制备钛合金件的粉末冶金新技术

钛及钛合金因具有优良的综合性能,在航空航天、军工、民用等领域已得到日益广泛的应用。采用粉末冶金方法生产钛制品不仅成本低,而且产品性能好,因而粉末冶金方法是低成本制备高质量钛舍金件的实用技术。本文介绍了近年来开发的几种制备钛及钛合金件的粉末冶金新技术及其应用状况。     

钛及钛合金粉末近净成形技术研究进展

钛及钛合金因具有优良的综合性能,在航空航天、能源化工、医疗等领域得到了日益广泛的应用。采用粉末冶金方法生产钛制品材料利用率高,是低成本制备高质量钛合金件的实用技术。综述了热等静压成形、金属注射成形、激光快速成形、温压成形、高速压制等钛及钛合金粉末冶金近净成形技术的研究进展,通过对比各项成形工艺的优缺点,提出了未来的发展趋势;并根据攀枝花地区钛资源的特点,提出了发展粉末冶金钛及钛合金材料的优势。     

钛及钛合金粉末制备与成形工艺研究进展

钛及钛合金因具有密度低、强度高、耐腐蚀、生物相容性好等特点被广泛应用于军事、航空、医疗等领域。传统铸锻钛合金生产工艺复杂，成本高，严重限制了钛合金的应用，粉末冶金技术制备钛合金降低了生产成本，有利于钛合金的推广应用。本文从钛及钛合金粉末的制备与成形工艺方面介绍了粉末冶金钛及钛合金的研究现状，并阐述了其发展趋势。     

航空航天用钛合金盘件开发与应用

钛及钛合金具有比强度高、耐腐蚀、耐高温等优良性能,在航空航天、舰艇、化工等领域得到日益广泛的应用.阐述了航空航天用钛合金盘件的研究现状,重点介绍了高性能钛合金盘件的制备工艺,包括粉末冶金热等静压成形和超塑性等温锻造成形.分析了钛合金盘件在航空航天领域的应用现状,并探讨了航天航空用钛合金盘件的发展趋势.     

钛合金粉末冶金工业化生产技术

通过分析钛在熔炼中遇到的问题,并结合粉末冶金技术的特点,指出应用粉末冶金技术是未来钛产业发展的必然选择。详述了钛合金粉末冶金生产的工艺路线,该工艺生产的TC4钛合金粉末冶金件抗拉强度可达900 MPa以上,断后伸长率超过10%,综合力学性能优于GB/T 25137—2010钛及钛合金锻件标准要求。钛合金粉末冶金件还可用来进行锻造和挤压加工成形,经锻造、挤压后,力学性能可进一步提高。总之,利用粉末冶金技术进行钛合金的工业化生产具有生产设备投入成本低、可实现产品近净成形、节约原材料、产品性能高、生产周期短等优势。     

生物医用Ti6Al4V合金粉末注射成形工艺研究

钛及钛合金具有高比强度、低弹性模量、优良的耐蚀性和绝佳的生物相容性,但较差的加工性能大大限制了其应用范围。钛及钛合金金属粉末注射成形工艺克服了机加工、模压等传统加工工艺的缺点,结合传统粉末冶金和注塑成型的优势,实现了结构复杂的钛及钛合金产品低成本、大批量近净成形,提高了材料利用率。本文利用水溶性黏结剂和粉末粒度为16 μm和22 μm的商用球形Ti6Al4V合金粉制备了注射料和相应的试样,通过实验确定了气氛热脱黏结合真空烧结的最佳工艺,基于该工艺制备得到了两种注射料的烧结试样。结果表明:粉末粒度为16 μm注射料烧结件杂质含量未能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准;粉末粒度为22 μm注射料烧结件物理化学性能如下,极限拉伸强度880 MPa,屈服强度830 MPa,延伸率13.2%,相对密度96.8%,氧质量分数为0.195%,氮质量分数为0.020%,碳质量分数为0.022%,该试样整体性能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准。     

