高能球磨制备Cu-Cr纳米晶粉末

采用高能球磨法制备Cu-50%Cr(质量分数)纳米晶复合粉末。利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及透射电镜(TEM)等方法,研究球磨时间和过程控制剂(PCA)对复合粉末的晶粒尺寸、微观组织与形貌的影响,采用热力学模型对该体系的固溶度进行计算和分析。结果表明:当PCA含量为0时,晶粒的细化效果最好,但产率较低;当PCA的添加量过多,晶粒的细化效果不明显;在本实验条件下,PCA的最佳质量分数添加量为5%。随球磨时间的延长,晶粒逐渐细化,晶格畸变先增大后减小;经60 h球磨,可获得Cu和Cr两相均匀分布的复合粉末,其平均晶粒尺寸为10 nm左右,Cr在Cu中的固溶度显著提高,热力学计算结果表明其固溶度为7%(质量分数)。     

纳米晶掺Ce硬质合金粉末的制备

采用高能球磨法，制备出了晶粒度约11nm的掺Ce硬质合金粉末。用XRD、SEM和DTA等分析检测手段，研究了高能球磨过程中，掺Ce硬质合金粉末的结构、形貌和相的变化。结果表明：微量Ce的加入，有利于硬质合金粉末晶粒的细化；高能球磨10小时，即可获得晶粒度为30nm的掺Ce硬质合金粉末；高能球磨20小时，Co相的X-ray衍射峰消失，说明Co相已完全固溶或亚固溶于WC相中；高能球磨30小时，可获得晶粒度的11nm的掺Ce硬质合金粉末。DTA分析表明，与高能球磨前的粉末相比，在300－600℃加热时，高能球磨掺Ce硬质合金粉末出现了明显的结构驰豫。     

球磨WC-Co纳米复合粉末的合成和成形

介绍了在室温下利用高能量球磨方法合成WC-Co纳米复合粉末的情况，并对粉末的性能进行了讨论。     

球磨时间对纳米晶Al-7Si-0.3Mg合金粉末微观组织及硬度的影响

以机械破碎Al-7Si-0.3Mg合金粉末为原料进行高能球磨, 对不同球磨时间的合金粉末进行金相观察、X射线衍射分析、透射电镜表征及显微硬度测试, 研究球磨时间对纳米晶Al-7Si-0.3Mg合金粉末的影响。结果发现, 高能球磨导致共晶硅颗粒从微米尺度细化到亚微米尺度, 颗粒形状从多面体转变成圆形, 颗粒内部有层错生成。随着球磨时间逐渐增加到60 h, 合金粉末平均颗粒尺寸从134μm逐渐下降到22μm, Al(Si, Mg)基体晶粒尺寸从438 nm降低到23 nm, 粉末显微硬度从HV 93增加到HV 289。粉末硬度的增加主要归功于球磨导致的晶粒细化(细晶强化作用), 此外, 球磨过程中硅颗粒的细化以及球磨引起的Mg、Si原子在基体内固溶度的增加也有利于粉末硬度的提高。     

W-4.9Ni-2.1Fe 高比重合金的摩擦磨损行为

采用高能球磨和放电等离子体烧结技术制备W-4.9Ni-2.1Fe高比重合金,研究不同球磨时间对合金显微组织结构和摩擦磨损行为的影响. 结果表明:当球磨时间较短（2 h）时,合金粉末中Ni、Fe元素仍以单质的形式存在;随着球磨时间的延长,Ni(Fe)溶入W晶格中形成W的过饱和固溶体,W衍射峰强度逐渐变弱,峰形明显宽化,合金试样的相对密度呈下降趋势;适量的球磨时间（24 h）,既可以保证合金中黏结相的含量和均匀分布,又不至于引入过量的杂质元素而引起合金成分改变,合金拥有最优的耐摩擦磨损性能.      

