显微组织的影响

β-Ti型结构的钛基材料在生物材料领域具有广泛的应用前景。本文采用机械合金化法和放电等离子烧结制备β-Ti型Ti-Nb基合金,研究不同Nb,Fe含量对合金显微组织及力学性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)等手段分析合金的显微组织变化情况。结果表明:机械合金化过程中,粉末的平均粒度减小,当球磨时间超过60 h时粉末易发生团聚。当球磨转速为300 r/min,球料比为12:1,Ti和Nb的质量分数分别为64%和24%时,球磨100 h后制备的粉体材料中具有一定体积的非晶相。该粉末在1 000℃下通过放电等离子烧结(SPS)制备具有均匀细小的球状晶粒组织的Ti-Nb合金,其强度、伸长率和弹性模量分别为2 180MPa,6.7%和55 GPa。通过控制Nb,Fe的含量,可以促进β-Ti相形成,获得高强度和低杨氏模量的Ti-Nb合金。     

Iron based partially pre-alloyed powders as matrix materials for diamond tools

Abstract

The hardness and bend strength of diamond tool matrix materials prepared from partially pre-alloyed Fe–Cu powders and from elemental powder mixes of equivalent composition has been compared. After sintering at 890^oC, the hardness of the partially pre-alloyed powder matrix was 81.72?HRB, 9.3% higher than that of the mixed powders matrix; sintering at 870^oC gave the highest bend strength (634.85 MPa), 11.6% higher than that of the mixed powders matrix. The improved homogeneity of alloy elements distribution achieved in the matrix by pre-alloying was shown generally to increase the hardness and strength. The cutting performance of diamond tool segments prepared with the pre-alloyed matrix material met standard requirements; overall, the pre-alloyed material is felt to offer significant manufacturing and performance benefits.     

硅黄铜预合金粉末在金刚石工具中的应用

采用气水耦合雾化法制备了含有质量分数0.4%稀土Ce的硅黄铜预合金粉末, 在680~720 ℃热压烧结预合金粉末, 获得了致密烧结体。通过洛氏硬度计测试烧结体硬度为HRB62~65, 使用万能力学实验机测试烧结体抗弯强度为530~550 MPa, 利用扫描电子显微镜观察烧结体基体微观组织为α相黄铜, 组织中还存在蠕虫状及花状的弥散银灰色(β'+γ)相。选择添加质量分数20%的硅黄铜预合金粉末配方(铁粉+铜粉+锌粉+预合金粉末)制备花岗岩切割用金刚石刀头, 与单质粉末混合配方(铁粉+铜粉+锌粉)制备的刀头相比, 添加硅黄铜预合金粉末的刀头硬度增加22%, 抗弯强度降低8%, 刀头锋利度和使用寿命整体提升, 胎体磨粒夹杂减少, 并出现大量排屑沟槽。     

球磨工艺对MoSi2机械合金化过程的影响

通过对Mb、Si混合粉末的机械球磨,研究了球磨工艺对MOSi2机械合金化过程的影响。结果表明,在球料比均为5：1、10：1的情况下,采用硬质合金球体球磨Mo、Si混合粉末比采用不锈钢球体球磨易于生成MoSi2(t);而在球料比为20：1时,采用硬质合金球体球磨Mo、Si混合粉末与采用不锈钢球体球磨生成MoSi2（t）的时间相当。     

机械合金化制备Zr_(50)Al_(15)Ni_(10)Cu_(25)非晶合金粉末的非晶化机制

用Zr,Al,Ni和Cu的元素粉末,采用机械合金化的方法在转速为400 r/min、球料质量比20:1的条件下制备具有非晶结构的Zr50Al15 Ni10Cu25粉末,研究其非晶化机制。用X射线衍和扫描电镜分析粉末的结构、晶粒尺寸和形貌。结果表明:在球磨8 h后可使Zr50Al15 Ni10Cu25混合粉末非晶化,晶粒尺寸约80 nm;球磨过程中并没有出现任何过饱和固溶体或者中间合金相,非晶化过程是由于球磨过程中球磨罐和磨球对粉末的不断冲击、剪切、摩擦和挤压,使混合粉末中的晶粒极度细化而直接转变为非晶态颗粒,得到非晶粉末。     

球磨参数对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9产物微观结构的影响

研究了机械合金化法制备Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶先驱体的可行性,测试了不同球磨参数对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9球磨产物微观结构的影响。试验结果表明:转速、球磨时间、球磨方式、球料比和原料对产物的微观结构有明显的影响。高转速、连续球磨更有利于生成Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶相;使用Fe Nb粉和Fe B粉分别代替Nb粉和B粉不利于非晶相的生成;延长球磨时间不一定对非晶化有利,还有可能引入杂质;大的球料比更有利于非晶相的生成。     

含氮ODS-310奥氏体钢粉末机械合金化的研究

以雾化预合金粉(成分为Fe-25Cr-20Ni)、Ti粉和纳米Y2O3为原料(成分配比为Fe-25Cr-20Ni+3%Ti+3%Y2O3),通过在氮气气氛中高能球磨的方式实现了原始粉末的机械合金化。在球磨转速、球料比、球磨气氛不变的情况下,研究了球磨时间对机械合金化效果、粉末微观形貌及氮含量的影响。球磨后的粉末在900、1 100和1 200℃下做退火处理,研究了退火温度对粉末析出相的影响。实验结果表明球磨50h后的氧化物弥散强化(oxide dispersionstrengthened,ODS)-310奥氏体钢粉末有非晶相生成。     

铜铁预合金粉末对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

利用粉末冶金方法制备了含不同质量分数铜铁预合金粉末的铜基摩擦材料,并在不同温度下对材料摩擦性能进行测试。结果表明:铜铁预合金粉末的引入使得铁元素在烧结后铜基体中及铜基体与其他组元界面处析出,阻碍了烧结,导致材料密度下降。存在于界面处的铁以及反应生成的珠光体成为硬质强化相,使得材料的磨损机理从纯铜基体时的黏着磨损向添加铜铁预合金粉末之后的磨粒磨损转变,导致摩擦系数先下降后上升。200～250 ℃为摩擦系数保持稳定的临界温度。当超过临界温度时,摩擦表面铜软化,其自润滑作用使得摩擦系数下降。含30%铜铁预合金粉末的铜基摩擦材料（质量分数）的摩擦磨损性能最佳,这是由于此时摩擦材料兼具铜良好的塑性以及生成的适量硬质相能够强化摩擦表面。     

Formation of PbTe intermetallic compound by mechanical alloying of elemental Pb and Te powders

The PbTe intermetallic compound could be fabricated by mechanical alloying of elemental Pb and Te powders for 2 minutes at ball-to-powder weight ratio of 2 : 1. The lattice parameter of PbTe processed by mechanical alloying, 0.6462 nm, was in excellent agreement with the value of 0.6458 nm which was reported for PbTe powder fabricated by melting and grinding. In situ observation of the abrupt temperature rise during the ball milling process indicated that the PbTe intermetallic compound was formed by a self-sustained reaction rather than by diffusional reactions. There was no tendency for PbTe crystalline powders to be amorphized by mechanical alloying.