粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金的放电等离子烧结工艺数值模拟与实验研究

选用Ti-22Al-25Nb预合金粉末为实验初始原料,采用放电等离子烧结工艺（SPS）制备组织致密的粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金。采用MSC.Marc有限元软件对SPS过程中粉末的致密化过程进行了数值模拟,分析了烧结温度、保温时间和烧结压力对粉末致密化过程的影响,揭示了粉末相对密度随烧结温度、保温时间和烧结压力的变化规律。根据模拟结果,在950~1 200 ℃温度区间、50 MPa烧结压力和10~20 min保温时间的条件下,完成系列SPS烧结实验,制备获得Ti-22Al-25Nb合金。系统分析了50 MPa/10 min烧结条件下温度对Ti-22Al-25Nb合金的相对密度、显微组织和力学性能的影响,揭示了烧结合金的断裂机制。实验结果表明烧结合金在950 ℃/50 MPa/10 min条件下具有最优的综合力学性能,延伸率和屈服强度分别达到8.14%和691.04 MPa。     

放电等离子烧结装置在制备TiC/TiAl复合材料中的应用

采用放电等离子装置烧结制备TiC/TiAl复合材料,在一定烧结压力以及保温时间条件下,研究了烧结温度对TiC/TiAl复合材料致密度的影响,并对烧结过程进行了分析。实验结果表明在1100℃,30MPa的压力下,保温10min就可得到致密超过98%的TiC/TiAl复合材料。而采用传统热压法烧结TiC/TiAl复合材料烧结温度则需要达到1250℃,保温时间为2小时。通过比较可以充分体现出放电等离子烧结技术的优越性。另外,SEM观察表明采用等离子放电烧结的TiC/TiAl复合材料断面组织均匀致密,无显著气孔。     

纳米金属陶瓷材料的微波烧结工艺研究

采用微波烧结新技术研究了纳米金属陶瓷材料的烧结工艺与性能。结果表明：微波烧结Al2O3-TiC-Mo-Ni纳米金属陶瓷在1500℃的温度下保温10min时，可达到99．0％的相对密度；使烧结温度降低，烧结时间大幅度缩短，且烧结前后晶粒粒径分别为35和55nm，变化很小。     

采用喷撒工艺制备铁基粉末冶金摩擦材料

研究了喷撒工艺在45钢基体上制备铁基粉末冶金摩擦材料的压制、烧结工艺,分析了工艺参数对铁基粉末冶金摩擦材料性能的影响,对摩擦层与钢板结合强度进行了重点分析.结果表明:试验条件下的最佳生产工艺的预烧结温度1 050℃,保温时间2 h,压制压力500 MPa,终烧结温度1 030℃,保温时间2 h,在此条件下,试样具有较高的硬度、适宜的密度及良好的结合强度.     

微波烧结金属陶瓷材料的工艺研究

采用微波烧结新技术研究了纳米金属陶瓷材料的烧结工艺与性能。结果表明 ,微波烧结Al2 O3 TiCN Mo Ni纳米金属陶瓷在 14 0 0℃的温度下保温 10分钟时 ,可达到 99%的相对密度 ;烧结温度降低 ,烧结时间大幅度缩短 ,且烧结前后晶粒尺寸变化很小。与设计的助热保温结构相结合 ,成功地对金属陶瓷进行了烧结 ,建立的加热系统加热效率高、结构简单 ,操作方便     

Fe3Al基摩擦材料烧结性能及摩擦学特性初探

用球磨机械合金化工艺制备Fe3Al粉末,采用粉末冶金工艺,选择不同的烧结温度、烧结压力和保温时间,获得Fe3Al基复合材料的最佳烧结工艺条件。对最佳工艺条件获得的材料的物理机械性能、摩擦磨损性能和微观结构进行分析测试,借助磨损表面扫描图像和能谱分析,分析该材料的磨损形式,并探讨该材料在低速低载和高速重载2种工况条件的磨损机制。结果表明:采用烧结温度为1 100℃,烧结压力为10 MPa下保温30 min的工艺条件烧结的材料有较好的机械性能和摩擦磨损性能。其摩擦磨损机制为:低速低载以疲劳磨损和磨粒磨损为主,高速重载以疲劳磨损和磨粒磨损为主,并伴有轻微的黏着磨损形式。     

放电等离子烧结工艺制备Ni60B镍基自熔合金

采用放电等离子烧结技术制备了KF-Ni60B镍基自熔合金,通过硬度、密度测试,研究了烧结温度、保温时间和烧结压力对烧结体性能的影响,并对烧结工艺进行了优化.结果表明:烧结温度对该合金性能的影响最大,烧结压力和时间的影响次之;在65 MPa压力下,经870℃烧结15 min的Ni60B自熔合金性能最佳,硬度为64.22 ...     

