不同形貌部分合金化CuSn10粉末对含油轴承烧结性能的影响

本文对电解铜粉和低松装比雾化铜粉两种不同形貌铜粉原料制得的部分合金化CuSn10粉末进行研究,通过轴承的压制烧结试验,分析了粉末颗粒形貌对含油轴承烧结性能的影响。结果表明,部分合金化CuSn10粉末原料中电解铜粉比例增大,部分合金化粉末形枝状貌增多,含油轴承烧结时的尺寸变化率增大,压溃强度增大,开孔孔隙度降低。在本试验所用压制烧结条件下,当电解铜粉比例占原料铜粉25%左右时,含油轴承收缩率稳定,压溃强度在145 MPa以上,开孔孔隙度在23%左右,符合高精度轴承的性能标准。     

表面活性剂对MIM316L不锈钢粉末制备性能的影响

采用高压水气联合雾化工艺,在雾化水中加入适量表面活性剂,制备了MIM用超细316L不锈钢粉末,研究了表面活性剂对粉末雾化制备的影响。结果表明:表面活性剂的加入会一定程度地影响粉末的振实密度、粒径和粒度分布及表面形貌等。其中,十二烷基硫酸钠(SDS)能有效降低粉末颗粒粒径和提高振实密度,当SDS用量为1%(质量分数)时,粉末颗粒的中位径由10.33μm降低到8.76μm,振实密度可由4.16 g/cm3提高到4.65 g/cm3,且得到的不锈钢粉末分散均匀,颗粒表面光滑且呈类球形。粉末制成喂料,经注射成形及脱脂烧结后,样品指标均达到美国MPIF标准,当烧结温度为1 380℃时,烧结密度和硬度分别为7.85 g/cm3、70 HRB。经此工艺制得的316L不锈钢粉末,性能达到国内先进水平。     

烧结破碎法制备超细晶粒WC-12%Co热喷涂粉末

利用烧结破碎法, 以粗颗粒（Fsss粒度为3.56μm）和超细颗粒（Fsss粒度为0.68μm）WC粉、 Co粉为主要原料制备了WC-12%Co热喷涂粉末. 用X-射线衍射和扫描电子显微镜（SEM）对粉末的形貌和结构进行了研究, 讨论了烧结温度、颗粒大小、有机粘结剂、碳粉对粉末特性的影响. 实验结果表明： 原始粉末颗粒大小影响粉末的烧结状态和相组成; 添加有机粘结剂能促进粉末的烧结; 添加碳粉（主要以游离态存在）, 可有效抑制超细WC粉烧结时η（Co3W3C）等有害相的出现; 1250℃是制备超细WC-12%Co热喷涂粉末较好的烧结温度.     

M2/FeV机械合金化及烧结过程中的碳化物形态转变

对水雾化M2高速钢粉和FeV合金粉末进行混合高能球磨,制备V含量(质量分数,下同)为8%的M2高速钢/Fe V合金化粉末,研究机械合金化过程中粉末形貌的变化与显微组织结构演化,并在球磨48 h的粉末配碳至目标碳含量(质量分数)2.2%,研究真空烧结过程中的碳化物形态转变。结果表明,随球磨时间延长,粉末颗粒细化速率逐渐降低,球磨28 h后粉末粒度趋于稳定,D_(50)为15μm左右。球磨过程中Fe V颗粒先嵌入到M2的基体相α-Fe中,然后固溶进入基体,V元素逐步均匀分散于基体相α-Fe和M_6C型碳化物中;M_6C发生细化并呈流线形分布,含量逐渐减少,MC颗粒有一定的细化但仍维持粒状形态,含量基本不变。烧结过程中合金元素先脱溶,析出大量粒状M_6C与MC型碳化物,随烧结温度升高,M_6C颗粒长大的同时含量减少,温度过高时M_6C呈针片状;1 180℃之前MC颗粒长大不明显,1 210℃时MC颗粒异常粗大并呈芯环结构。1 180℃下烧结可获得优良组织,其孔隙度为0.8%,M_6C与MC的平均尺寸分别约为1μm和0.3μm。     

用于先进核能系统的12Cr-ODS铁素体钢的显微组织和力学性能

以12Cr-0.5Ti-1W的气雾化粉和纳米Y₂O₃粉末为原料,通过对预合金粉末的机械合金化和热等静压烧结成型的方法制备了12Cr-ODS铁素体钢,然后运用锻造和热处理等方法实现对材料力学性能的提高.在透射电子显微镜下观察到组织中弥散分布的纳米氧化物颗粒,能谱分析确定氧化物弥散颗粒为Y-Ti-O的复杂氧化物.利用抗拉强度测试和超声无损检测等方法对12Cr-ODS铁素体钢的力学性能进行了分析.      

