粉末冶金制备的Ti35Nb2．5Sn5HA生物复合材料的组织与性能研究

采用高能机械球磨和脉冲电流活化烧结方法制备了一种新型的不含Al、V等有毒元素的口钛合金基体的Ti35Nb2．5Sn5HA生物复合材料。研究了不同机械球磨时间球磨的Ti35Nb2．5Sn5HA粉末以及用这几种粉末烧结制备的样品微观组织和显微硬度变化,球磨时间对烧结复合材料的微观组织和性能的影响。结果表明：随着球磨时间的增加,Ti35Nb2．5Sn5HA粉末的颗粒尺寸逐渐减小,Nh和Sn开始与Ti发生固溶,形成Ti的过饱和固溶体,而且α-Ti也开始向β-Ti转化。当球磨时间达到12h,球磨粉末中α-Ti完全转化为β-Ti,粉末颗粒的平均尺寸为500nm左右。12h球磨的粉末烧结制备的复合材料具有超细晶粒尺寸,晶粒平均尺寸为200nm,这种复合材料的维氏显微硬度可以达到10187．3MPa。     

球磨时间对W-30Cu复合粉末中W晶粒度及烧结致密化行为的影响

研究了高能球磨时间对W-30Cu复合粉末晶粒度及烧结行为的影响.结果表明,当球磨时间从16h提高到33h时,复合粉的晶粒度由25nm减小到10nm,并发生机械合金化现象;在温度为1275℃烧结60min,经18h高能球磨的复合粉末烧结就可以达到全致密.研究还发现,高能球磨W-30Cu复合粉末具有较好的热稳定性,经950℃退火处理,晶粒尺寸没有发生异常长大现象;经烧结材料的硬度明显高于普通的W-30Cu复合材料.经1 275℃烧结30 min后合金其晶粒尺寸在300～550 nm.     

Mo-Cu混合粉末机械合金化及固溶度热力学研究

采用机械合金化方法对不同组分的Mo、Cu混合粉末进行加工,球磨时间达到50h。通过扫描电镜及X射线衍射等对复合粉末的形貌、X射线衍射特征进行了分析,并对Cu在Mo中的固溶度进行了研究。结果表明:采用高能球磨机械合金化方法可以制备出平均晶粒尺寸在50 nm左右的Mo-Cu复合粉末,且粉末均匀化程度很高;从热力学平衡角度出发,通过细化晶粒来提高Cu在Mo中的固溶度极限可以用数学模型来表达。     

细晶钨铜复合材料制备工艺的研究

将W-20Cu混合粉末在行星式高能球磨机中机械合金化(MA),经过一定时间球磨后可以得到W晶块尺寸为30 nm左右的纳米粉末;采用XRD分析了粉末晶粒尺寸,测定了粉末的粒度、比表面、松装密度和振实密度等性能;研究了MA W-Cu20粉末烧结后的显微组织。研究结果表明,球磨后粉末在1 200～1 300℃时烧结即可达到近全致密,相对密度在99.5％以上,拉伸强度达到780MPa以上,延伸率大于3.5％,钨晶粒尺寸在1～2 μm左右。     

机械合金化制备Zr_(50)Al_(15)Ni_(10)Cu_(25)非晶合金粉末的非晶化机制

用Zr,Al,Ni和Cu的元素粉末,采用机械合金化的方法在转速为400 r/min、球料质量比20:1的条件下制备具有非晶结构的Zr50Al15 Ni10Cu25粉末,研究其非晶化机制。用X射线衍和扫描电镜分析粉末的结构、晶粒尺寸和形貌。结果表明:在球磨8 h后可使Zr50Al15 Ni10Cu25混合粉末非晶化,晶粒尺寸约80 nm;球磨过程中并没有出现任何过饱和固溶体或者中间合金相,非晶化过程是由于球磨过程中球磨罐和磨球对粉末的不断冲击、剪切、摩擦和挤压,使混合粉末中的晶粒极度细化而直接转变为非晶态颗粒,得到非晶粉末。     

