高温下钛合金粉末件的压实性研究

钛及钛合金切削加工困难，切削成本非常高，因此需开发有效的制备工艺。常见的制备工艺有：铸造、锻造等。粉末冶金方法(P/M)制备的零部件成本低、机械性能比常规方法制备的产品的高。P/M工艺还可以制备形状复杂的近净形件。 P/M制备工艺中，通常采用冷等静压、无压力烧结、热压、热等静压(HIP)及P/M锻造来压实粉末。对尺寸较大的部件来说，冷等静压 烧结(或热等静压)法不如热压或P/M锻造法有效，因前者的制备周期较长。 P/M锻造 将多孔的预型件在模具中进行锻造获得较致密、晶粒尺寸小的近净形件。与常规金属锻造不同的是，多孔预型…     

HIP与SLS/SLM复合工艺快速高效成形复杂高性能零件

SLS/SLM-HIP是选择性激光烧结(SLS)或选择性激光熔化(SLM)和热等静压(HIP)技术相结合成形复杂高性能零件的工艺。SLS快速成形的零件通过精密铸造、电铸技术可间接整体成形HIP用控形包套或控形型芯,SLM可直接快速成形HIP用控形包套。HIP利用SLS/SLM成形的控形包套和模具型芯,可在短时间内将粉末致密化为近净成形或局部净成形的复杂高性能零件。该工艺可解决难加工零件热等静压成形控形包套和控形模具加工周期长、复杂结构甚至无法加工的难题。     

热等静压生产大型粉末冶金近形产品

热等静压（HIP）是典型的近形产品加工工艺，它适于制取形状复杂的大型致密件以及内外表面均需加工的零件，只要工艺控制得当，HIP近形产品的机械性能可接近甚至超过锻件的性能，并且HIP工艺具有粉末冶金本身成本低的优点，因此HIP产品具有良好的经济效益和最佳的性能．要成功生产HIP近形产品必须严格控制每一个工艺步骤．首先要求粉末的氧含量低，杂质少，因为粉末表面的氧化物会残留在原先颗粒的边界，从而降低材料的延性、抗疲劳和冲击韧性．其次，控制粉末的堆积密度和充填密度．粉末处理和装填包套时必须避免粉末成分与粒度的偏…     

BE—CIP—HIP方法制备的Ti—6Al—4V／TiCp复合材料的高温行为

为获得低成本的颗粒增强复合材料可采用如下制备途径：先混合元素粉末(BE),然后通过冷等静压(CIP) 烧结或热等静压 (HIP)成型。由于陶瓷颗粒增强复合材料具有低密度,低成本以及良好的机械性能等特性,因而适合应用在航空及汽车领域。这些复合材料的一个最令人感兴趣的特点是它们能在相当高的温度下保持良好的机械性能。由于高温下钛基陶瓷复合材料的基体与陶瓷粒子之间不发生有害的反应,它比铝基复合材料更具优势。意大利学者主要研究Ti-6Al-4V/TiCp复合材料的热稳定性及高温机械行为。通过冷等静压、真空烧结和热等静压制备出Ti-6…     

用粉末冶金法制取新的高强度铝合金(Ⅰ)

一、前言2000系和7000系高强度铝合金早已被应用于航空材料方面,但是最近为了节省燃料对减轻机体的重量正引起注意,有关改善材料性能的研究已活跃起来,同时可见,在飞机上应用纤维复合材料对这方面的研究有很大的刺激. 为了改善合金的性能,目前有两个方向:一是以铸锭冶金法(I/M)生产的合金为研究对象,一是以本文介绍的粉末冶金法(P/M)生产的烧结合金为研究对象.P/M法与I/M法的比较示于图1,用P/M法加工制品的工艺如下.将合金粉末或各种金属粉的混合粉末压制成块,除气,然后把压块进行热塑性变形(压缩、挤压、锻造、轧制等)或热等静压(HIP)成形将其压实,再经过时效处理获得制品.因而用P/M法时首先必须制取原料粉末,一般可以使用喷雾     

