基于有限元模拟的钼粉末温压成形分析

为了研究钼粉末温压成形过程,用有限元分析软件建立了钼粉末温压成形的有限元模型,对三维圆柱等截面粉柱温压成形过程进行了有限元数值模拟,从模拟结果得到了最终坯体内部密度和应力等参量的分布情况以及钼粉末颗粒轴向和径向流动规律.实验验证了所建立有限元模型的可靠性,并分析了部分工艺和材料性能参数对钼粉末成形的影响.结果表明:在钼粉末的温压成形过程中,压坯顶部半端面、轴截面和侧壁的相对密度分布等值线和其应力分布等值线非常接近.     

钼粉末温压成形过程的数值模拟研究

运用MSC.MARC有限元分析软件,采用热-机耦合方法,对钼粉末温压成形过程进行了有限元数值模拟,获得了粉末体形变、应力场和相对密度分布等相关数据,为改善钼粉温压成形工艺及优化工艺参数提供了理论依据.     

润滑剂含量不同时W-Ni-Fe合金的温压行为

研究90W-7Ni-3Fe合金的温压成形工艺,探讨润滑剂含量不同时温压行为对硬粉的作用,并比较温压工艺与常温压制工艺的不同。结果表明：在相同单位压制压力下,温压压坯密度明显高于常温压制的;润滑剂含量为0.6%（质量分数）时压坯密度达到最大值,温压压制与常压压制相比,压坯密度增加0.26 g/cm3;润滑剂含量超过0.6%后,压坯密度又逐渐下降;添加润滑剂后合金的脱模力明显降低,其温压脱模力较常压脱模力小;试样的抗拉强度、伸长率在润滑剂含量为0.6%时达最大值,这与烧结体的密度随润滑剂含量的变化一致;同时温压烧结坯的密度与常压试样的区别不明显,但抗拉强度和伸长率都高于同批的常压试样。     

流动温压成形W70Cu异形件

尝试采用含量较高的粘结剂利用流动温压成形结合熔渗制备W70Cu杯状异形件。通过改变钨骨架中Cu粉类型（包括雾化Cu粉,电解Cu粉和超细Cu粉）、粘结剂添加量和成形温度,考察不同工艺参数对杯状试样的密度分布影响,以获得流动温压成形异形钨骨架的最佳工艺。结果表明：添加体积分数35%的粘结剂时提高压制温度会明显改善钨骨架孔隙度分布的均匀性;同时,由于不同Cu粉具有不同的表面形貌及粒度,对于钨骨架的孔隙度分布均匀性也有较大的影响。压制温度55℃时添加表面光滑形状规则的超细Cu粉和35%（体积分数）粘结剂的混合粉末成形的钨骨架的孔隙分布最均匀,该骨架在1 200℃熔渗30 min后,密度分布均匀,整体密度达到14.2 g/cm^3（相对密度为99.0%）。     

C／CuPb复合轴承材料温压成形工艺的研究

用温压工艺制得了短碳纤维增强铜铅合金（Ｃ／ＣｕＰｂ）复合轴承材料,研究了温压工艺参数对温压压坯及烧结坯性能的影响,并对温压烧结与冷压烧结及二次压制烧结所得Ｃ／ＣｕＰｂ复合轴承材料的性能进行了分析对比。结果表明,温压压坯比冷压压坯具有更高的生坯密度,同时,温压烧结Ｃ／ＣｕＰｂ复合轴承材料的性能与二次压制烧结材料相当而明显高于冷压烧结材料。     

钛合金粉末冶金内润滑温压成形

为了制各低成本、高性能的钛合金粉末冶金零件,研究了钛合金粉末的内润滑温压成形行为.当采用0.06%Li-st和0.06%HDPE(质量分数,下同)润滑剂进行内润滑温压成形时,在180℃温压、500 MPa压力下,1350℃烧结坯的相对密度值均大于99%,相对密度最大值达到99.56%,接近全致密,且烧结坯具有较低的杂质含量和较高的尺寸精度.钛合金粉末的内润滑温压成形较室温成形细化了合金的显微组织、提高了钛合金零件的致密度.     

