工艺条件对气雾化制备SnAgCu合金粉末特性的影响

采用紧耦合气雾化法制备SnAgCu无铅焊料合金粉末,研究雾化压力和熔体过热度对粉末粒径和形貌的影响.采用干筛筛分法对所制备的粉末进行分级,采用激光粒度分析仪和扫描电镜分别对粉末的粒径、形貌和微观组织进行表征.结果表明:当雾化压力为0.7 MPa、熔体过热度为20～30 ℃时,制备的无铅焊料合金粉末中值粒径为40.10 μm,颗粒表面光洁、球形度高;当过热度为20～30 ℃、雾化压力由0.7 MPa增大至2.5～3.0 MPa时,粉末中值粒径由40.10 μm减小至32.22 μm,颗粒表面缺陷明显增多;当雾化压力为0.7 MPa、熔体过热度由30 ℃提高至50 ℃时,粉末粒径仅略微减小,但球形度明显降低;气雾化快速冷凝产生富Ag和Cu相,且富Ag和Cu相弥散分布在Sn基体内.     

雾化参数对H70黄铜粉末粒度及其分布的影响

气雾化生产金属粉末是一个复杂的过程,影响因素较多.为制备较细粉末需求最佳的工艺参数组合,应用气体动力学和流体力学分析了雾化气体压力、金属熔体温度和导液管内径对H70黄铜雾化粉末粒度及其分布的影响.结果表明:适当地提高气体压力和金属熔体温度或者减小导液管内径均能使雾化粉末粒度增大,当雾化气体压力为1.3 MPa,金属熔体温度为1 160 ℃时,导液管内径为3.5 mm时,所制得的粉末的粒度及其分布均达到最佳效果.     

电极感应熔炼气雾化制备Ti-6Al-4V合金粉末的性能及其表征

采用国产自行研制的无坩埚电极感应熔炼气体雾化(EIGA)设备制备Ti-6Al-4V合金粉末,实验使用环孔型和环缝型两种气雾化喷嘴,改变雾化压力和熔炼功率,设计四组工艺参数,研究雾化工艺对粉末性能的影响规律。根据激光选区熔化(SLM)对粉末的要求,将筛分得到的粒径小于53 μm的粉末进行表征,采用MASTERSIZE 2000激光粒度分析仪分析不同雾化工艺制备粉末的粒度分布,采用欧奇奥500NanoXY+HR型粒度粒形分析仪对粉末的粒形进行量化表征分析。结果表明,采用环缝型喷嘴、5 MPa的雾化压力和25 kW的熔炼功率的工艺参数组合制备的粉末效果最佳,得到的粉末粒径较小且分布集中,粉末粒度呈近似正态分布,D10、D50和D90分别为19.4 μm、31.9 μm和51.5 μm;粉末的球形度较高,粉末圆度的平均值为90.6%,欧奇奥钝度的平均值为92.7%,超过80%的粉末赘生物指数为0,卫星粉较少。通过XRD、SEM、EDS能谱和氧氮仪等手段对粉末进一步分析,发现粉末内部组织为不同取向的针状α′马氏体,空心粉含量较少,粉末成分无损耗且氧含量较低。对该粉末进行ＳＬＭ成形,成形件致密度达到99.02%,表面粗糙度为4.98 μm,显微硬度为352.5 HV0.5。     

快速凝固/粉末冶金制备高硅铝合金材料的组织与力学性能

采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法,制备了Al-30Si和Al-40Si过共晶高硅铝合金材料,采用扫描电镜与金相显微镜进行了显微组织分析,检测了其力学性能.研究表明:所制备的高硅铝合金粉末颗粒尺寸在2～10 μm之间;挤压后的材料具有组织十分细小且均匀弥散分布的Si相;在370℃热挤压条件下,其抗拉强度高达239 MPa,比相同成分的铸轧态试样提高了77%,随着挤压温度的升高以及Si含量的增加,硅相颗粒增大,抗拉强度下降.     

