粉末注射成型金刚石制品的烧结工艺

对采用粉末注射成型技术制备的金刚石制品的烧结工艺进行了研究。通过观测金刚石制品的形貌、相对密度和抗弯强度,分析了烧结温度、烧结气氛、保温时间及升温速率等对金刚石制品烧结性能的影响,优化了烧结工艺参数。结果表明:随烧结温度的提高或保温时间的延长,金刚石制品的相对密度线性增大后趋于平缓,抗弯强度呈现出先增大后下降趋势;在真空气氛中烧结有利于制品烧结致密化和力学性能的提高;过高的升温速率会引起金刚石制品的烧结变形,过低的升温速率会造成金刚石制品处于加热过程的时间过长,影响制品性能。优化的烧结工艺参数为:烧结气氛为真空烧结,烧结温度为920℃,保温时间为10min,升温速率为5℃/min。     

钎焊气氛对金刚石钎焊性能的影响

主要利用Cu-10Sn-5Ti钎料粉末,在空气、Ar气保护和真空气氛下分别对金刚石进行钎焊试验,通过扫描电子显微镜观测金刚石钎焊形貌、X射线衍射仪分析界面生成物成分、激光拉曼光谱仪检测金刚石石墨化程度、磨损试验分析金刚石破损形式等手段,考察研究不同钎焊气氛对金刚石钎焊性能的影响。试验结果表明,在空气中钎焊时,钎料粉末出现了一定的氧化,生成的氧化膜阻碍了界面反应的充分进行,对钎焊性能有一定的影响,金刚石也出现了较严重的热损伤,磨削过程中出现了少数部分颗粒脱落的情况;而在Ar气保护和真空钎焊时,钎料充分润湿和铺展,实现了对金刚石的高强度把持,金刚石石墨化程度很小,金刚石主要经历了完整、小块破碎、大块破损、磨平等正常磨损形式,金刚石利用率高。     

方山口石煤钒矿空白焙烧——助浸剂浸出工艺研究

研发了一种新型助浸剂Y,采用空白焙烧-助浸剂酸浸流程综合处理甘肃方山口石煤钒矿以提高钒的浸出率。通过实验研究确立了空白焙烧的最佳条件为:焙烧粒度-100目、焙烧温度850℃、焙烧时间60min。钒浸出实验表明,浸出温度为90℃、浸出时间为12h、硫酸质量浓度为10%、浸出液固比为3:1、助浸剂Y用量为2%(相对石煤钒矿质量比)。在此最佳酸浸条件下,钒的浸出率可达到85%以上。该流程与传统的钠化焙烧-酸浸法相比,酸耗降低,浸出率高,环境污染少。     

粉末注射成型金刚石制品的溶剂-热脱脂工艺

利用粉末注射成型技术对金刚石/铜基钎料粉末进行了注射成型实验,制备出了小型金刚石制品。采用溶剂–热脱脂二步脱脂工艺对金刚石制品进行脱脂处理。分析了溶剂脱脂过程中脱脂温度及脱脂时间对脱脂率的影响规律;利用扫描电子显微镜观测了不同溶剂脱脂时间下微观孔隙形成情况;考察了分别在H2和N2气氛下热脱脂效果。结果表明:采用正庚烷为脱脂溶剂时,溶剂脱脂温度越高、脱脂时间越长,溶剂脱脂率越大,在35℃脱脂2.5 h后,脱脂率达到了92.1%,金刚石制品形成了大量的连通孔隙。在600℃保温60 min热脱脂后,金刚石制品中的黏结剂已全部脱除,制品中未发现鼓泡、开裂、塌陷等缺陷,脱脂效果良好。在热脱脂过程中,H2气氛脱脂相对于N2气氛脱脂碳含量增大了0.05%,氧含量减少了0.13%,在H2中脱脂更利于后续烧结过程中金刚石制品的有效烧结。     

基于新型金刚石砂轮的Al2O3陶瓷磨削性能

利用粉末注射成形和真空钎焊技术制备了一种新型金刚石砂轮,制备的新型金刚石砂轮具有金刚石把持力大、金刚石微刃有序排布等特点。进行了基于新型金刚石砂轮的Al2O3陶瓷磨削性能研究。实验结果表明：相对于普通树脂结合剂金刚石砂轮,新型金刚石砂轮磨削Al2O3陶瓷的加工表面形貌完整性较好,宏观裂纹和表面损伤相对较少;表面粗糙度较小,当进给速度为40mm/s、磨削深度为40μm时,加工表面粗糙度Ra在0.68μm左右;在相同实验条件下,新型金刚石砂轮的磨削力减小了12%~17%,磨削温度降低了80~120℃。     