铜/钨复合材料获美国专利

美国亚利桑那州塔克森粉末金属产品集团的布鲁斯?威尔曼有限公司的改进净形(或近净形)铜/钨产品的生产工艺1999年11月30日获美国专利(No.5993731)。该工艺通过一个控制极好的含氢潮湿环境中烧结一种含用化学方法封氧的P/M压制坯块金属从而使铜/钨部件质量改善，在烧结过程中形成一种过渡的金属-金属氧化共晶体有助于致密化。该集团的总经理Ralph Hershberger说这种新工艺不仅有较高的效率而且使含铁、铜、镍或三者都含的基体的钨和钼难熔金属复合材料的生产费用降低。这些P/M部件由于不用烧结后再加工步骤，所以总成本较低。铜/钨复合材…     

SLS／HIP技术用于钛的净成形加工

SLS/HIP是一种混合直接激光加工方法．是用选择激光烧结（SM）与无模热等静压（HIP）相结合的方法制造具有各种复杂形状的金属部件的净成形技术．SLS／HIP的基本原理是用SLS将金属粉末加工成具有一个整体的、完全致密的阻气外壳或在部件边界原位制成一个错，内部的密度要达到或超过65％理论密度．与直接激光加工成形工艺的区别在于：直接激光加工是熔化金属粉，使部件的每一层面都达到其密度．而SM4llP技术中，激光束仅熔化器部件的边界处的粉末形成阻气层，或制成密度达到92％理论密度的壳体，这一密度是相对密度，所含孔洞从相…     

Inconel718合金金属注射成形制备过程及力学性能

以Inconel718气雾化预合金粉末为原料,采用金属注射成形(MIM)工艺制备Inconel718合金材料.研究Inconel718合金烧结、热等静压(HIP)、热处理对合金显微组织、密度和力学性能的影响.结果表明:经1275 ℃烧结后,烧结体的相对密度达到98%.烧结体经HIP处理后,达到全致密.经烧结+HIP+热处理后,组织弥散析出了大量的γ″相和γ′相,其室温抗拉强度为1250 MPa,延伸率为21.7%;650 ℃抗拉强度为1177 MPa,延伸率为16.6%,其达到或超过了同牌号锻造合金的性能.     

细晶碳化钨晶粒长大的控制

德国夫琅和费(Fraunhofer)陶瓷工程研究所开发了一种硬质、耐磨碳化钨材料，该材料可用于刀具和耐磨部件。据称：这种细晶材料的维氏硬度可以在2100~2700之间进行调节。通过烧结而无需添加昂贵的立方晶碳化物来抑制晶粒长大便可能达到全密度。要达到这一目的，其工艺如下：先将纯的超细或特超细碳化钨粉末(Co含量不超过0.5%)压制或挤压成密度为理论密度53%的生坯，接着进行烧结和低压热等静压(sinter/HIP)。 该研究所宣称，在烧结过程中用最近开发的三级法(three grades)就能控制晶粒长大，从零到大晶体，因为纯超细粉末具有非常均匀的晶…     

三种不同粒径分布的Ti-6Al-4VELI球形粉末热等静压件的显微组织及力学性能（英文）

对经等离子旋转电极法制备的3种不同粒径分布的Ti-6Al-4VELI(低间隙)合金球形粉末,经热等静压(HIP)工艺制成的制件显微组织和力学性能进行了研究。Ti-6Al-4VELI合金球形粉末热等静压制件工艺为940℃/120 MPa同时升温升压。利用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)研究HIP制件中的α+β混合相。结果表明,HIP制件的显微组织与粉末粒径分布有关。与Ti-6Al-4VELI合金中粉(100~150μm)及粗粉(150~250μm)HIP制件相比,由Ti-6Al-4VELI合金细粉(45~100μm)制成的HIP制件呈现出更为优异的显微组织及力学性能,表现为更为细化的显微组织和更高的抗拉强度及延伸率,这与粉末HIP制件的断口分析结果相一致。     