高比重钨合金的金属注射成形技术

概述了金属注射成形技术的基本工艺过程及其特点,从几种金属注射成形典型工艺分析入手介绍了金属注射成形技术的发展状况,最后介绍了该技术在高比重钨合金中的应用。     

W-Ni-Cu高比重合金注射成形烧结收缩及性能的研究

研究了W-Ni-Cu高比重合金注射成形工艺过程收缩率和性能。比较了模具尺寸、注射坯尺寸、烧结坯尺寸，及烧结阶段各方向收缩率的关系，发现实际收缩与理论预测收缩率较为一致，但在厚度方向存在与其他方向收缩不一致的情形，这与由重力作用产生的塑料流动有关；还探讨了烧结坯密度与烧结条件的关系，测定了烧结坯的力学性能及断口形貌、金相组织，烧结坯在1400℃，90min烧结达到了99％的相对密度，断裂强度600MPa以上。     

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。     

注射成形高比重合金脱脂工艺的研究

采用石蜡(PW)基多组元粘结剂体系,研究了注射成形高比重合金喂料的热脱脂工艺参数,包括样品厚度、温度、低温预脱脂和升温速率的影响,实验表明,当温度小于250℃时,脱脂量的对数与厚度的倒数呈比例,在长时间情况下,PW可以在250℃以前全部脱除,温度、脱脂量和升温速率的控制不当将导致脱脂缺陷的产生。     

纳米晶难熔金属高密度钨合金的研究现状及应用发展前景

综述了近几年来难熔钨合金在纳米晶材料方面的研究状况,介绍了纳米钨合金在粉末制备和烧结中存在的问题,指出了今后该种新型材料的应用发展前景。     

纳米晶钨合金粉末常压烧结的致密化和晶粒长大

高比重合金由于具有密度和强度高、延性好等一系列优异的性能,在军工上被用作动能穿甲弹材料.纳米材料被认为是21世纪应用前景最为广阔的新型材料.采用纳米粉末可望大大细化钨合金晶粒,显著提高合金的强度、延性和硬度等力学性能,因而是制备新型高强韧、高比重钨合金的一个很重要的研究方向.作者采用机械合金化(MA)工艺制备了纳米晶钨合金复合粉末,研究了纳米晶钨合金粉末在常压氢气气氛中的烧结致密化和在烧结过程中的钨晶粒长大行为.研究结果表明,MA纳米晶粉末促进了致密化,使致密化温度降低约100～200℃.在一般固相烧结温度时可以得到晶粒尺寸为3～5μm的细晶高强度合金.同时,指出了在液相烧结时存在的问题,即钨晶粒加速重排、产生晶粒聚集与合并,迅速发生钨晶粒长大,在较短时间内液相烧结时,钨晶粒尺寸又长大到接近传统高比重合金水平.     

注射成形钨合金用新型粘结剂的研究

针对形状异常复杂的大钨环和大直径(≥20．00mm)的钨棒在注射成形中存在的问题。综合利用了蜡基粘结剂与油基粘结剂的优点，研究制备一种多组元油 蜡塑料体系改性粘结剂OP3010。研究对比了该种粘结剂与传统蜡基粘结剂和油基粘结剂对注射料流变性、热性能及注射坯脱脂的影响。由此种新型粘结剂组成的注射料具有流变性好、注射工艺稳定、注射压坯强度高、注射温度范围宽、易于脱模等特点，可以成功制备无缺陷的大钨环、大钨棒弹芯材料的注射坯。该粘结剂在溶剂脱脂时脱除速度快，粘结剂脱除量大，可达74％左右。而且脱脂后的毛坯强度高、不变形。可成功实现大钨棒和钨环的脱脂，并制备综合力学性能高的散弹和弹芯材料。     

钨基高比重钨合金注射坯溶剂脱脂工艺研究

迄今为止,粉末注射成形技术只限于制备厚度较小的零部件,而脱脂是整个工艺过程中限制零部件向大厚度发展的最关键步骤.为了实现厚度达20mm的高比重钨合金大棒的无缺陷脱脂,作者研究了溶剂脱脂中脱脂率与溶剂组成、脱脂时间、样品厚度和溶剂温度等参数的关系.研究结果表明,采用多组元低分子有机溶剂的混合物在45℃下溶剂脱脂效果最好.样品厚度对溶剂脱脂时间、脱脂率等的影响非常显著,厚度为1mm的样品在脱脂4h时,其脱脂率可达70％以上,厚度为10mm的样品在溶剂脱脂6～8h时,脱脂率只有43％.对于直径为20mm的大棒,溶剂脱脂时间为24～30h时,脱脂量为50％～60％,其余粘结剂采用热脱脂工艺脱脂.采用溶剂脱脂不仅可以大大缩短热脱脂时间,关键是可以成功地实现较大厚件的脱脂,对部分溶剂脱脂后的样品,用扫描电镜观察了断面粘结剂的分布,溶剂脱脂过程中粘结剂的溶解、扩散与脱除均由表向里进行.     

