用作温压基粉原料的Fe-Ni-Mo合金钢粉温压与烧结行为研究

与通常采用纯雾化铁粉和部分合金化铁粉作为温压基粉不同,作者对水雾化Fe-Ni-Mo合金钢粉作基粉的Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.0Cu-xC(x=0.6,0.8,1.0)粉末进行了温压与烧结行为的研究.结果表明,通过设计新型聚合物润滑剂,高硬度的合金钢粉仍适用于温压工艺.当粉末和模具的加热温度分别为125和145℃时,Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.0Cu-0.8C的温压密度较高,在735MPa的压力下进行压制,压坯密度达到7.35g/cm~3,比室温压制提高了0.19g/cm~3左右.并且,温压压坯的弹性后效比室温压制降低了40％,在1120℃烧结1h后的烧结密度为7.32g/cm~3.     

聚乙二醇基粘结剂铁基粉末温压行为的研究

以水雾化铁粉和合金钢粉为原料,聚乙二醇和少量添加剂为粘结剂进行了温压成形试验.对加入粘结剂的两种粉末的松装密度和流动性进行了测定,重点考察了粘结剂含量、温压温度和压力等对温压压坯密度的影响.实验结果表明,原料铁粉的性质、温压温度和粘结剂加入量等对温压压坯的密度都有影响,在温压温度和压力分别为75℃和600 MPa时,填加0.4%(质量分数)粘结剂的水雾水铁粉和合金钢粉压坯的生坯密度分别可达7.29 g/cm3和7.20 g/cm3;结合实验结果,对温压压坯密度和压制压力的关系进行了解析,以探讨温压成形的致密化规律.     

烧结温度对高速压制制备弥散强化铜材料导电率的影响

弥散强化铜材料具有高强度和高导电性的特性,孔洞是影响导电率的重要因素.本文采用高速压制成形技术,对Al₂O₃质量分数为0.9%的弥散强化铜粉压制成形,研究了压制速度对生坯的影响.当压制速度为9.4 m·s-1时得到密度为8.46 g·cm-3的生坯.研究了烧结温度对烧结所得Al₂O₃弥散强化铜试样导电率的影响.当生坯密度相同时,烧结温度越高,所得试样的导电率也越高.断口与金相分析表明:烧结温度为950℃时,烧结不充分,颗粒边界以及孔洞多而明显,孔洞形状不规则;烧结温度为1080℃时,颗粒边界消失,孔洞圆化,韧窝出现,烧结坯的电导率为71.3%IACS.      

高密度铁基粉末冶金零部件制造原料的研究

温压粉末原料是采用温压成形技术制造高密度粉末冶金零件的基础和温压工艺的技术核心。高价格的进口温压粉末制约了我国高密度铁基粉末冶金零件的开发与应用,因此,必须开发出符合我国国情的温压粉末原料体系。作者根据我国资源特点,采用鞍钢产水雾化铁粉、水雾化低合金钢粉和攀枝花钢铁公司产转炉烟尘铁粉为原料,进行了制备相应体系的温压粉末原料和温压工艺参数优化的研究。以水雾化铁粉为原料设计制造的Fe-1.5Ni-0.5Mo-0.5Cu-0.6C粉末经637MPa压制,温压密度为7.46g/cm~3;压坯的回弹率为0.03％.在1150℃烧结40 min后,收缩率为0.025％。而以转炉烟尘铁粉设计制造的Fe-1.5Ni-0.5Mo-0.5Cu-0.6C粉末经686 MPa压制,压坯密度达7.35g/cm~3;以Fe-1.5Ni-0.5Mo水雾化合金钢粉为原料制造的Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.5Cu-0.8C粉末在686 MPa时压制密度为7.35g/cm~3。这些粉末原料的设计为我国高强度铁基粉末冶金零部件的制造创造了条件。     

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。     

铁粉特性对温压生坯密度的影响

从铁粉类型、粒度组成、化学成分和粉末显微硬度等因素对温压生坯密度的影响情况进行了系统试验,结果表明,通过控制粉末形状、粒度分布、化学成分等因素,温压可获得高压坯密度,在本试验中,经过处理的国产粉温压压制密度最高可达7.30g/cm3,接近国外粉末压制密度。     

高纯金属钒粉烧结性能研究

利用电子探针观察高纯金属钒粉粒度和形貌, 使用油压机将高纯金属钒粉压制成坯条, 并采用万能试验机测定钒坯条压溃变形力曲线, 分析钒坯条最优压制压力; 分别通过热压烧结和冷等静压+真空烧结的方法对高纯钒粉进行烧结, 研究烧结工艺对高纯钒粉烧结特性和力学性能的影响。结果表明: 采用冷等静压+真空烧结的方法, 在压制成形过程中, 钒粉压坯密度和相对密度随压力的增加而逐步提高, 压力提高到280 MPa时, 压坯密度和相对密度分别为3.99 g·cm-3和66.94%;经真空烧结后, 坯料密度和相对密度分别为5.28 g·cm-3和88.59%。压制压力由80 MPa提高到200 MPa时, 压溃强度从0.4 MPa增加到6.0 MPa, 增大趋势较为明显; 压制压力提高到280 MPa时, 压溃强度增加到7.4 MPa, 增大趋势变缓。经热压烧结坯料的相对密度比冷等静压+真空烧结坯料的相对密度高, 280MPa压力下热压烧结坯料密度和相对密度分别达到5.51g·cm-3和92.91%。     