预烧结温度对热等静压法制备Co基金刚石串珠性能的影响

采用合适的工艺流程及参数,将热等静压(Hot Isostatic Pressing,HIP)技术应用于Co基金刚石串珠制备。分析了HIP后胎体性能的变化,并通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)进行断面微观分析。结果表明:相比较热压烧结,HIP更有助于改善Co基胎体各项性能,对于实验中各组Co基胎体,750℃预烧结胎体的性能提高最多,其中胎体抗弯强度提高了25.2%,胎体对钢基体的夹持力提高了37.9%。显然,HIP可用于Co基金刚石串珠的制备,而预烧结温度对HIP后胎体性能有着重要影响,在合适的预烧结温度下可以获得最佳性能的胎体。     

基于氢化脱氢钛粉制备低成本高性能钛合金

粉末冶金是短流程制备低成本、高性能钛及钛合金的有效方法之一。采用氢化脱氢(HDH)制粉—冷等静压成形—真空烧结致密化的技术路线制备了间隙原子含量低(O <0. 16%、N <0. 05%、H <0. 015%,质量分数)、具有均匀细小近等轴α组织且室温拉伸性能(R_m为840～950 MPa、R_(P0. 2)为770～900 MPa、A为12%～16%)良好的Ti-6Al-4V合金烧结坯,证明了HDH工艺制备低间隙原子含量钛粉的可行性,而间隙原子含量的增加主要源于粉末及压坯的操作、转移和储存过程。由于粉末冶金钛合金具有细晶和近净成形的特点,无需开坯锻造,并且近净成形的烧结坯能够提高材料利用率,减少后续热加工变形量及加工道次。因此,以粉末钛合金烧结坯替代锻坯进行后续的塑性加工能够大幅度降低钛合金构件及型材的成本。     

纯钛预烧结组织对HIP最终烧结速度的影响

在真空烧结(VS)后进行热等静压(HIP)处理，根据沿晶界蠕变法则的HIP烧结速度关系式，由HIP处理过程中相对密度变化的试验数据，探讨了VS材组织的差别对HIP烧结速度的影响 采用氢化脱氢纯钛粉，平均粒径约40m，冷等静压成形(392MPa下保持4min)后在1423K，1×10-4Pa以及1473K，1×10-4Pa条件下烧结2h，把VS材在49MPa、98MPa和196MPa下的753K~1103K温度内进行0~10hHIP处理(称HIP材)，用氩气(99.98%)加压。显微组织观察表明，1423K，2h的VS材为等轴(EG)组织，其初期平均粒径约为40m，1473K，3h的VS材为不规则形状的非等轴(N…     

TC11钛合金粉末涡轮盘热等静压成形数值模拟研究

为了成形复杂结构的涡轮盘零件,采用粉末热等静压工艺(HIP),设计了粉末净成形和粉-固扩散连接成形两种方案,使用MSC.MARC软件,在Shima模型中嵌入TC11钛合金材料参数进行数值模拟研究。模拟结果显示:粉末净成形的模具变形是粉-固扩散连接成形的2倍左右;粉末净成形的粉末体在热等静压后,关键部位出现明显的密度梯度分布,相对密度较低,粉-固扩散连接成形的相对密度分布的均匀性优于粉末净成形,所以粉-固扩散连接成形方案优于粉末净成形方案。试验结果显示:热等静压工艺可以实现闭式涡轮盘的净成形。     

新技术在钛粉末冶金中的应用

近几十年来，为获得高性能粉末冶金制品，发展了许多新技术新工艺：为消除材料中的孔隙度或将孔隙度降至最小，提高机械性能，简化工序，降低成本，发展了许多热成型新技术，如热压、热等静压、热挤、热轧、喷射成型等；为制取形状复杂而尺寸接近最终产品的近形件，发展了陶瓷模热等静压技术、粉末注射成型等；为得到细晶或非晶组织，发展了机械合金化、快速冷凝技术等；为加速烧结过程的进行和致密化，发展了活化烧结、电火花烧结等．所有这些新技术都在钛粉末冶金中获得了广泛的应用，有的已用于大规模的工业生产，有的则正处于大力开发阶…     