注射成形低合金钢支持块零件的研究

以元素粉为原料，研究了利用注射成形技术生产低合金钢支持块的工艺。选择了一种流变性能良好的蜡基多聚物粘结剂体系，并在注射料的热分析结果基础上制定了相应的脱粘工艺；采用ANSYS软件模拟分析了注射充模过程中产生的缺陷并理论上得到了解决方法；将样品在分解氨气氛中于1280℃烧结2h，得到了抗拉强度为481MPa，伸长率为13％的高性能产品。     

W-34Ni-5Fe合金的流动温压成形

流动温压工艺是一项以短流程低成本制造复杂几何形状零件的粉末冶金新工艺.该文作者自行设计并制造了一套流动温压成形横向流动能力及横向压力测量装置,用于研究流动温压专用混合粉末的制备,考察压制速度、温度及轴向压力对W-34Ni-5Fe混合粉末横向成形能力的影响.结果表明,该混合粉末在一定的温度下具有横向流动的能力,横向压力随压制速度和轴向压力增大而增大;横向距离愈长,横向压力愈小,将混合粉末加热到粘结剂的熔点温度96℃时横向压力最大.实验初步证明了流动温压成形十字形粉末冶金零件的可行性.     

粗颗粒钨粉对90W-Ni-Fe钨合金烧结变形与组织性能的影响

在原材料粉末中添加20μm的粗颗粒钨粉,用粉末冶金法制备了圆柱状90W-Ni-Fe钨合金。通过测量钨合金烧结坯椭圆状横截面长短轴的尺寸,对烧结变形进行了定量分析;采用准静态拉伸试验对合金的力学性能进行了测试;通过光学金相、扫描电镜对合金组织形貌进行表征。结果表明:添加粗颗粒W粉能明显降低合金烧结变形,粗颗粒钨粉添加量占钨粉总量80%时,圆柱状钨合金投料可降低约20%,明显提高材料利用率;当粗颗粒W粉含量在70%~90%之间时,合金抗拉强度约950 MPa,延伸率约20%,与未添加粗颗粒钨粉的传统90W-Ni-Fe钨合金相比,其强度提高约30MPa,延伸率降低了28.5%,这与添加粗颗粒W粉的钨合金的穿晶断裂方式,以及合金界面结合强度低、黏结相分布不均匀等有关;添加粗颗粒钨粉的钨合金微观组织中的钨晶粒形状不太规则,存在粒径超大的钨晶粒。     

粉末微注射成形技术现状

概括介绍了粉末微注射成形技术(micro powder injection molding,简称μPIM)的工艺及特点;综述了粉末微注射成形技术的国内外研究现状并介绍了一些研究机构的成果及研究进展;介绍了粉末微注射成形零件性能表征的测试设备及测试方法;举例介绍了粉末微注射成形技术的应用情况及其所面临的问题,并对粉末微注射成形技术的前景进行了展望.     

钨基合金粉末挤压成形

在93W-4.9Ni-2.1Fe混合料中添加0.3%(质量分数)的长2~3 mm、直径15μm的钨纤维,在单柱液压机上反复挤出,获得直径12 mm的棒坯。采用扫描电镜和光学电镜观察棒坯断口和表面形貌,研究挤压次数、挤压料温度和挤压速度对挤压棒坯表面形貌和微结构的影响,并对挤压料的均匀性、流变性、钨纤维的定向排布进行研究。结果表明:通过多次挤压可以提高挤压料中增塑剂分布的均匀性。当挤压料温度为50℃时由于挤压料黏度小,增塑剂与粉末结合强度低,挤压料挤出不能成形;挤压料温度为35℃时,挤压料可挤出棒坯,但棒坯表面光洁度很差;挤压料温度为20℃时,挤压料挤出棒坯表面光洁度高,没有开裂和鼓泡现象。挤压速度为15 mm/s时,挤出棒坯表面光滑。粉末挤压可使挤压料中原来错综杂乱的钨纤维沿挤压方向实现一维定向排布。     

93W-5Ni-2Cu烧结工艺的研究

本文研究了烧结温度对 93W 5Ni 2Cu合金力学性能的影响。结果表明 ,烧结温度不同 ,合金的组织和性能差异很大 ,合适的烧结温度可以使合金具有良好的组织结构和最佳的力学性能。