添加Cu粉对GCr15磨屑粉体性能的影响

分析了GCrl5轴承钢粉体的压制规律,探索了添加Cu对压坯密度、弹性后效、烧结密度和力学性能的影响及压制压力和烧结温度对材料密度、硬度的影响。结果表明:GCr15轴承钢粉体符合黄培云压制方程,在小于1 300MPa的压力下,压坯密度随压力的增大而增加;在低于1 300℃烧结温度下,烧结坯的密度随烧结温度的升高而增加;添加Cu可以提高压坯密度和烧结密度,但对弹性后效影响不大;压制压力为1 200MPa时,不含Cu的GCr15轴承钢磨屑粉压坯密度为6.60g/cm~3,弹性后效为1.73%,H_2气氛中1 150℃烧结2h后密度为6.91g/cm~3;添加5%Cu(质量分数)粉的压坯在H_2气氛中1 300℃烧结2 h后密度达7.23g/cm~3,硬度为36.3 HRC。     

高性能Fe-Si软磁粉芯的制备及性能研究

以Fe-6.5Si粉末为基粉、多组分无机氧化物作为粘结剂,通过温压成形、热处理制得Fe-Si软磁粉芯。分别使用扫描电子显微镜、振动磁强计对样品的密度、微观形貌以及磁性能等进行了测试分析。结果表明:粘结剂的含量、温压压力、温压温度对Fe-Si软磁粉芯的性能都会产生影响,在压制温度150℃、压制压力为900MPa时,粘结剂含量为1.5%(质量分数)的Fe-Si生坯密度可以达到6.34g/cm3,经过720℃氩气气氛下热处理后密度可达到6.58g/cm3,饱和磁感应强度为1.26T,矫顽力为0.81 kA·m-1。     

316L不锈钢粉末的温压工艺研究

研究316L不锈钢的温压行为,分析温压工艺参数对压坯密度的影响.结果表明:在粉末加热温度为90℃、模具温度120℃、润滑剂含量0.8%(质量分数)的工艺条件下,压制压力为784 MPa时,压坯密度达6.92 g/cm3:经1130℃烧结后密度为7.06 g/cm3,硬度为HRB76.还对温压与室温模压(添加0.7%硬脂酸锌)后的压坯密度和弹性后效进行了比较:确证温压压坯密度比室温模压密度提高约0.2 g/cm3,弹性后效较室温模压的小.     

高速压制制备高密度纯铁软磁材料

以退火纯铁粉末为原料,采用粉末退火结合高速压制技术的方法制得高密度压坯(7.70 g·cm-3),经烧结后获得高密度高性能的纯铁软磁材料.研究退火粉末的高速压制行为,以及烧结时间和烧结温度对材料磁性能和晶粒大小的影响.结果显示:退火粉末的压坯密度随压制速度的增加而增加,压坯密度最高可达到7.70 g·cm-3,相对密度可达到98.10%.烧结温度为1450℃,烧结时间为4 h时,材料密度达到7.85 g·cm-3,相对密度为99.96%,最大磁导率达到13.60 m H·m-1,饱和磁感应强度为1.87 T,矫顽力为56.50 A·m-1.      

Characterization,Physical and Mechanical Behavior of Sintered Atomized Iron–Zinc Stearate Composite

Powder metallurgy is an effective method to process the iron component in near net shape. In this paper, the influence of particle size, lubricant and compaction load on the physical and mechanical properties of the sintered iron–zinc stearate composite sample has been investigated. Atomized iron powders of particle size 100–200 and 200–300 mesh with zinc stearate 2.5, 5.0 and 7.5 wt% were used for preparing the samples. Green samples were prepared by cold compaction at various loads of 200, 180 and 160 KN and the sintering is done at 500 °C. The physical properties and the mechanical properties such as density, hardness and compression strength have been measured for the sintered samples. Scanning electron microscope was used to characterize the atomized iron powders and the sintered samples. It were confirmed that the shape of atomized iron powder particles were irregular, dendritic and acicular. Energy dispersive spectroscopy was used to identify the elemental compositions of powders and the sintered samples. Taguchi (L₁₈) method was effectively used to develop the regression model and describe the contribution of the input parameters in compressive strength, density, and hardness. The highest effect on density was powder particle size followed by compaction load and lubricant wt%. The Hardness value increased with increase in the powder particle size and compaction load and decreases with increase in the lubricant wt%. The compression strength increased with increase of compaction load and decrease of lubricant wt% and particle size.     