压坯粉重对钼环组织和性能的影响

在对钼粉材料压坯与烧结实验研究的基础上,改变压坯粉重及改进压制、烧结工艺进行实验以获得组织合理、性能优化的钼粉烧结体(钼环试样)。通过OM、SEM及硬度测试等试验,结果表明:当粉重为0.35 g时,因为压坯粉重小而导致压坯致密度较低;当压坯粉重达到0.4 g时,钼环组织细小,具有较低的气孔率和较强的排胶力;随着压坯粉重的增加,其硬度值呈先上升后下降的趋势,在压坯粉重为0.385 g时显微硬度值最高。     

压制工艺及压坯高径比对金属粉末致密化成形影响的模拟

利用MSC.MARC有限元分析软件对金属粉末压制成形过程进行了模拟,采用基于更新拉格朗日法描述的大位移弹塑性分析,研究压制方式、摩擦条件对不同侧压系数(K=2,K=4,K=8)圆管压坯性能的影响.结果表明,双向压制工艺相比单向压制工艺可提高压坯应力和密度分布均匀性;压坯高径比大时,两种压制工艺下压坯应力和密度不均现象加剧;摩擦条件的改善有利于增大金属粉末移动,减少应力集中,降低压制力,提高压坯密度均匀性.     

铁基粉末温压过程中的致密化

采用自制电阻式粉末温压系统研究了铁基粉末的温压行为,对铁基粉末在温压过程中的加热温度与粉末流动性关系、加热方式与粉末冶金制品密度关系及模具温度与压坯硬度关系进行了研究。实验结果表明:粉末在合适的温度及压制力即粉末温度在(85±5)℃温度范围,模具外壁温度在135℃(内壁温度为115℃),压制力为700~750 MPa时,所得到的粉末压坯密度最大,且此时测出其脱模力亦较小,粉末压坯硬度值较大;润滑剂在压制过程中能够有效降低颗粒间以及粉末与模具间摩擦力,使实际作用在粉末上的作用力增大,有效提高了制品致密化程度。     

自蔓延纳米炸药制备及压药参数影响

在压药工艺安全性分析、炸药理论密度计算、传统压药模具改造的基础上,通过均匀粉体制备和压药工艺,制备了自蔓延纳米炸药药柱。分析了工艺参数对压药密度的影响,发现增大压制压力、适当提高加压速度、采取多次加药的压药方法能够提高压药密度。此项研究为制备高密度纳米炸药提供了参考。     

钼粉烧结锥形件高压扭转成形模拟研究

采用刚粘塑性有限元法,对钼粉烧结锥形件热压扭转成形进行分析研究,获得了变形过程中等效应变、相对密度的分布规律,初步分析了摩擦因子及扭转角速度对变形的影响。结果表明：锥形件口部先达到理论相对密度,其内壁等效应变和相对密度分布高于外壁,而摩擦因子和扭转角速度的适当选取是锥形件高压扭转成形的关键。     

铝粉烧结锥形件压扭成形模拟及实验研究

以铝粉烧结锥形件为研究对象，应用DEFORM软件对其压扭成形过程进行了三维有限元模拟，获得了成形过程中相对密度、等效应变、速度场的分布规律，并在模拟的基础上进行了相关实验研究。结果表明压扭工艺可以成形出近乎致密的铝粉锥形件。     

粉末烧结材料闭式模锻充满过程实验研究

通过烧结紫铜圆柱体试样闭式模锻实验,研究了充满模腔过程的变形与致密规律。得出了烧结紫铜闭式模锻充满模膜过程中,轴向应变与相对密度呈线性关系,模锻变形力与相对密度呈幂函数关系,为粉末烧结材料闭式模锻工艺设计提供了实验依据。     

钼粉末多孔体烧结材料的制备及镦粗致密实验研究

运用粉末冶金成形技术对高纯钼粉材料进行制备、烧结,对钼粉未烧结体进行镦粗成形,研究了在不同初始条件(相对密度、高径比、摩擦条件)下钼粉末烧结体成形致密规律和变形特性,为钼传统的制备技术的改良、预成形坯和模具的优化设计提供大量实验数据.     