高能球磨制备纳米晶镁合金粉末的研究

利用氩气保护下的高能球磨,制备了纳米晶AZ31镁合金粉末。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法,研究了高能球磨过程中粉末微观组织与形貌演变规律。结果表明:随着球磨时间的延长,镁合金粉末的晶粒尺寸逐渐减小,微观应变和晶格常数逐渐增大;粉末颗粒首先被碾压成扁平状并相互焊合使颗粒尺寸粗化,然后随球磨的继续进行发生断裂,使颗粒尺寸逐渐减小;球磨80h后,粉末组织与形貌均趋于稳定,获得了平均颗粒尺寸为15～20μm、晶粒尺寸为85nm左右的纳米晶AZ31镁合金粉末。     

高能球磨制备Al2O3/Cu复合材料

采用高能球磨法制备Al2O3/Cu复合粉末,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究高能球磨时间对复合粉末的物相、晶粒尺寸和表面形貌的影响。结果表明,随球磨时间的增加,基体Cu的晶粒不断被细化,在球磨初期,晶粒尺寸减小很快,当晶粒尺寸小于20 nm时,细化速率变缓而趋于稳定;Cu颗粒形貌由树枝状变为层状,并向椭球体转变;纳米Al2O3颗粒逐渐嵌入Cu颗粒体内,且分散均匀,从而获得纳米Al2O3颗粒弥散分布的Cu基复合粉末。并探讨了高能球磨对放电等离子体烧结Al2O3/Cu复合材料导电性能和力学性能的影响,研究认为高能球磨可以促进基体的晶界强化和弥散强化,而晶界的增加并不会导致电阻率的显著增大,影响电阻率的主要因素为Al2O3的体积分数、孔隙和杂质的固溶。     

细晶钨铜复合材料制备工艺的研究

将W-20％Cu混合粉末在行星式高能球磨机中机械合金化(MA)。经过一定时问球磨后可以得到W晶块尺寸30nm左右的纳米粉末。测定了粉末晶粒尺寸、粉末的粒度、比表面、松装密度和振实密度等性能。粉末的晶块尺寸用XRD分析得出。研究了MA W-2096Cu粉末烧结后的显微组织。研究表明，球磨后粉末在1200～1300℃下烧结即可达到近全致密，相对密度在99．596以上，拉伸强度达到780MPa以上，伸长率大于3．5％，钨晶粒尺寸在1～2μm左右。     

热机械合金化法制备纳米晶W-Cu复合粉末

采用热机械合金化制备纳米晶W-Cu复合粉末。通过XRD、SEM、激光粒度测试等方法对球磨后的粉末进行表征。结果表明:随球磨时间延长,W的晶粒尺寸不断减小,球磨30 h后W的平均晶粒尺寸为41 nm左右;球磨初期,粉末迅速细化;随球磨时间延长,粉末粒度有所增加;进一步增加球磨时间,粉末粒度减小。球磨粉末还原后有较高的烧结活性,1 200℃烧结后相对密度可达97%以上。烧结材料的组织非常均匀,且晶粒细小。     

基于正交设计与BP神经网络优化制备纳米WC-MgO复合粉末

采用高能球磨对WC粉和MgO粉进行球磨制备纳米WC-MgO复合粉末。为获得晶粒尺寸较小的纳米复合粉末,运用正交实验设计结合BP神经网络优化球磨工艺参数。以磨球直径、球磨转速和球料比为正交实验设计因子,每个因子各取4个水平,以WC-MgO复合粉末的晶粒尺寸为目标因子,编制3因素4水平正交设计表。结合BP神经网络强大的自学习和函数拟合功能,以正交设计表中3因素为网络输入层,以晶粒尺寸为网络输出层,建立BP神经网络优化模型,并通过该模型进行预测和优选,得到最佳的高能球磨工艺参数。即磨球直径10mm、球磨转速324r/min、球料比6.45:1。此时,WC-MgO复合粉末的晶粒尺寸为18.51nm,与预测值18.23nm的相对误差为1.51%。     