扩散处理制备CuSn10部分合金化粉末的研究

本文通过对电解Cu粉、雾化Sn粉的部分合金化过程的研究 ,制备出适于制造高速、低噪音、微型含油轴承的CuSn1 0部分合金化粉末。采用SEM对粉末进行了分析 ,同时分析了粉末混合和生坯密度对部分合金化粉末的影响 ,并分析了扩散烧结温度、扩散烧结时间等对其工艺性能的影响     

碳/铜复合粉末的制备及其SPS烧结工艺的研究

将粗铜粉和石墨粉按不同配比混合后进行机械合金化,并对机械合金化粉末的物相、合金化特征以及粉末形貌和颗粒度进行了分析研究;利用放电等离子烧结技术研究了制得粉末的烧结行为.实验结果表明,在球磨过程中,随球磨时间的延长有越来越多的碳原子溶入了铜的晶格,球磨24h时固溶度达到最大值,继续球磨,有部分碳析出.机械合金化可以使晶粒细化,有利于原子扩散形成过饱和固溶体;应用烧结技术,可以得到均匀、致密的组织.     

扩散CuSn10粉末烧结膨胀行为及影响因素的研究

采用雾化Cu粉和Sn粉为原料,通过调整原料粒度,利用扩散工艺制备了4组CuSn10粉末,将粉末分别压制成轴承生坯进行烧结,研究了轴承的烧结膨胀行为,并分析了原料粒度变化对烧结膨胀行为的影响。结果表明,4组轴承样品烧结后都发生了尺寸膨胀,原因主要有:雾化粉末呈近球形,压制后总孔隙率少;富Sn区熔化后产生液相,由于Cu、Sn互溶,液相Sn扩散渗入Cu粉内部,造成Cu的晶格变大,使Cu粉颗粒体积增大,同时在Sn颗粒原有位置形成空位;液相渗入Cu粉颗粒之间,使其颗粒间距增加;压坯的闭孔中存在气体,随着烧结温度的提高,闭孔内部气压增大,造成体积膨胀。CuSn10烧结膨胀率随原料粒度的增大而增大,Sn粉粒度对CuSn10烧结试样膨胀率的影响约是Cu粉的3倍。     

钛粉末加工的新技术

1 粉末生产钛粉生产有两种基本方法:元素混合法和预合金化法。前者使用纯钛和母合金;采用预合金化法生产粉末,合金化元素要预先添加。元素混合法所采用的主要原料是海绵钛细粉。它是克劳尔法或者亨特法生产海绵钛的副产品。这种-147μm的细粉约占1%,并且通常都含有0.12%~0.15%的氯化物。氯化物妨碍产品的致密化,使材料的性能恶化。采用电解法可生产氯化物低于0.015%的粉末,采用氢化脱氢(HDH)法可生产氯化物低于0.001%的粉末。预合金化粉末如Ti-6Al-4V,可以采用旋转电极方法（等离子旋转电极工艺）和气体雾化工艺生产。生产粉末的新…     

氩气雾化Sc、Y微合金化René104镍基高温合金粉末的组织与性能

采用氩气雾化法制备Sc、Y微合金化René104镍基高温合金粉末,分析粉末的粒径分布、形貌、显微组织与性能。结果表明：氩气雾化粉末球形度高,卫星粉和异形粉少,粒径小于53μm的粉末收得率(质量分数)高达52.52%。粉末内部结构致密,显微组织为等轴晶+树枝晶,晶界处出现Ti、Nb、Ta、Mo元素的偏析。经过Sc、Y微合金化的René104镍基高温合金雾化粉末性能得到改善,流动性好,松装密度高,显微硬度、纳米硬度(HV)和弹性模量分别达到360±6、(6.5±0.4) GPa和(102.1±10.6) GPa。     

