硬质合金粉末注射成形偏析现象的数值模拟

基于粉末-粘结剂的双流体模型,采用CFX商业软件对硬质合金粉末注射成形(PIM)过程进行了数值模拟,分析了充模过程产生的偏析现象.研究表明,PIM中的偏析有两类:一类是由于粉末与粘结剂密度及粘度的差异引起的普通偏析,密度的差异主要引起浇口附近粘结剂的轻微聚集,而粘度的差异引起允模前沿粘结剂体积分数的增加;另一类是由于边界层的存在及普通偏析共同作用形成的边界偏析,这种偏析使靠近模壁的粘结剂体积分数大于其平均值.局部密度测试证明了基于双流体模型模拟PIM过程偏析现象的可靠性.     

SPS工艺制备SiCp/Si3N4复相陶瓷及其力学性能的研究

使用Si3N4、SiC陶瓷微粉为原料,氧化铝(Al2O3)和氧化钇(Y2O3)为烧结助剂,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了SiC/Si3N4复相陶瓷,并研究了SiC的添加量、SPS的 烧结温度、压力和保温时间等参数对烧结试样相对密度、力学性能及显微结构的影响.结果表明,SiC颗粒补强增韧Si3N4陶瓷的最佳添加量为15%,相对与单相Si3N4陶瓷,维氏硬度提高了6.6%,断裂韧性提高了5%,抗弯强度提高了24%,样品晶粒比较均匀,SiC颗粒诱发穿晶断裂和钉扎效应提高了基体的断裂韧性.     

无损检测和模式识别技术在粉末注射成形中的应用

从粉末注射成形技术智能化的角度出发,将无损检测技术与模式识别技术相结合,提出了一种高效可行的缺陷检测诊断方法.本文通过工业CT检测注射成形坯中的两种常见的缺陷,在对缺陷图像进行图像处理后进行傅立叶变换,选取缺陷图像的傅立叶变换作为特征参数来进行BP神经网络的输入后,获得了较好的识别效果.将识别结果输入专家知识库后给出相应的产生原因和解决办法,为实现缺陷的智能控制提供了一种有效的解决办法.     

粉末注射成形坯体在烧结过程中的应力演化（英文）

研究金属粉末注射成形坯体在烧结过程中由于不均匀性导致的应力演化过程。基于连续介质模型和热弹粘塑性本构关系,建立描述孔体材料烧结致密化过程的模型。通过热膨胀试验得到模型中的材料参数,通过CT断层成像技术得到坯体的真实断面密度分布,并以此作为烧结模型的粉体含量初始分布。在有限元软件Abaqus中调用用户材料子程序(UMAT)子程序实现上述模型的数值计算。计算结果表明:烧结过程中低密度区域的烧结收缩速率大于高密度区域的收缩速率,从而导致产生内应力;高密度区域存在压应力,低密度区域存在拉应力;局部区域的致密化状态不仅与初始粉体含量相关,而且与烧结过程中的应力演化有关系。     

石墨鳞片表面镀铬对石墨鳞片/铜复合材料组织和性能的影响

通过盐浴镀覆在石墨鳞片表面镀铬，随后采用真空热压烧结技术制备了镀铬石墨鳞片/铜复合材料，研究了铬镀层的表面形貌和物相组成，并分析了铬镀层对石墨鳞片/铜复合材料显微结构和性能的影响。结果表明，盐浴镀铬层主要由Cr₃C₂和Cr₇C₃组成，经热压烧结后Cr₇C₃与石墨反应生成了Cr₃C₂；石墨鳞片表面镀铬可以明显减少石墨鳞片/铜复合材料界面处的孔隙，提高复合材料的热导率和抗弯强度，与未镀覆的复合材料相比，当镀铬石墨鳞片的体积分数为60%时，复合材料平面热导率相从594 W·m-1·K-1提高至625 W·m-1·K-1，抗弯强度提升65%。     

醇盐水解法制备TiN包覆SiC复合粉末

以醇盐水解氨气氮化法在SiC颗粒表面包覆TiN,研究TiO2前躯体的种类、醇盐水解方式和加水量对水解反应生成的TiO2颗粒的粒径和分散性的影响,分析TiO2包覆层在不同氮化温度下的结构演变,重点对醇盐水解氨气氮化反应的机理和TiN包覆层的形貌、物相组成和热稳定性进行讨论。结果表明:醇水溶液加热法比沉淀法更容易获得均匀连续的TiO2包覆层,加水量是有效减少TiO2团聚颗粒的关键因素。TiO2包覆层在1 000℃于氨气中进行氮化能够完全转变为TiN,所得的TiN包覆层均匀连续,TiN颗粒的粒径为30~70 nm。在温度高于546℃时,TiN包覆层在空气气氛中容易发生氧化而导致稳定性降低。     

热解碳涂层碳纤维增强碳化硅复合材料热压工艺研究

采用经妥碳涂层的Ｍ４０ＪＢ碳纤维，以有机硅先驱体聚碳硅烷为粘结剂，絷压烧结制备了Ｃｔ／ＳｉＣ复合材料。测试了复合材料的性能并进行了对比，同时运用ＳＥＭ，ＴＥＭ等分析手段对复合材料的微观结构进行了表生。结果表明，所采用的碳纤维热解碳涂层对复合材料的性能有较大的影响，较好的热压温度为１８５０℃，压力为２５ＭＰａ。     

注射成形低合金钢支持块零件的研究

以元素粉为原料，研究了利用注射成形技术生产低合金钢支持块的工艺。选择了一种流变性能良好的蜡基多聚物粘结剂体系，并在注射料的热分析结果基础上制定了相应的脱粘工艺；采用ANSYS软件模拟分析了注射充模过程中产生的缺陷并理论上得到了解决方法；将样品在分解氨气氛中于1280℃烧结2h，得到了抗拉强度为481MPa，伸长率为13％的高性能产品。     

含钒浸出液除硅试验研究

研究了从含钒浸出液中分离硅的有效方法,考察了沉淀剂种类、沉淀剂用量,浸出液p H值、反应时间、沉淀温度和静置时间对除硅和钒损失的影响。结果表明,在弱碱性条件下,铝盐对含钒液除硅有良好的效果,除硅率达到99.12%,钒损失率小于1.21%。该工艺过程简单,钒硅分离效果好。     

化学镀工艺参数对制备铜包钨粉的影响研究

采用化学镀法制备铜包钨复合粉,通过前处理工艺、络合剂、还原剂、溶液的pH值以及温度等影响因素研究粉镀层的性能。研究结果表明化学镀铜在前处理工艺中必须要进行完全处理才能使得镀层稳定、均匀;使用络合剂酒石酸钾钠和EDTA-2Na相结合,可以既减少镀液中游离的铜离子提高溶液的稳定性,也可以在镀液稳定时间将铜离子完全沉淀,提高镀速,当络合剂EDTA-2Na和酒石酸钾钠质量比为1.2时,沉铜速率最快;还原剂甲醛和溶液的pH值也相互影响着镀液的稳定性,结果显示还原剂甲醛的最佳浓度为10~20 mL/L,pH值为12~13;反应最佳温度为45~55℃;制备的铜包覆钨复合粉表面的镀层均匀、连续、致密。