纳米碳化钛颗粒对纳米氧化锆增韧氧化铝基陶瓷刀具材料的影响

研究了纳米TiC对陶瓷刀具材料Al203 - 3Y - Zr02 - TiCn的微观结构和力学性能的影响.结果表明,A5Tn20Z在烧结温度为1650℃、烧结压力为30MPa和保温时间为30min时的力学性能最好,抗弯强度904.7MPa,断裂韧度4.16MPa· m1/2,维氏硬度17.43GPa.     

正交试验优选TC4钛合金粉体放电等离子烧结工艺

通过正交试验方法研究了放电等离子烧结制备TC4钛合金烧结体工艺中温度、压力和保温时间对其相对密度、硬度和显微组织的影响规律,根据烧结体相对密度和硬度优化了烧结工艺参数。结果表明:温度是影响烧结体性能和显微组织的关键因素,压力和保温时间对其影响较小;随着烧结温度升高,烧结体的相对密度逐渐增大,硬度先增大后减小,晶粒逐渐由等轴状向片层状演变,晶粒尺寸变大;随着压力增大,烧结体的相对密度增大,硬度先增大后减小;随着保温时间延长,烧结体的相对密度和硬度均呈递增的趋势;最优的烧结条件为烧结温度850℃、烧结压力40 MPa、保温时间8min,此时烧结体的相对密度和硬度均较高,分别为99.09%和42.3HRC。     

放电等离子烧结装置在制备TiC／TiAl复合材料中的应用

采用放电等离子装置烧结制备TiC／TiAl复合材料，在一定烧结压力以及保温时间条件下，研究了烧结温度对TiC／TiAl复合材料致密度的影响，并对烧结过程进行了分析。实验结果表明在1100℃，30MPa的压力下，保温10min就可得到致密超过98％的TiC／TiAl复合材料。而采用传统热压法烧结TiC／TiAl复合材料烧结温度则需要达到1250℃，保温时间为2小时。通过比较可以充分体现出放电等离子烧结技术的优越性。另外，SEM观察表明采用等离子放电烧结的TiC／TiAl复合材料断面组织均匀致密，无显著气孔。     

微米硬质相对相变增韧陶瓷刀具材料的影响

本文分别研究了微米TiC和微米TiN对陶瓷刀具材料Al2O3-3Y-ZrO2微观结构和力学性能的影响。结果表明,添加微米TiC后,陶瓷刀具材料的断裂韧度略有下降。添加微米TiN的陶瓷刀具材料A5Nm20Z在烧结温度为1650℃、烧结压力为30MPa和保温时间为30min时的力学性能最好,抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度分别为845.14MPa、4.87MPa·m1/2和16.40GPa。     

A study of pressureless microwave sintering,microwave-assisted hot press sintering and conventional hot pressing on properties of aluminium/alumina nanocomposite

Bulk Al/4wt-%Al₂O₃ nanocomposites were prepared by consolidating nanocomposite powders using pressureless microwave sintering, microwave-assisted hot press sintering and conventional hot pressing techniques. Microstructural observations revealed that the microwave- assisted hot press sintering at different sintering temperatures of 400°C and 500°C resulted in more densification and smaller grain size for Al/Al₂O₃ nanocomposite as compared with the conventional hot pressing. Moreover, the application of pressure in microwave sintering process led to more densification and grain growth. Mechanical properties resulting from microhardness and nanoindentation tests were also compared between three-method processed samples. It was found that the microwave-assisted hot-pressed sample exhibited higher hardness and elastic modulus in comparison with microwave-sintered and conventional hot-pressed samples. The improvement in the mechanical properties can be ascribed to lower porosity of microwave-assisted hot-pressed sample.     