7050铝合金端框接头断裂原因分析

某7050铝合金端框接头在吊装转移过程中发生接头断裂。采用仿真分析、宏观分析、微观分析、金相检验、硬度测试、力学性能试验、化学成分分析等方法,对端框接头的断裂原因进行了分析。结果表明:该7050铝合金端框接头断裂属于过载断裂,由吊装作业不规范导致吊装点的应力最大值超过材料的强度极限,最终端框接头在吊装点处发生过载断裂。     

金刚石纤维砂轮的制备及磨削表面质量研究

提出和制备一种新型结构的金刚石纤维砂轮。利用粉末注射成形技术和真空钎焊技术制备出长径比大、金刚石把持力大的金刚石纤维,通过在砂轮胎体材料中添加造孔剂引入多孔隙结构以提高容屑空间,将金刚石纤维在砂轮胎体材料中进行有序排布,对砂轮胎体材料进行热压成形制备出新型金刚石纤维砂轮。新型金刚石纤维砂轮制备后,开展其与普通树脂结合剂金刚石砂轮在相同试验条件下的磨削表面质量研究。试验结果表明:金刚石纤维砂轮磨削表面质量优于普通树脂结合剂砂轮,加工表面完整性较好,宏观裂纹和表面损伤相对较少;当进给速度为40 mm/s,磨削深度为40μm时,金刚石纤维砂轮磨削表面粗糙度为0.52μm,比普通树脂结合剂砂轮的磨削表面粗糙度降低了20%;相同试验条件下,新型金刚石纤维砂轮的磨削表面残余应力下降了8%~12%,金刚石在磨削过程中主要经历了完整、小块破碎、大块破碎、磨耗等正常磨损形式,其具有较长的使用寿命。     

基于热管散热技术的某相控阵雷达功放模块热仿真分析

为克服液体冷却在某相控阵雷达功放模块热管理中设备复杂、能耗大、稳定性差和管理难度大等缺点,分析提出了热管冷却的功放模块。根据热管性质和工作条件,对热管热作用过程进行合理的假设,建立了热管热平衡状态下的传热模型。应用有限元法对功放模块的热管冷却和液体冷却进行仿真分析,对相同条件下二者相应温度场和热流密度分布进行了比较分析。仿真分析结果表明,在相同条件下,热管冷却比液体冷却具有更好的热传导性和表面均温性,验证了热管冷却技术在功放模块应用中的可行性。     

氯化焙烧回收高铁硫酸烧渣中有价金属的实验研究

从高铁硫酸渣本身的特点出发,选用氯化挥发法进行有色金属分离的实验。结果表明:氯化剂的含量、焙烧温度、焙烧时间均会对有价金属的挥发产生影响;随着氯化剂的含量的增加,金、银、铜、铅、锌挥发率均会提高,挥发率达到最大值后稳定;金、银达到最大挥发率所需氯化剂分别为4%、6%,而铜、锌需9%;高温会促进氯化剂的分解,最重要的是促进金属氯化物的挥发,从而提高挥发率,但是在高氯化剂含量（9%）的情况下,焙烧温度超过1150℃后,随着温度的升高铜、铅、锌的挥发率反而会降低;焙烧时金属氯化物挥发需20 min,而氯化剂完全分解需60 min。综合考虑后最终选择的条件是烧渣中加入9%CaCl₂在1100℃下焙烧,在此条件下焙烧后金、银品位及挥发率分别为:0.17g/t、91.26%、6.24g/t、80.05%,其它元素的含量也都达标。     

金刚石/铜基钎料粉末注射成型工艺参数的优化

通过正交试验对金刚石/铜基钎料粉末小型薄壁件的注射成型工艺参数进行了优化。结果表明:当模具温度为40℃,注射压力为12MPa,注射温度为150℃,注射流量为20cm3·s-1时,为最佳工艺参数组合,能获得表面光整、组织均匀的注射生坯;随着注射压力的增大,注射生坯密度增大;注射温度升高,生坯密度降低;注射流量增大,生坯密度先升后降。