德国曼内斯曼的粉末和压机

曼内斯曼·德马格公司(Mannesmann Demag AG)的冶金技术米尔分公司(Huttentechnik Meer Division)位于德国的Monchengladbach,1872年建立时称为米尔(Meer)机械公司。1952年在这里建立了粉末冶金部门,创办了空气雾化RZ铁粉生产线。1966年曼内斯曼开发了水雾化法生产焊接用粉末品种,至今仍不断地对这一方法加以改进,1977年提供了用于粉末冶金的新一代铁粉和钢粉。随后的改进导致了现今的发展,即高强度和高耐磨预合金钢粉、气/水雾化注射成形(MIM)用粉末和扩散—合金化的铜“中间合金”。图示为采用扩散合金化的“Ultrapac—20Cu”与采用元素铜的粉末冶金零件的尺寸精度比较。由图可见,采用Ultrapac—20Cu者防止了铜的偏析,得到了最高的尺寸精度。今天公司的粉末冶全部门有150名雇员,包括下列活动范围:水雾化铁粉和钢粉;空气雾化铁粉;扩散—合金化钢粉(以水雾化铁粉为基);预混合粉;气/水雾化MIM用粉;CNC液压粉末压机(600～8 000kN);生产铁粉、钢粉和烧结制件的完整工厂。     

机械合金化Ti/Al合金的制备

采用多维摆动式球磨机机械合金化Ti/Al二元粉末,研究了机械合金化过程中粉末结构的变化。Ti/Al混合粉末经高能球磨后,颗粒尺寸下降,Ti、Al晶粒各自逐渐细化至纳米级尺寸,且部分形成非晶,球磨15h后发现了TiAl和Ti3Al金属间化合物。将机械合金化后的粉末进行放电等离子烧结,烧结试样的组成相主要为TiAl和Ti3Al。     

粉末特性对30CrMnSiNi2A钢组织和性能的影响

采用水雾化（water atomization,WA）、气雾化（gas atomization,GA）和等离子旋转电极雾化（plasma rotating electrode process,PREP）方式制备30CrMnSiNi2A钢粉,对比分析了不同雾化粉末的特征及其烧结体的组织与性能。结果表明:不同雾化粉末的形貌、粒度分布、氧含量及流动性等特征均存在一定差异,其中水雾化和气雾化粉末中存在空心粉和卫星粉,等离子旋转电极雾化粉末无内部缺陷,具有优异流动性,且氧含量最低。三种雾化粉末的烧结样品组织均为粒状贝氏体,但呈现出不同的原始颗粒边界形貌,随粉末氧含量的降低,原始颗粒边界处夹杂物尺寸减小,成分由富Al氧化物变为富Al、Si氧化物。相比于水雾化和气雾化粉末,等离子旋转电极雾化粉末的烧结样品拉伸性能最优,其拉伸强度和伸长率分别为1310 MPa和11.5%,这得益于良好的粉末质量和低的氧含量。     

机械合金化+热处理制备Ti_3AlC_2材料

采用3Ti/1.1Al/2C粉体为原料,通过机械合金化与热处理,制备高纯Ti3AlC2材料。采用XRD、SEM和EDS对试样的物相组成、微观形貌和微区成分进行分析与表征。结果表明,3Ti/1.1Al/2C粉体机械合金化9 h后,元素粉末间会发生化学反应,合成了TiC和Ti3AlC2的复合粉体材料。粉体材料的晶粒比较细小,颗粒直径约为0.5~2μm。同时产物中有一些坚硬、细小的块体出现,小块体中的TiC和Ti3AlC2晶粒发育良好,TiC晶粒大小约2μm,Ti3AlC2晶粒长约10μm、宽约2μm。对得到的机械合金化粉体进行热处理,经900℃保温2 h可获得组织细小(颗粒直径0.5~1μm)、高纯(96.6%)的Ti3AlC2材料。继续升温,会导致Ti3AlC2材料分解。温度升至1 300℃时,物相分析表明试样仅由TiC相组成,组织致密,TiC晶粒大小约5~10μm。     

高能球磨和放电等离子体烧结制备超细WC-8Co硬质合金

以0 .8 1μm的WC粉和1.3 5 μm的Co粉为原料,采用高能球磨制备了粉末比表面积为6.82m2 ·g- 1 ,粉末粒度为5 9.4nm的WC 8Co混合粉末。将此纳米粉末采用放电等离子体烧结(SPS)制备了WC晶粒度为0 .5～0 .6μm、硬度为HRA93 .5的超细硬质合金。研究了SPS烧结温度和添加晶粒抑制剂对显微组织与HRA硬度的影响。     