CoCrMoW合金的粉末特性及其激光选区熔化成形性能研究

利用真空气雾化技术制备激光选区熔化成形用CoCrMoW合金粉末,检测分析了粉末的特性,引入椭圆延伸度、ISO圆度、赘生物指数来定量表征粉末的粒形和卫星粉,并研究了该粉末的SLM成形性能和电化学性能。结果表明：粉末的D10、D50、D90分别为：12.50μm、28.71μm、58.05μm;大部分粉末在形状上为球形和近球形,粉末平均椭圆延伸度为0.212,平均ISO圆度为0.607,表面没有粘连微粒的粉末占总体积的74.89%;粉末的松装密度为4.82g/cm3,振实密度为5.71g/cm3,压缩度为15.6%。粉末适用于激光选区熔化成形,成形试样致密度达到98.7%,表面粗糙度为8.3μm;显微硬度为396HV,抗拉强度为1154MPa,屈服强度为852 MPa,延伸率为8.5%,且耐腐蚀性能优于铸造CoCr合金。     

球形TC4合金粉末的制备、表征及雾化机理

采用真空气体雾化法制备了TC4合金粉末,并采用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜和霍尔流速计等对制备的粉末粒度分布、组织形貌、松装密度、流动性等进行了测试分析。结果表明:真空气体雾化法制备的TC4合金粉末粒度呈正态分布,尺寸集中分布在32.52～182.50μm左右,粉末中值粒径d_(50)为92.70μm,粉末球形度高,氧含量低(0.14%);粉末具有较低的松装密度和良好的流动性,粒径在38～106μm的粉末其流动性为25～50 s/(50 g),松装密度为2.52～2.56 g/cm~3。TC4合金粉末中粒径较大的颗粒表面呈发达的近似等轴的胞状枝晶组织,而颗粒粒径越小,其表面越光滑。少部分小颗粒粘附在大颗粒表面上,出现连体的"卫星"状。     

CoCrMoW合金的粉末特性及其激光选区熔化成形性能

利用真空气雾化技术制备激光选区熔化成形用CoCrMoW合金粉末,检测分析了粉末的特性,引入椭圆延伸度、ISO圆度、赘生物指数来定量表征粉末的粒形和卫星粉,并研究了该粉末的SLM成形性能和电化学性能。结果表明:粉末的D10、D50、D90粒度分别为:12.50、28.71、58.05μm;大部分粉末在形状上为球形和近球形,粉末平均椭圆延伸度为0.212,平均ISO圆度为0.607,表面没有粘连微粒的粉末占总体积的74.89%;粉末的松装密度为4.82 g/cm~3,振实密度为5.71 g/cm~3,压缩度为15.6%。粉末适用于激光选区熔化成形,成形试样致密度达到98.7%,表面粗糙度为8.3μm;显微硬度(HV)为3960 MPa,抗拉强度为1154 MPa,屈服强度为852 MPa,延伸率为8.5%,且耐腐蚀性能优于铸造CoCr合金。     

气固两相流雾化法制备微细不锈钢粉末

采用含有固体食盐颗粒的气固两相流雾化工艺制备不锈钢粉末,并讨论了金属液流量、固体介质流量、气体介质流量以及气压等工艺参数对粉末粒度和形貌的影响.研究结果表明:在同等气体压力和流量的条件下,与普通气体雾化相比,气固两相流雾化所得不锈钢粉末具有更小的粒度和更好的球形度;随着气体介质流量及压力的增加,所制备的不锈钢粉末粒度越小,粉末的分布更集中;随固体介质盐流量的增大,所得粉末的粒度呈现先减小后增大的趋势.在熔体温度为1550℃～1 600℃,气体压力为0.9 MPa,气体介质流量为6 m3/min,金属液流量为42 g/s,盐流量为58 g/s条件下,制备出平均粒径为20 μm和球形度良好的不锈钢粉末.     