烧结工艺对铁基金刚石圆锯磨块磨损特性的影响

研究了烧结工艺方法与烧结工艺参数对铁基金刚石圆锯磨块机械性能的影响,并对不同的烧结工艺方法、烧结工艺参数条件下的铁基金刚石圆锯磨块对花岗岩的磨损特性及其磨损机理进行了研究。试验结果表明,在切削硬石材时,热压烧结的铁基金刚石圆锯磨块其磨耗比小于冷压烧结的铁基金刚石圆锯磨块,热压烧结的铁基金刚石圆锯磨块的机械性能与其耐磨性能之间存在一个最佳匹配,当磨块胎体的磨损略快于金刚石的磨损时磨损特性最好。     

机械合金化改性硫化亚铁/铜合金粉末的特性

为了解决FeS/Cu粉末冶金复合材料中FeS易团聚以及界面结合差的问题,采用机械合金化技术制备了FeS/Cu复合材料粉末。利用扫描电镜、X射线衍射仪、金相显微镜等对不同球磨时间的质量分数为6%的FeS/Cu合金粉末的混合特性、压制特性及烧结后的力学性能进行检测和分析,结果表明：机械合金化可有效改善FeS颗粒与基体合金粉末的混合均匀性,烧结后材料的密度、硬度均得到提高,FeS和Cu界面结合良好;由于FeS颗粒均匀弥散地分布在铜合金基体中,割裂了基体材料的连续性,反而使复合材料的韧性和压溃强度有所降低。     

氮化碳基陶瓷刀具材料的制备与力学性能研究

采用热压烧结工艺,以Ti(C, N)为添加相,以Mo、Ni和Co为金属相,成功制备了氮化碳(C₃N₄)基陶瓷刀具材料,测量了其断裂韧度、抗弯强度和维氏硬度,分析了其微观组织。结果表明,在烧结温度为1600℃、保温时间为45 min和烧结压力为32 MPa的工艺条件下,Ti(C, N)质量分数为35%、Ni-Co质量分数为8%的C₃N₄基陶瓷刀具材料力学性能最优。合适的Ti(C, N)含量能细化C₃N₄晶粒、提高烧结密度、改善力学性能,合适的Ni-Co含量能使微观组织细小均匀。     

氮化钛硬质薄膜的制备和性能分析

研究热阴极离子镀设备制备TiN薄膜膜层的主要性能。采用自主研发的XH-830型热阴极离子镀膜机,在硬质合金ZK1基体上制备TiN薄膜;利用X射线衍射仪,自动划痕仪,显微硬度计和扫描电镜对薄膜进行了结构分析和性能检测。采用XH-830镀膜机能制备单一的TiN薄膜,膜层晶体为细小的柱状晶,膜-基结合力能达到81N,TiN硬度达到2240HV以上,经切削试验证明,能提高被镀刀片寿命30％。     

陶瓷结合剂金刚石磨具制备工艺研究

研究了以25％左右的陶瓷结合剂和75％左右的金刚石磨料在720℃～750℃的温度下烧结,保温4～8h制备陶瓷结合剂金刚石磨具的工艺。磨具的气孔分布、显微结构、抗弯强度和磨削性能等基本达到国外同类产品的质量。实验表明磨具的气孔率、显微结构、抗弯强度和磨削性能受磨料配方、陶瓷结合剂的加入量、成形压力、烧结温度和保温时间等工艺因素的影响。     

TiAl基合金的制备及其摩擦磨损性能

以钛粉、铝粉和铬粉为原料,采用机械合金化放电等离子烧结技术制备了TiAl基合金,分析了球磨时间和烧结温度对其物相组成、显微组织以及硬度的影响;用SiC砂轮为对偶件对TiAl基合金的摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:混合粉经150 h球磨,1 173 K烧结9 min后所制备的合金具有较好的性能,其显微组织均匀细小,平均晶粒尺寸小于10μm,硬度达到68.2 HRC;与304不锈钢相比,烧结TiAl基合金具有更低的摩擦因数和更高的耐磨性,磨损机理为磨粒磨损.     

菜籽油润滑条件下TiN涂层摩擦学特性*

为探究TiN涂层在油润滑条件下的摩擦磨损性能,通过磁控溅射技术在AISI304不锈钢上制备TiN涂层,借助扫描电镜、纳米划痕仪、XRD和摩擦磨损试验机探究不同氮通比下TiN涂层的微观结构、力学性能及其在植物菜籽油润滑下的摩擦学性能。实验结果表明：在氮通比为0.45下制备的TiN涂层具有最致密的晶状结构,且力学性能最优;在菜籽油润滑下,随着氮通比的增大TiN涂层摩擦因数和磨损率呈现先降低后增加的趋势,在氮通比为0.45时两者均最小。XPS分析表明,TiN涂层表面存在的氧化层,增加了菜籽油在涂层表面的润湿性,从而更好地形成润滑膜而起到润滑特性。与橄榄油、聚α烯烃(PAO6)基础油、5W40润滑油3种润滑介质相比,TiN菜籽油润滑下涂层表现出更优的润滑性能。