热等静压对激光选区熔化制备高温合金的影响

采用一种氩气雾化制得的新型镍基高温合金粉末,通过激光选区熔化(SLM)方法制备样品,其中激光功率为315 W,扫描速率为750 mm·s~(-1),用扫描电镜分析其横截面及纵截面组织特征;然后进行1 200℃/150 MPa/4 h的热等静压处理,随后进行固溶及时效处理,分别在650和850℃下进行拉伸试验,并分析组织及断口微观形貌;探讨热等静压和热处理分别对组织及性能的影响。结果表明,该粉末SLM工艺成形性能好,裂纹及孔洞等缺陷少,HIP处理后SLM试样内部的微裂纹得到修复,组织形貌发生改变,晶粒得到细化,且晶粒内部和晶界上析出较多MC相;HIP处理后合金高温力学性能大幅提升,其中850℃下断裂强度提升36%,达到912 MPa,伸长率提升125%,达到12.6%。该镍基粉末高温合金材料及"SLM+HIP"工艺有望应用于850℃下复杂形状的关键承载部件。     

高密度钨合金的研究现状与发展趋势

从合金材质与添加元素、粉末制备与改性、合金烧结及烧结后处理,大变形强化处理等方面论述了高密度钨合金的研究现状和发展趋势。高密度钨合金中添加合金元素(如Co、Mn、Cr、Ta、La、Ce、Y)用以强化合金;采用新型烧结技术(如微波烧结、放电等离子烧结)以实现低温快速烧结;采用冷等静压、热压、热等静压等工艺方法以制备大尺寸的复杂零部件;采用喷射沉积,CVD涂层、电镀等方法来制取耐磨、耐腐蚀钨合金材料,是目前制备高密度钨合金的研究方向。     

热等静压制造钛铜复合材料

热等静压(HIP)是以氩等惰性气体为传压介质，利用温度和压力相乘效果的卓越加工技术，压力可大于100MPa，温度高达1000℃以上，在工业上得到了广泛的应用。典型的有粉末的加压烧结接合，铸件及烧结件内部缺陷的去除和致密化，同种或不同材料间的扩散接合都可用它。电子束焊接(EBW)是在真空气氛中以高能量密度的电子束为加热源的焊接方法，焊接金属的气体及非金属夹杂少，焊缝处晶粒细小，熔池较深，适用于钛、铝、镁等活性金属材料及复杂形状构件的焊接。HIP制造的钛铜复合材是以导电性好的无氧铜为芯材，以耐蚀性好的钛、镍或不锈钢全…     

不同工艺制备的氧化物弥散强化钢的微观组织与拉伸性能

利用热等静压(Hot isostatic pressing,HIP)和放电等离子烧结(Spark plasma sintering,SPS)工艺制备了氧化物弥散强化(Oxides dispersion strengthened,ODS)钢,采用电子背散射衍射技术、透射电镜和小角度X射线衍射技术等观察了两种工艺制备的ODS钢的微观结构特征,分析了HIP和SPS工艺对ODS钢中析出相种类及分布密度的影响,测试了两种工艺制备的ODS钢在不同温度条件下的拉伸性能。结果表明:HIP工艺制备的ODS钢的晶粒尺寸更加均匀,而SPS工艺制备的ODS钢的晶粒存在明显的双峰分布特征;两种工艺制备的ODS钢中均发现了大量均匀弥散分布的纳米团簇和少量Y_2Ti_2O_7相的存在; HIP和SPS工艺制备的ODS钢中纳米团簇的分布密度分别为1.33×10~(23)个/m~3和4.72×10~(22)个/m~3; HIP制备的ODS钢具有更加优异的拉伸性能。     

制备近成品形状的大块高Tc超导体

因为高Tc超导体在液氮温区具有超导电性，所以在很多工程领域，从电敏感器到发电机，从纳米尺寸的薄膜到用千米长线绕制的线圈，都有广泛的应用。所以，以烧结粉为开始材料，设计和制造近成品形状的超导部件是当今工业界极其重要的研究课题。希腊雅典国家技术大学介绍了多种高能比粉末压实技术。压实技术有很多种方法，其中的爆炸压实技术，利用冲击波把金属烧结粉末压成固体部件，早已应用于陶瓷、高Tc超导体和超硬材料的制备领域。对工业生产来说，爆炸压实是最好的技术之一，它可制备各种几何形状的部件。这种技术可分为很多种类，例如…