超高压水雾化制备预合金粉末在金刚石工具中的应用（英文）

采用超高压水雾化工艺制备金刚石工具用铜基、铁基、钴基预合金粉末,并对超高压水雾化法、常规水雾化法以及单质金属机械混合粉末制备的金刚石工具烧结节块的力学性能、胎体对金刚石的把持力、空白与含金刚石胎体烧结节块的断口形貌进行测定、比较与分析。结果表明:超高压水雾化预合金粉末烧结节块的相对密度、硬度和抗弯强度等力学性能有显著提高。超高压水雾化预合金粉末烧结节块断口形貌为韧性断裂,预合金粉末与金刚石之间除具有机械嵌镶力外,还存在化学结合力,胎体粉末材料对金刚石的把持能力明显增强。采用超高压水雾化预合金粉末可大大改善金刚石制品胎体的力学性能与使用寿命。     

金刚石工具预合金代钴粉末的研究及应用

近年，国内外开展了金刚石工具代钻粉末的研究。本文采用水雾化法开发了三种预合余代钻粉末：对粉末的基本属性、形貌，粉末的相组成，粉末的差热性进行了分析研究；测定了它们的烧结密度、硬度、抗弯强度、弹性模量随热压烧结温度变化的规律；采用作者自行建立的磨料磨损试验方法，测定了它们的质最磨损阿分率（即耐磨性）；测定了它们的冷压生坯密度、模拟生坯强度以及高频钎焊的结合力矩；观察了热压烧结SEM腐蚀组织和SEM断口形貌。结果表明：三种预合金粉末有着优良的低温烧结性能和耐磨性，表现出接近于超细钴和相当于国外代钴粉末的优良的物理、机械性能，对金刚石把持力高；具有高的高频钎焊结合力矩；粉末成本较低，用粉量可降低。实际切割花岗石、混凝土，切割锋利，使用寿命长。     

金刚石工具胎体预合金粉末制取与应用

预合金粉末是采用多种金属熔炼成低熔点合金后再喷制成的粉末,其制取可以用雾化法和湿法冶金等工艺生产.文中介绍了气体雾化法预合金粉末的工艺过程;描述了湿法冶金制取预合金粉末的工艺流程.分析了预合金粉末胎体金刚石工具的优点,说明了国外预合金粉末技术现状和发展趋势,剖析了国内预合金粉末及工具的研究情况,探讨了金刚石地质钻头胎体用预合金粉末的制取和实际应用情况,研究了切割花岗岩的预合金粉末胎体金刚石锯片.     

预合金粉对粉末冶金NiFe18.5Al25合金性能的影响

将元素Ni、Fe和Al粉以摩尔比56.5-18.5-25配料,分别按元素粉末高能球磨(300 r/min, 12 h)、元素粉末直接干混、50%元素粉+50%预合金粉末干混3种方式混料;混料在500 MPa的压力下压制成形,1 280 ℃下烧结;对合金烧结态进行相对密度测定、力学性能检测、X射线衍射分析(XRD)和断口形貌观察.结果表明:50%元素粉+50%预合金粉制备的合金性能最好,密度可达到6.61 g/cm3(相对密度94.8%),烧结态抗拉强度可达到868 MPa,说明元素粉末中添加的预合金粉可以控制烧结过程,提高合金的烧结密度,同时增强合金的力学性能.     

FeNiCo预合金粉末的烧结特性及其在金刚石绳锯中的应用

通过多金属电解法制备FeNiCo预合金粉末,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对预合金粉末及其烧结体进行形貌观察和物相分析,研究FeNiCo预合金粉不同温度烧结时烧结体的力学性能和磨损性能,并探讨其在金刚石绳锯中应用的可行性。结果表明:制备的FeNiCo预合金粉一定程度上实现合金化,粉末呈不规则状,粒度较细;FeNiCo预合金粉在800~840℃烧结时,烧结体硬度最大值为107.6 HRB,三点抗弯强度最大值为1638.3MPa,致密度最大值为96.2%,磨损质量损失为0.498~0.555g,烧结温度适应性较好。采用FeNiCo预合金粉为主要胎体成分制作金刚石绳锯锯切硬质石材时,切割效率为8.6 m~2/h,工具寿命为11.3 m~2/m,具有较好的综合使用性能。     