超微碳化钼粉体的制备及其形成涂层的磨损性能研究

利用自行设计的高能机械化学球磨机,在室温下使钼粉在煤气气氛下高能球磨得到了超微碳化钼粉体。分别利用X射线衍射仪、扫描电镜及透射电镜对制得的粉体的结构和粒度进行了分析。结果表明,在球料比为8∶1的情况下经过30 h球磨,得到了六方结构的MoC粉体,粉体平均粒度在100 nm左右。以Ni60为粘结金属并分别加入5%、10%和15%的超微碳化钼粉体,利用等离子喷涂在40Cr钢基体表面形成热喷涂层。通过对涂层进行磨损试验表明,加入超微MoC粉体的涂层的耐磨性显著提高,并且涂层的耐磨性随MoC粉体加入量的增加而提高。     

半自磨机排矿速度及粒度优化研究

半自磨机磨矿介质由钢球和矿石自身组成,随着矿石硬度及块度的增加,造成半自磨机排矿速度偏慢及排矿粒度组成不合理,影响系统台效及电力、钢球等消耗。半自磨机为强制排矿碎磨设备,可通过改变排料端设计,将直形排料端改为弧形结构,优化半自磨机的排矿速度及粒度组成,达到提高半自磨系统磨矿效率的目的。     

高能机械化学法制备超微氮化钼粉体

在室温下通过自行设计的高能机械化学球磨机,使钼粉在NH3气氛下经过高能球磨得到超微氮化钼粉体.分别利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对制得的粉体结构和粒度进行分析.结果表明,在球料质量比为8∶1的情况下经过30 h球磨,得到了FCC结构的Mo2N粉体,粉体平均粒度在100 nm以内.机械化学反应过程中,一方面,NH3分子在清洁的钼金属表面的化学吸附起着重要的作用,为球磨过程中由于介质球碰撞所产生的储存于钼粉中的能量(界面能和缺陷能)提供了Mo-N化学吸附向氮化钼转变所需的激活能.另一方面,钼粉晶粒细化改变了Mo原子表面电子的不饱和性,从而促进了Mo与N的键合作用.在Mo与NH3的高能机械化学反应过程中,球磨转速的高低对整个反应的速度起决定性作用.     

机械法制备石英纳米粉技术的试验探讨

本文在简要地介绍石英砂的性质及粉碎特性的基础上,通过分析行星式高能球磨机的工作原理,提出了采用机械法制备石英纳米粉的方法;通过一系列相关试验,验证了高能球磨法制备石英纳米粉是可行的。该项技术的研究,为进一步研究机械法制备石英纳米粉的工艺提供了试验基础,对用机械法批量生产石英纳米粉具有重要的实际意义。     

JM2200BF型立磨机在德兴铜矿尾矿回收厂的应用

因给料粒级宽泛,含铜矿物嵌布粒度细的特性,传统球磨机难以达到细磨的要求,德兴铜矿尾矿回收厂采用JM2200BF型立磨机取代球磨机,并对立磨机介质充填率、搅拌转速、磨矿浓度等相关运行参数进行了工业调试及优化。与球磨机相比,立磨机的使用使现场磨矿效果得到了极大的改善,并可获得较好的经济效益。     

Acceleration of mechanical size reduction of chromium carbide powders and mixtures based on chromium carbide

We have investigated how mechanical activation by rolling on smooth rollers affects the dispersion kinetics of chromium carbide powders and mixtures of chromium carbide powder with nickel in a ball mill. We have shown that preliminary double rolling of chromium carbide powder on a rolling mill accelerates particle size reduction in the ball mill down to a size of 1.4–1.5 μm by a factor of 4.6 compared with unrolled powder. In this case, the size reduction increases from 36 to 91 in relative units. The mean particle diameter for the powders and mixtures decreases exponentially as the grinding time increases from 12 h to 84 h. Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 1–2(411), pp. 1–8, January–February, 2000.     