低成本高性能粉末冶金钛合金

粉末冶金是短流程制备低成本、高性能钛及钛合金的有效方法。低成本氢化脱氢（HDH）钛粉可用于制备粉末冶金钛合金制件，但由于受间隙原子含量高、烧结致密度低和微观组织粗大等因素影响，使粉末冶金钛制品的组织性能优势得不到发挥。实验采用氢化脱氢钛粉—冷等静压—真空烧结的技术路线制备了Ti-6Al-4V烧结坯，间隙原子含量低（O<0.16 wt.%, N<0.05 wt.%, H<0.015 wt.%），具有均匀细小的近等轴?组织，良好的室温拉伸性能（UTS>930 MPa, YS>870 MPa, El>14%）。实验同时表明了HDH工艺制备低间隙原子含量钛粉的可行性，间隙原子含量的增加主要源于粉末及压坯的操作、转移和储存过程。得益于粉末冶金钛合金的细晶和近终成形特点，它无需通过开坯锻造，并且近成型的烧结坯能够提高材料利用率，减少后续热加工变形量及加工道次。因此，以粉末钛合金烧结坯替代锻坯进行后续的塑性加工能够大幅度降低钛合金构件及型材的成本。     

粉末冶金颗粒增强钛基复合材料研究进展

颗粒增强钛基复合材料具有优异的力学性能，粉末冶金技术在制备颗粒增强钛基复合材料上有很大优势。本文从钛合金基材、颗粒增强相选择及制备工艺与性能等方面综述了粉末冶金颗粒增强钛基复合材料的研究进展，指出提高密度、降低成本是粉末冶金颗粒增强钛基复合材料的发展方向。     

世界海绵钛工业的现状及对我国未来发展的思考

介绍了目前世界海绵钛工业的现状,分析了传统的克劳尔法存在着生产工艺复杂、流程长、能耗高、效率低等特点。指出随着国内外钛及钛合金粉末制备技术的发展和成熟,粉末冶金作为钛及钛合金近净成形的手段之一,必将成为降低钛及钛合金成形件成本的重要方法。建议我国新建和扩建传统克劳尔法制取海绵钛项目应谨慎,要积极跟进金属钛提取新技术,加强钛及钛合金粉末成形工艺和成形设备的研究,使我国钛的提取技术和粉末冶金成形技术能够紧跟世界先进水平。     

快速凝固技术在钛及钛合金中的应用

本文扼要介绍了快速凝固技术的特点、粉末形状及现有的快速凝固钛及钛合金的方法,比较了铸锭冶金和快速凝固粉末冶金钛及钛合金的性能,指出了快速凝固技术在提高现有钛及钛合金性能,尤其是在开发新钛合金方面的作用及应用.     

提高粉末冶金制品压坯密度的新技术

粉末冶金是一项以较低的成本制造高性能铁基粉末冶金零件的生产技术。然而 ,其制备的粉末压坯密度通常较低 ,因而影响了零件的性能。在此介绍了几种提高粉末冶金零件压坯密度的新技术 ,如温压、流动温压、高压温压以及高速压制等 ,并指出了粉末冶金技术的发展方向     

粉末冶金高速压制致密化机制的研究进展

粉末冶金高速压制可以以低成本大批量制备高性能的粉末冶金零部件,零件的密度、性能等接近粉末锻造,而成本却远低于粉末锻造。近年来,粉末高速压制技术还与模壁润滑、温压或者复压复烧等技术相结合,使其应用领域进一步拓宽。综述了粉末冶金高速压制的原理及应用、粉末高速压制的数值模拟及致密化机制研究进展,指出了未来重点研究的方向。     

影响钨钼双金属压制的因素分析

通过对国内外钼基靶制备方法的分析,本文就钼基钨靶研究提出了粉末冶金的方法,对影响复合压制的一些因素进行了研究和探讨。其中,对粉末性能、压制压力和润滑剂的选取标准及要求做了详细的说明,同时为了保证复合压制界面的平整和有机结合,也对复合压制钨、钼压坯密度提出了要求。     