水气联合雾化制备超细铁粉及其在激光焊锯片上的应用

用水气联合雾化工艺制备超细铁粉，对比超细铁粉、还原铁粉和羰基铁粉的物性和微观形貌，并在一定的热压工艺下制备3种铁粉的烧结块，考察其断口形貌和力学性能；同时，在一定焊接条件下将3种铁粉应用于激光焊锯片的过渡层，考察其焊接性能。结果表明：水气联合雾化工艺制备的超细铁粉颗粒较细、氧含量低、纯度和球形度高、烧结活性好；且烧结块断口存在明显韧窝组织，其韧性较高，在较低的烧结温度下便可达到较大的致密度、硬度及抗弯强度。将超细铁粉应用到激光焊锯片过渡层中，锯片焊接强度远高于欧盟EN13236标准规定的600 MPa。在烧结压力为35 MPa、烧结温度为810℃、保温时间为3 min时制作刀头，再用此刀头制作锯片，锯片达到的最大焊接强度为1 900 MPa。     

金刚石工具用FeCu30预合金粉末水雾化工艺的研究

利用水雾化法生产金刚石工具用FeCu30预合金粉末。考察了粉末形貌,还原后粉末氧元素质量分数以及雾化压力和漏嘴内径对粉末粒度的影响。结果表明:水雾化压力的增加和漏嘴内径的减小,均能使粉末粒度减小。最佳工艺条件为:雾化压力为40 MPa,漏嘴内径为5 mm,还原温度为680℃。     

第二代FeCuCo预合金粉末的烧结与力学性能研究

采用国产真空热压烧结机制备了第二代FeCuCo预合金粉末的胎体试样,着重研究了不同烧结温度对胎体的断口形貌、相对密度、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:在选定的不同热压烧结温度下,胎体的断口均为沿晶断裂和穿晶断裂的混合型断口,胎体的晶粒尺寸比较均匀;随着烧结温度的升高,胎体内的晶粒逐渐长大,但没有发生异常长大现象,胎体的相对密度先略有升高然后恒定不变,硬度一直呈下降趋势,抗弯强度先升高后下降;在30 MPa保压6 min的条件下,第二代FeCuCo预合金粉末的最佳烧结温度为850℃,此时胎体的相对密度为97.5%,硬度为105.5 HRB,抗弯强度为1 839.14MPa。     

金刚石工具用FeCoCu预合金粉组成对烧结特性的影响

通过共沉淀法制备不同Fe-Cu配比的FeCoCu预合金粉,并对其微观结构进行表征与分析。同时,对3种粉体进行不同温度下的烧结实验和对烧结试样块进行力学性能及磨损质量损失进行测试,并对预合金粉与金刚石的界面结合情况进行探讨。结果表明:预合金粉中形成了Co_3Fe_7、CoFe_(15.7)、FeCu_4等中间相,在一定程度上实现合金化。3种预合金粉末的形状均为不规则状,粉末颗粒较细,且相互连接,表面疏松,有利于烧结。3种预合金粉中单质相仍占有较大比例,单质配比对烧结体性能有重要影响。Fe含量增加时,试样的理想烧结温度及烧结体力学性能均升高。Fe-Cu配比会对微观结构产生重要影响,胎体对金刚石以机械包镶为主,结合XRD及Raman光谱可知,与预合金粉烧结后的金刚石表面发生石墨化。     

金刚石制品胎体用预合金粉的制备

采用共沉淀还原法制取金刚石制品胎体的铜基预合金粉末。用X射线衍射仪（XRD）分析其物相组成，扫描电子显微镜（SEM）观察其形貌特征。研究了共沉淀还原法制备预合金粉末的机理。将预合金粉末经过真空热压烧结后，测试了其基本力学性能。研究结果表明：用该法制取的预合金胎体粉末形貌较均匀、粒度较均一，成分组成达到了设计的要求。共沉淀还原法制备预合金粉末的机理为：各种金属盐在共沉淀反应过程中相互固溶形成了复合金属盐，复合金属盐再通过还原得到预合金粉末。与传统机械混合法制成的胎体材料相比，用该预合金粉制成的胎体材料，均匀性更好，力学性能明显优于传统机械混合法，相对密度达98．24％，硬度达100．4HRB，抗弯强度达1127．45MPa。     