钢锻作细磨介质下的磨矿能耗与粒度分布特征

钢锻是一种线接触为主的磨矿介质.以1.18~2 mm、0.6~1.18 mm、0.3~0.6 mm 3个粒级样以及实际生产二段沉砂样为研究对象,分别采用等质量的钢球和钢锻进行分批次磨矿试验,分析了其磨矿产品的粒度分布和磨矿能耗分布.结果表明,钢锻作为细磨介质,与钢球相比,磨矿产品有着相同的粒度分布规律,符合JK粒度破碎模型.但在相同磨矿条件下,钢锻磨矿时生产能力比不上钢球.但随着给料粒度的变细,钢锻的磨矿效果开始显现,其磨矿产品中P80值与钢球的差异相差为0.22 %,而t10值与钢球的差异相差为2.23 %.与此同时,磨矿产品中 < 0.010 mm的含量明显低于钢球,过粉碎轻.当采用 < 0.425 mm实际钨矿石作为入磨样品验证时,有着上述相同的结论,从理论上说明了钢锻虽然磨矿能力逊色于钢球,但钢锻产生的合格粒级含量高于钢球,过粉碎情况轻于钢球,对于脆性矿物的细磨是一种优良的磨矿介质选择.      

半自磨机顽石作为实验室立磨机介质的磨损与磨矿研究

随着半自磨流程在国内大型矿山的日益普及, 对如何处理半自磨机磨矿过程中产生的顽石, 各选厂采用的方式不尽相同.利用半自磨机顽石充当立磨机磨矿介质处理这类顽石并对此开展顽石的磨矿条件试验研究, 包括:磨矿时间、充填率、磨矿浓度和磨矿处理量等条件试验, 以及顽石、钢球磨矿介质对比试验.试验结果表明:半自磨机顽石可以作为磨矿介质在立磨机内使用, 其损耗量相比较于传统钢球的损耗量 (大约0.05 %) 是较大的, 一般在1 %~2 %之间.在磨矿时间3 min、填充率60 %、磨矿浓度65 %、磨矿量5 kg时可获得满足浮选要求的磨矿产品.在磨矿时间3 min、立磨机转速210 r/min、磨矿浓度65 %、磨矿量5 kg、磨矿介质直径10~20 mm、充填率60 %的条件下进行顽石和钢球磨矿介质的磨矿对比试验, 结果表明, 钢球磨矿产品的细度比顽石磨矿高16.72 %, 过粉碎粒级产率高2.35 %, 钢球的磨矿效率大于顽石, 但顽石磨矿产品中0.045~0.038 mm的产率高于钢球磨矿, 说明顽石充当磨矿介质时易使被磨矿物磨细到嵌布粒度的大小, 会使产品粒度分布更合理.      

离散元法在球磨机仿真中的研究进展及应用

球磨机作为矿石磨碎阶段的重要设备,对选矿厂提效降耗起着决定性作用.球磨机功耗与能耗分布、技术参数与衬板结构参数设计优化是影响球磨机磨矿效果的重要内容和技术难点,离散元法可以准确模拟颗粒运动的形变过程并记录颗粒的功率及能量分布,在球磨机仿真领域具有良好的应用前景.介绍了离散元法在球磨机仿真过程中应用比较广泛的颗粒模型、接...     

焦家金矿磨矿介质配比优化试验研究与应用

针对焦家金矿选矿厂球磨机单位球耗高、磨机效率偏低和磨矿产品粒度组成不均匀等问题,基于矿石力学性质和磨矿循环产品粒度分布,采用段氏球径半理论公式计算得到推荐方案介质配比,并建立对照方案进行实验室磨矿对比试验,最终确定初装球方案为:Φ90:Φ70:Φ50:Φ40:Φ30=15:25:20:15:25.2016年10月26日...