润滑剂对温压FeSiAl磁粉芯性能的影响

采用温压成形工艺将水雾化Fe Si Al粉末制备成磁粉芯;用X射线衍射对原始粉末和经过绝缘包覆及热处理的粉末进行物相分析;采用软磁交流测试仪测量磁粉芯的磁损耗;利用精密磁性元件分析仪测量样品的磁导率。混合不同质量分数的硬脂酸锌和聚乙二醇(PEG)作为温压润滑剂,并研究其对Fe Si Al磁粉芯性能的影响。结果表明,1 100 MPa/100℃的温压成形条件下,当硬脂酸锌和PEG质量比为2:3,添加温压润滑剂的质量分数为1.3%时,磁粉芯生坯密度达到最大值5.75 g/cm3,热处理后为5.74 g/cm3。660℃×1 h热处理后,100 k Hz下,相应的有效磁导率?e达到137.9;350 k Hz/50 m T下磁损耗Ps为81.78 W/kg。     

CaCO3微粉对锆酸钙性能的影响

以Ca（OH）₂和m-ZrO₂为原料，按物质的量1:1进行配料，添加不同质量分数的CaCO₃微粉，混料均匀后压样，经1600℃保温3 h后制备得到锆酸钙（CaZrO₃）。利用显气孔体密测定仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X'Pert plus图象处理软件分析CaCO₃微粉对锆酸钙材料烧结性能、物相组成及微观结构的影响。结果表明:当没有添加CaCO₃微粉时，试样烧结前后线收缩率为8.23%，体积密度为3.40 g·cm-3，显气孔率为14.5%，CaZrO₃晶粒尺寸为4.08μm；当加入质量分数为8% CaCO₃微粉时，试样烧结前后线收缩率为14.89%，制备锆酸钙体积密度为4.02 g·cm-3，显气孔率为8.6%，CaZrO3晶粒尺寸为5.45μm；由此可见，添加少量CaCO₃微粉有利于锆酸钙烧结致密性和晶粒长大。     

粉末形状与松装密度对不锈钢烧结多孔材料制备工艺及其性能的影响

通过选用气雾化及水雾化两种工艺方法制备的不锈钢粉末来制取粉末烧结多孔材料。探讨了粉末形状及松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料制造工艺中的成形压力和烧结温度等工艺参数的影响;研究了原料粉末松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料的透气性、拉伸强度的影响。结果表明:成形压力、烧结温度和制品的透气性受粉末松装密度影响显著。粒度范围为0.18～0.90mm时,气雾化粉末的成形压力比水雾化粉末要高近1倍;当粉末的粒度相同时,采用松装密度大的球形粉末所需的烧结温度比松装密度小的不规则粉末的高60～70℃;粒度为0.45～0.60mm时,选用松装密度为4.13 g/cm3粉末所制备的多孔制品的透气性为3.16×10-10m2,而选用松装密度为2.67 g/cm3的粉末所制备的多孔制品的透气性仅为8.8×10-11m2。不锈钢多孔材料的强度受原料粉末的松装密度影响显著;粒度相同,制备工艺相同时,采用较低松装密度的粉末的制品,能够得到较高的强度。     

Fe2O3添加剂对锆酸钙陶瓷烧结性能的影响

以分析纯Ca(OH)₂和m-ZrO₂为原料, 按物质的量1:1进行配料, 添加不同质量分数Fe₂O₃粉末作为添加剂, 经充分混合后压制成?20 mm×20 mm圆柱试样, 再经1600℃保温3 h煅烧制备得到锆酸钙陶瓷试样(CaZrO₃)。利用显气孔体密测定仪、X射线衍射仪及扫描电子显微镜分析Fe₂O₃粉末添加剂对CaZrO₃陶瓷材料烧结性能、物相组成及微观结构的影响。结果表明:当没有添加Fe₂O₃粉末时, 试样烧结前后线变化率为12.72%, 体积密度为3.92g·cm-3, 显气孔率为14.9%, CaZrO₃晶粒尺寸为4.22μm; 当加入质量分数0.75%Fe₂O₃粉末时, 试样烧结前后线变化率为17.20%, 体积密度为4.68 g·cm-3, 显气孔率为6.8%, CaZrO₃晶粒尺寸为5.21μm。     

温压压制压力强化因子及压制曲线的唯象分析

介绍了一种使用钢铁粉末室温压制回归方程来建立其温压压制方程的分析方法。粉末和模具温度、装粉高度通过压力强化因子影响温压生坯密度。温压压制方程描绘的压制曲线与实验数据相符合。曲线表明装粉高度增加时,粉末和模具加热温度应当降低。对于某些装粉高度温压失去有效性。