机械合金化对Cr-W粉末及烧结材料组织的影响

通过机械球磨法制备原子比为4:1的Cr-W预合金粉末,对球磨后的Cr-W粉末进行XRD、SEM、TEM分析,探讨球磨时间对Cr-W粉末形貌、晶粒大小、组织结构及烧结Cr-W合金固溶度的影响。结果表明：采用机械合金化法,可以制备纳米级的Cr-W预合金粉末;球磨初期,晶粒尺寸、微应变变化较大,48 h后趋于稳定获得小于30 nm的纳米晶粉末;经72 h球磨后,粉末中有固溶体形成;球磨过程伴随着晶格常数的变化;球磨时间越长的粉末,烧结后各相分布越均匀,固溶程度越高     

预合金粉含量对铁基胎体微观组织及性能的影响

研究添加2%、6%、10%和14%质量分数的CuZnSn预合金粉，对金刚石陶瓷磨边轮铁基胎体热压烧结组织、物相组成及力学性能的影响。结果表明:不添加预合金粉烧结的铁基胎体主要包括灰白色、浅灰色和深灰色3种组织，存在的物相主要为γ-Fe、(Cu, Sn)和(γ-Fe, Ni)固溶体以及Fe₄Cu₃、Cu₄₁Sn₁₁、Ni₄Sn等金属间化合物；加入预合金粉后，烧结工艺相同时，胎体中灰白色组织面积明显减少，浅灰色组织面积增加，深灰色组织面积变化不明显，除上述物相外，还出现了Cu_0.61Zn_0.39和CuZn₂物相。随着CuZnSn预合金粉含量增加，铁基胎体的致密度、硬度、抗弯强度均呈先增大后减小的趋势，而磨损量则呈先减少后增加的趋势；在CuZnSn添加质量分数为6%时，分别达到最大值99.8%、104.4 HRB、947.2 MPa和最小值0.272 5 g。添加适量CuZnSn预合金粉可以增加铁基胎体的液相量，改善粉体流动性，提高胎体性能，添加过量则会降低其综合性能。      

新型多组元超细铁基触媒在自锐金刚石合成中的应用

采用水-气联合雾化工艺生产多组元铁基细粒度金刚石触媒,通过控制触媒氧化物杂质种类及含量来改善金刚石合成时其生长界面的金属包膜质量,进而提高金刚石的合成质量。通过调控合成工艺,为金刚石生长创造稳定的热力学及动力学条件,促进金刚石二维层状生长,提高金刚石的阶梯状微破碎自锐能力。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)及扫描能谱分析(EDS)等手段分析用常规FeNi30触媒与新型触媒合成的金刚石的质量及结晶生长特点。结果表明:采用新型触媒合成的金刚石自锐性提高,用其制备的水泥锯片、绳锯的锋利度较以往同类型金刚石工具的锋利度提高15%以上,工具的连续工作平稳性也显著提高。      

Characterizations and mechanical properties of impregnated diamond segment using Cu-Fe-Co metal matrix

Diamond impregnated Cu-Fe-Co based saw-blade segments are directly processed by vacuum and pressure-assisted sintering at different temperature,with the purpose of reducing the cobalt content in diamond tools.Copper and iron are used as the bonding elements and cobalt-chrome pre-alloyed powder is used as the hardening phase.Effects of sintering temperature on microstructures and mechanical properties of the sintered matrix and diamond graphitization were investigated by X-ray diffraction analysis,electron probe micro-analyzer,universal testing machine,digital Rockwell hardness tester and Raman scattering analyzer.Results showed that microstructures of the sintered matrix were refined and porosities in the sintered matrix were closed to a more spherical-like shape with the increase of the sintering temperature.Densification,hardness and tensile strength of the matrix sintered at 820 ℃ were 12.75％,2.72％ and 156.38％ higher than that of the matrix sintered at 740 ℃,respectively.Diamond graphitization was not occurred at 820 ℃.The hardness and the tensile strength rose 32.8％ and 13.5％,respectively,after 7.5 h ageing treatment.The matrix densification ascent and the dispersed distribution of Co-Cr pre-alloyed powders contributed a hardness improvement and a tensile strength improvement to the Cu-Fe based matrix.     