喷雾干燥-真空烧结复合法制备铜/锡复合球形颗粒粉末的试验研究

青铜合金是人类最早使用的金属材料，目前仍然被广泛应用。金属增材制造技术突破了传统加工对青铜零部件结构的限制，更为青铜合金的研究和应用增加了活力。然而由于铜合金的激光反射率高，导致其激光增材制造困难，铜/锡复合球形粉末是解决该难题的一个重要途径。为此开展了喷雾干燥-真空烧结复合法制备铜/锡复合球形粉末的试验研究。正交试验结果表明，在试验工艺条件下，喷雾温度和浆料固含量对喷雾干燥制备铜/锡复合粉末粒径的影响是显著的；喷雾温度单因素试验进一步优化了工艺参数为：雾化温度175℃、浆料固含量70%、雾化压力0.35 MPa、粘接剂PVA 2%、分散剂PEG2000 1%；在优化的试验参数下制备的铜/锡复合球形颗粒粉末的平均粒径约为10～40μm，其中D₅₀为25μm、D₉₀为31.2μm，粉末颗粒呈球形。经300℃真空烧结后，铜/锡复合颗粒主要由铜、锡原料颗粒组成，在铜、锡原料颗粒间生成了少量的Cu₆Sn₅和Cu₃Sn金属间化合物。     

不同尺寸HDH钛粉末烧结后的显微组织与力学性能分析

研究了不同颗粒尺寸的HDH钛粉对烧结钛致密度、显微结构及力学性能的影响。结果表明:HDH钛粉颗粒尺寸越小,越有利于烧结,烧结密度越大,孔隙球形且分布均匀;随HDH钛粉颗粒尺寸增大,烧结试样中孔隙尺寸增大,连通孔隙增多,对烧结工艺的要求更高。颗粒尺寸小于38μm的HDH钛粉烧结后,相对密度达到99.5%;而颗粒尺寸为150~200μm的HDH钛粉烧结后的相对密度仅为89.1%。随着钛颗粒尺寸的不断增大,烧结后试样的维氏硬度和压缩屈服强度降低,颗粒尺寸小于38μm的HDH钛粉烧结后压缩屈服强度最高,约为1 000 MPa,其断裂强度约为2 250 MPa;颗粒尺寸为150~200μm的烧结试样的压缩屈服强度最低,约500 MPa。     

近球形WMoTaTi难熔高熵合金粉末的制备及性能

利用机械合金化结合气固流化技术对WMoTaTi元素混合粉进行预合金化和改性处理,改善粉末形貌、球形率和流动性等特性,使其基本满足3D打印工艺要求。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪等实验设备表征粉末表面形貌、粒度分布、流动性、相组成、化学成分等特性。结果表明,经过机械合金化的WMoTaTi元素混合粉末为BCC单相,预合金化效果良好,但预合金粉末球形率仅为26.7%;经流化改性处理后,粉末粒度分布变窄,球形率提高至66.7%,中位径为15.7 μm,元素分布均匀,粉末流动性提高至(35.3±0.2) s·(50 g)?1,粉末铺展效果良好,可作为3D打印技术的粉末原料。     

TiAl预合金粉末表征及后续热压烧结组织特点

采用激光粒度分析仪、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等手段,对气雾化工艺制备的TiAl基预合金粉末及其真空热压烧结组织进行研究。结果表明:采用气雾化工艺制备的预合金粉末颗粒细小,具有良好的球形度,粉末粒径主要分布在20.0~40.0μm之间,不同尺寸的粉末,其表面和内部组织形貌不同。小粒径粉末内部及表面均呈现无组织特征形貌,随着粉末颗粒尺寸的进一步增大,粉末表面及内部形貌均逐渐由胞状晶向树枝晶转变;经真空热压烧结后,其微观组织致密均匀,表面形貌平整无孔洞,内部形貌呈双态组织。     

机械合金化对Mo-Cu合金性能的影响

研究了机械合金化对电子封装用Mo-Cu合金性能的影响规律,结果表明:经机械合金化处理后,钼铜粉末完全变形,颗粒成层片状,小颗粒明显增多,并黏附在大颗粒上面,有的小颗粒到达纳米级,且粉末的衍射峰宽化,衍射峰强度下降.机械合金化后,在不同温度下烧结的Mo-30Cu合金的相对密度、硬度、电导率和热导率都较高,而混合法的较差;当烧结温度在1 050～1 250℃之间时,合金的相对密度、硬度、电导率和热导率随着温度的上升而增大.当温度大于1 250℃时,变化不大.