Gelcasting of titanium hydride to fabricate low-cost titanium

In this work, low-cost titanium was fabricated by gelcasting of titanium hydride powder. The effects of morphology and grain composition of powder raw material and solid loading on the rheological behavior of gelcasting slurry were studied. The degreasing, dehydriding and sintering behaviors of gelcasted green body were investigated by differential thermal analysis(DTA) and dilatometer.The results show that the solid loading of titanium hydride slurry reaches 50 vol%. Combination of dehydriding and sintering in one process accelerates the densification, and the relative sintered density of the final part achieves96.5 %. In order to test the ability of gelcasting process for fabricating structural materials, a resin handle produced by3 D printing technology was used as a model and a titanium handle was successfully fabricated. Higher solid loading and better sinterability of titanium hydride powder promote manufacture of bulk titanium with high relative density,complex shape and well-defined microstructure.     

多孔烧结材料锻造镦粗成形致密的特性研究

粉末锻造是一种新型高性能的精密塑性成形技术，但其成形时的特殊性导致目前缺乏完善的、普遍适应的粉末锻造成形理论。通过对还原铁粉烧结多孔体预成形坯锻造镦粗成形致密实验，研究了不同初始相对密度、不同高径比、不同摩擦条件对预成形坯锻造镦粗成形、致密的影响规律。得到了粉末锻造镦粗的断裂极限准则，绘制出了断裂极限应变迹线，并着重分析了初始相对密度、高径比和摩擦因子对镦粗断裂极限的影响，确定了镦粗成形极限工艺参数曲线。实验研究结果为粉末锻造预成形坯与模具的设计、工艺参数的优化奠定了理论基础，并提供了有价值的实验数据。     

The influence of powder apparent density on the density in direct laser-sintered metallic parts

In direct laser sintering, the density is expected as high as possible for the industrial application. Since the density not only determines the industrial acceptance, but also limits the accuracy of the parts. This paper reports on the influence of the powder apparent density on final density of the sintered part's in direct laser sintering of Cu-based metal powder. The relative densities of the sintered parts with the different apparent densities using different process parameters have been investigated. The result shows that the apparent density has the most significant effect on final density of the sintered part. The final density increases with the increase of the apparent density. It is easy to get a higher final density in direct laser sintering process if a higher apparent density is used. However, the final density seems to have an upper limit for a given metal powder system.     

Cold repeated forming of compact for aluminium foam

A cold repeated forming process of compacts for producing metal foams was developed in order to strongly bond powder particles. In this process, the compact undergoes severe plastic deformation for the strong bonding of particles by repeated backward extrusion and cup compression, and thus the compact largely foams owing to the accumulation of gas released from blowing agents inside the compact during heating. The cold repeated forming process without heating is much simpler than that for the conventional hot extrusion process. The relative density of the foam was decreased by adding silicon powder to the compact, and an aluminium foam having a relative density of 0.27 was obtained using two repeats of backward extrusion and cup compression, 1.5 mass% titanium hydride powder and 4 mass% silicon powder. In addition, a one-piece foam was successively produced from the bonding of two compacts during the foaming in a die. It was found that the cold repeated forming of compacts is effective for the production of metal foams.     

镁对氢化钛烧结致密化的影响

以氢化钛粉末和镁粉为原料,利用模压工艺制备纯钛,主要研究了镁对氢化钛粉末烧结致密化的影响。结果表明,少量镁的添加能够促进氢化钛粉末的烧结致密化,而过量镁则降低烧结密度,镁添加量为0.5%(质量分数,下同)时效果最优,将烧结体相对密度由96.5%提高到98.7%。通过对烧结过程动力学、镁还原氧化钛反应的热力学和动力学,以及烧结体成分进行分析,发现少量镁促进氢化钛烧结致密化的机理为:真空烧结时镁从坯体中挥发,形成的镁蒸气对粉末颗粒表面的氧起到净化作用,提高了烧结活性,从而提高烧结密度。