固液混合铸造制备Al-10Cr合金的研究

采用固液混合铸造新技术，制备了Al-10Cr合金，研究了合金熔体过热度，加粉量和粉末粒度对材料组织和性能的影响。试验结果表明：合金熔体的过热度为35℃时最佳，当加粉量为60％、粉末粒度为147-246μm时可获得均匀的细晶组织，最佳室温力学性能为σb=119MPa，σ0.2=89．5MPa，δ=1．0％。     

反应生成颗粒增强Al-Si合金基复合材料的研究

采用熔体反应法，通过铝液与SiO2粉末之间的化学反应制备了Al2O3颗粒增强Al-Si合金基复合材料。研究表明，生成的颗粒尺寸为0．2～0．5pm，在Al—Si基体上分布比较均匀；随颗粒含量增加，复合材料的显微硬度显著提高。利用微粒反应模型，对Al与SiO2颗粒之间的化学反应进行了分析。     

SiO_2原位制备Al_2O_(3P)/Al-Si复合材料

采用液相接触法,以SiO2为原材料制备了Al2O3P/Al-Si复合材料,利用OM,SEM,XRD等分析了复合材料的组织、生成的相以及相的大小、形状与分布。结果表明,Al2O3颗粒主要分布在晶界处Al-Si共晶组织中,颗粒大小约为1μm。原位生成的Si与Al形成的共晶组织不再以针片状形式存在,而是呈粒状,尺寸为0.3～1.5μm。     

PREP法制备高温TiAl预合金粉末及其致密化坯体组织研究

采用等离子旋转电极雾化(PREP)法制备了高温Ti Al预合金粉末,该粉末粒度主要在46~150μm之间,其粒度呈现双峰分布。高温Ti Al预合金粉末的快速冷凝组织及相组成与粒度有关,一般大粒径粉末冷凝组织为枝状结构,小粒径粉末呈光滑状;该预合金粉末相主要由α2相组成,小于46μm粒径的粉末含有一定β相,大于200μm粒径的粉末出现γm相。不同粒度的粉末由于不同的相组织结构对热等静压致密化坯体组织具有一定遗传效应,粗粒度粉末在热等静压后坯体中易形成原始粉末颗粒边界或粗化的片层组织。     

快速凝固高硅铝合金粉末显微组织及时效特性

利用超音速气体雾化法制备快速凝固高硅铝合金粉末,并对合金粉末组成、显微组织特征、显微硬度及时效处理对它们的影响进行系统研究。结果表明利用超音速气体雾化法所制备的高硅铝合金粉末组织主要由基体上弥散分布的细小颗粒相Si和针状相Al9FeSi3组成。在X－射线衍射曲线上基体相及Si相衍射峰有一定程度宽化;合金粉末经时效处理后组织及相组成基本不发生变化,但基体及Si相衍射峰宽化程度有所减弱,时效初期合金粉末显微硬度有一定的程度降低,随后延长时效时间则保持不变。     

惰性气体雾化法制备TiAl3粉末的特性

采用惰性气体雾化法制备TiAl3粉末,并通过激光粒度分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪等研究TiAl3粉末的粒度分布、表面形貌及物相结构.结果表明:粉末中值粒径(d50)为62.23 μm,微分分布曲线呈单峰且近似于正态分布,这是因为高雾化压力有利于熔滴的二次破碎;大部分粉末颗粒呈球形或近球形,粉末表面相对较为粗糙,这是由于TiAl3熔液粘度较大所致;粉末的物相结构主要是TiAl3相和少许Ti2Al5相,雾化过程中较高的冷却速率抑制Ti2Al5向TiAl3相进行包晶转变.     