粉末冶金新技术在烧结齿轮中的应用

烧结齿轮的性能与粉末冶金工艺密切相关，不同工艺和技术路线生产的齿轮，性能差异很大，而粉末冶金技术的发展促进了烧结齿轮性能的提高和尺寸的稳定。文章作者根据其多年从事粉末冶金齿轮生产与科研的实践经验分析和评述了近年来发展起来的温压成形、高速成形、烧结硬化、高温烧结、熔渗和齿轮表面致密化等技术及其在齿轮制造中的应用；指出：采用温压成形、高速成形、烧结硬化、高温烧结或溶渗等新技术配合表面数字化，可望同时实现高密度、低成本和高精度的齿轮生产。     

金属粉末电磁压制基本机理及致密工艺

成型是粉末冶金工艺中比较重要的一环．文章分析了金属粉末电磁压制的基本机理和压制工艺参数对粉末压坯密度的影响，并对粉末压制致密工艺给出了理论参考．     

粉末冶金高致密化成形技术的新进展

本文针对粉末冶金行业近十年来出现的提高制品致密化的新途径新方法, 简要介绍了其中的温压技术,流动温压技术、模壁润滑技术、高速压制技术、动力磁性压制技术、爆炸压制技术、放电等离子烧结技术的原理、特点、发展和应用情况。指出发展粉末冶金高效高致密化成形技术是粉末冶金的发展方向和研究重点, 产品致密化程度的提高将大大促进性能的改进。粉末冶金新技术、新工艺、新材料的不断出现, 必将促进高技术产业的快速发展, 也必将带给材料工程和制造技术以光明的前景。     

粉末冶金电力机车受电弓滑板的研究概况

目前,我国电力机车用各类滑板中,铜基粉末冶金滑板应用最为广泛,日本新干线长期使用粉末冶金滑板.本文全面地综述了电力机车受电弓粉末冶金滑板的发展应用概况,介绍了粉末冶金滑板的材料及制造工艺、铜基滑板的标准及选用原则.与进口的整体碳滑板相比,粉末冶金滑板机电性能优良,电阻率低,适用性好,不易出现弓网故障,借鉴日本新干线的成功经验,铜基粉末冶金滑板在今后的很长时间内仍将居于主导地位.今后,粉末冶金滑板应适当增加润滑组元含量,以减少对导线的磨耗为发展方向.     

数值仿真技术在粉末冶金零件制造中的应用及研究进展

数值仿真技术可用于粉末零件制造的工艺设计与优化,为缺陷预测与预防、零部件性能改善提供有效的理论支持和技术指导。基于粉末零件压制和烧结机理的本构模型是进行准确可靠的数值计算的必要条件。本文主要介绍了粉末压制模拟中常用的本构建模方法,如粉末烧结体塑性力学方法、广义塑性力学方法及微观力学方法,和粉末烧结模拟中的微观结构模拟方法,如分子动力学法、相场法、蒙地卡罗法及元胞自动机法等,并对以上各种建模方法的计算原理、适用范围及近些年的应用进展做了简要介绍,最后对数值仿真技术在粉末零件制造中的发展方向进行了展望。     

用温压制造汽车变速器输出轴毂

汽车中应用的铁基粉末冶金零件在不断增加,这主要是由于密度的增高和动态性能的改进。粉末冶金零件的新应用还必须通过不断采用新工艺的最终形成形能力及减少制造工序,降低生产成本。用于制造某些新零件的生产工艺,还必须能生产出几何形状复杂的薄壁零件。采用温压工艺(ANCORDENSETM),用一次压制可达到较高密度水平。这种工艺还能增高生坯强度与减小脱模力。汽车变速器输出轴毂在20世纪90年代以前,是用二次压制/二次烧结工艺大量生产的一个重要粉末冶金零件。1995年前后,用温压工艺进行了制造这种零件的试验,并和用二次压制/二次烧结工艺生产的零件进行了对比。