A Study of Mechanical Properties of the Iron-base Sintered Steel Adding Fine Cr-Fe Powder

This paper reports an investigation of the mechanical properties and the fracture mechanism of iron-based sintered alloy containing fine Cr-Fe powder particles 300 nm in size and in contents raging from 0.2-1.5 wt%. The iron-base alloy were sintered at 1120 ℃ for 40min. The results of the study revealed improvement in mechanical properties such as tensile strength, elongation and hardness of the sintered alloy. The fracture behaviors of the alloy were influenced significantly by the presence of Cr-Fe powder particles. The mechanical properties increased with increasing Cr content. Micrographs of fracture appeared dimple and quasi-cleavage.     

等离子电火花烧结温度对TiAl合金微观组织和力学性能的影响

以等离子旋转电极球形Ti-45Al-2Cr-2Nb-0.2W预合金粉末为原料,采用等离子电火花烧结工艺在1150到1250℃范围内制备了高致密度和显微组织均匀一致的细晶钛铝基合金。烧结温度为1150℃时可获得均匀组织的α2+γ双态组织,并呈现出烧结温度范围内最高的断裂强度(1026MPa)和室温延伸率(1.12%);烧结温度为1250℃时可获得全片层α2/γ组织,烧结体的断裂强度和室温延伸率分别为953MPa和0.92%。双态组织(DP)的断裂模式是等轴γ晶内的穿晶断裂和片层晶团内的晶间断裂;而DP组织则为穿片层断裂、片层间断裂和台阶撕裂3种模式的复合模式。     

Fe基胎体中添加Zn粉后的金刚石磨边轮组织及性能

在金刚石磨边轮Fe基胎体中分别添加0,0.7%,2.1%,3.5%,4.9%质量分数的Zn粉,研究Zn粉添加量对金刚石磨边轮Fe基胎体的热压烧结组织、物相组成及力学性能的影响;在此基础上,研究Fe基胎体中添加0、2.1%、3.5%质量分数的Zn粉以及浓度为24%的金刚石后制成的3种金刚石节块的性能及对应的3种磨边轮的磨削性能。结果表明:当采用相同烧结工艺时,不添加和添加Zn粉后的Fe基胎体中的白色、深灰色、灰色3种组织面积及存在形态明显变化,加入质量分数为2.1% 的Zn粉有助于胎体中部分物质扩散,且其物相除γ-Fe、(Cu, Sn)和(γ-Fe, Ni)、Cu₄₁Sn₁₁固溶体以及Fe₄Cu₃、Ni₄Sn等金属间化合物外,还出现了Cu_0.61Zn_0.39新相。Zn粉质量分数增加,Fe基胎体的相对密度、硬度、耐磨性等皆呈下降趋势,但降幅不明显;而其抗弯强度相对未加Zn粉时的呈先增大后减小趋势,且在Zn粉添加质量分数为2.1%时提高了16.1%,达到最大值983.2 MPa;但添加的Zn粉质量分数过高,胎体热压时会出现流料现象。添加或未添加Zn粉的Fe基胎体中加入金刚石后,制作的节块与未加金刚石时的比,其抗弯强度下降,但添加Zn粉后的胎体抗弯强度降幅较小,把持力系数较大,可间接表明胎体对金刚石的把持力较高。用添加质量分数为2.1% 的Zn粉的Fe基胎体制作的金刚石磨边轮磨削渗花陶瓷砖边时,与胎体中未添加Zn粉和添加质量分数为3.5%的Zn粉制作的磨边轮磨削效果比较,其锋利度适中,使用寿命最长。      

烧结温度对CuZnSn13粉末烧结体组织和性能的影响

分别选用CuZnSn13雾化预合金粉末和Cu、Zn、Sn单质机械混合粉末为原料,通过热压烧结法制备CuZnSn13合金,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等手段对烧结组织进行分析,运用排水法、洛氏硬度计和万能试验机测试致密度、硬度和抗弯强度。结果表明:相同烧结条件下,两种烧结体主要组成相基本相同;但是,和单质机械混合粉烧结体相比,预合金粉烧结体中固溶相更多,并存在少量硬脆相Cu₆Sn₅和Cu₆₁Zn₃₉相,组织更加均匀细小;两种烧结体随烧结温度的升高,致密度、硬度和抗弯强度整体呈上升趋势,但预合金粉烧结体的性能随温度变化幅度不明显。