熔体混合与电磁搅拌对Al-20Si合金中初生Si相的细化效果

采用电磁搅拌和熔体混合技术制备Al-20Si合金,研究表明,单纯采用电磁搅拌技术制备Al-20Si时,会产生偏析层,其初生Si相平均尺寸在60μm以上;而采用熔体混合+电磁搅拌复合处理可使Al-20Si合金中的初生Si相尺寸降至16μm以下,并消除在单纯电磁搅拌合金边缘出现的粗大的初生Si相的偏析层。熔体混合处理处理还可以强化过共晶Al-20Si合金的电磁搅拌效果,获得良好细化效果。     

退火处理提高气雾化过共晶Al-Si合金粉末的变形能力（英文）

气雾化纯金属或合金粉末是粉末冶金方法(压制和烧结)制备高性能材料的常用原料。然而,由于细小的Si相和过饱和基体导致强度较高,气雾化Al-Si合金粉末的压制性能受到很大限制。研究退火处理对提高Al-Si合金粉末压制性能的作用。采用Heckel压制方程研究退火粉末的致密化行为并分析其变形能力。通过分析压坯的显微组织和抗弯断口,研究压制过程中粉末颗粒的变形行为。结果表明,粉末经过400°C退火获得96.1%的最高相对密度。由于Al基体软化、过饱和Si相析出、针状共晶相溶解以及Si相球化,退火处理可以明显提高Al-Si粉末的变形能力。     

高硅铝合金的喷射成形与组织性能研究

采用喷射沉积和热等静压致密化的方法制备了不同Si含量的Al-Si合金,研究了不同Si含量Al-Si合金的显微组织、常温拉伸和三点弯曲性能,并对断口形貌进行了观察。结果表明,沉积态Al-Si合金主要由白色的Al相和均匀弥散分布的灰色Si相颗粒组成,随着合金中Si含量的增加,Si相颗粒尺寸由4～21μm增加至6～31μm;经过热等静压致密化处理后,合金中白色的Al相和均匀弥散分布的灰色Si相颗粒的形态与喷射沉积态相差不大,但是合金基体中的细小孔隙基本消失;随着Al-Si合金中Si含量增加至40%时,合金的抗拉强度和三点抗弯强度有所减小,继续增加Si含量至50%,合金的抗拉强度和三点抗弯强度基本不变,合金的断裂方式从韧性断裂转变为脆性断裂。     

雾化工艺对Al-Si合金液滴凝固组织的影响

将雾化合金液滴的传热与运动方程相耦合,对合金的冷却过程进行研究,探讨液滴尺寸、气体初始速度、熔体过热度等参数对合金冷却过程及粉末微观组织的影响,并结合A390合金进行了计算。结果表明,随着液滴尺寸减小,所获得的冷却速度及过冷度增大;当液滴尺寸足够小时,液滴温度的变化趋势及合金液滴的组织将发生突变;增加雾化气体的初始速度,降低熔体过热度,可以抑制初生相的析出,有利于细化合金的组织。     

高强度TiN-AlNp/Al-Si复合材料的制备

提出一种新型的熔体搅拌铸造工艺 ,解决了Al Si合金对 10 μm级以下高体积分数TiN ,AlN陶瓷的非真空无压浸润问题 ,并在此基础上成功制备了高强度低成本的TiN AlNp/Al Si复合材料。研究表明 ,细小TiN ,AlN颗粒在铝熔体中已经实现了润湿 ,平均尺寸在 2～ 3μm ,基本呈均匀分布 ,与基体结合良好。当TiN ,AlN的含量为10 % (体积分数 )时 ,复合材料的抗拉强度为 335MPa ,屈服强度为 2 40MPa ,延伸率为 2 .4%。     

Cr12MoV冷作模具钢表面激光熔覆球磨SiC强化Fe-Al涂层研究

将球磨与未球磨Si C/Fe-Al复合粉末作为熔覆材料,在Cr12Mo V冷作模具钢表面用激光熔覆的方法制备了Si C强化Fe-Al涂层,对其显微组织、物相结构与抗电化学腐蚀性能进行了测试。结果表明:球状结构的Si C/Fe-Al复合粉末经球磨后呈多角状结构,平均颗粒粒径由54μm减小为38μm;在球磨涂层内Si C颗粒完全溶解,与Fe-Al合金交互作用后均形成了Fe2Si、Fe Al、Al0.7Fe Si0.3与M7C3;激光熔覆球磨Si C/Fe-Al涂层的抗电化学腐蚀性能优于基材Cr12Mo V与激光熔覆未球磨Si C/Fe-Al涂层。