高纯金属钒粉烧结性能研究

利用电子探针观察高纯金属钒粉粒度和形貌, 使用油压机将高纯金属钒粉压制成坯条, 并采用万能试验机测定钒坯条压溃变形力曲线, 分析钒坯条最优压制压力; 分别通过热压烧结和冷等静压+真空烧结的方法对高纯钒粉进行烧结, 研究烧结工艺对高纯钒粉烧结特性和力学性能的影响。结果表明: 采用冷等静压+真空烧结的方法, 在压制成形过程中, 钒粉压坯密度和相对密度随压力的增加而逐步提高, 压力提高到280 MPa时, 压坯密度和相对密度分别为3.99 g·cm-3和66.94%;经真空烧结后, 坯料密度和相对密度分别为5.28 g·cm-3和88.59%。压制压力由80 MPa提高到200 MPa时, 压溃强度从0.4 MPa增加到6.0 MPa, 增大趋势较为明显; 压制压力提高到280 MPa时, 压溃强度增加到7.4 MPa, 增大趋势变缓。经热压烧结坯料的相对密度比冷等静压+真空烧结坯料的相对密度高, 280MPa压力下热压烧结坯料密度和相对密度分别达到5.51g·cm-3和92.91%。     

压制方式和烧结工艺对置氢Ti6Al4V粉末烧结体组织和性能的影响

采用磁脉冲成形和模压成形2种方法对置氢Ti6Al4V粉末进行轴向压制,然后在保护气氛下烧结,研究压制方式和烧结工艺对烧结体真空退火后组织/性能的影响.结果表明:磁脉冲压实的不同氢含量粉末坯体烧结并真空退火后的相对密度、硬度和抗压强度分别比传统模压500 MPa下压制的高8%～13%、9～17 HRA和254～1033M...     

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。     

液相反应烧结制备Al–Si合金半固态坯料

通过Al、Si元素粉末的液相反应烧结制备了用于半固态成形的Al–6%Si（质量分数）合金坯料。研究结果表明,Al–6%Si混合粉末具有较好的冷压成形性能,经500 MPa冷压之后,其相对密度可达到97.6%。混合粉末的冷压压制特性可用黄培云压制方程进行描述。Al、Si元素粉末可以在585 ℃下发生反应生成液相,液相围绕等轴状的固相Al晶粒形成半固态组织。Al晶粒尺寸和液相含量随着反应时间的增加而增加。Al–6%Si元素粉末的反应烧结是一个液相持续存在的反应烧结系统,可以通过控制反应时间来控制半固态坯料的微观组织。     

316L不锈钢粉末高速压制行为

采用自行设计制造的18m高落锤式高速压机,研究316L不锈钢粉末的高速压制行为.实验结果表明,冲击速度增大可有效提高生坯密度,对室温粉末进行高速压制,当冲击速度从10 m/s提高到18m/s时,生坯密度从7.18 g/cm3提高到7.61 g/cm3.而在同样冲击速度下,对160℃温粉末进行高速压制时,生坯密度从7.33 g/cm3提高到7.76 g/cm3.同时生坯强度随冲击速度的提高而升高,冲击速度从10 m/s提高到18m/s时,160℃压制的生坯强度从72.5 MPa提高到94.1 MPa,室温压制生坯强度从62.1MPa提高到89.3MPa.通过对生坯SEM照片的分析,得知高速压制过程中粉末会发生严重的塑性变形和碎裂现象,孔隙的形状也会发生改变.该文还对高速压制致密化机理进行了探讨,指出在较高的速度压制时,颗粒间的摩擦和绝热剪切作用使粉末颗粒界面的温度升高,有利于粉末颗粒的塑性变形和焊合,从而有效提高了生坯的密度.     

选区激光熔化成形用GH4169合金粉末的性能

采用真空熔炼-惰性气体雾化法制备了GH4169合金粉末,分析了粉末的粒度分布、颗粒形貌特征,利用选区激光熔化成形技术(SLM)制备了金相、拉伸试样,并分析了显微组织及力学性能。结果表明:气雾化法制备的GH4169合金粉末粒度呈正态分布,粒径主要在25～40μm之间,颗粒为球形或近球形,并且存在一部分"卫星球"粉末;SLM成形的GH4169合金试样退火前的平均屈服强度和抗拉强度分别为637 MPa,981 MPa,平均断后伸长率和收缩率为27.5%,50.0%,退火后屈服强度和抗拉强度增大,断后伸长率和断面收缩率有所减小,拉伸断口主要呈现韧性断裂特征。     

Fe-Cu-Mn-C合金的性能与烧结行为

以FeMn合金粉末的形式在铁基合金粉末中添加Mn元素,退火后得到Fe-Cu-Mn部分预合金粉末,采用模壁润滑温压工艺制备Fe-Cu-Mn-C合金,通过对合金密度与硬度的测定以及形貌观察,研究Fe-Cu-Mn-C粉末的压制与烧结行为,以及Mn含量对合金密度和力学性能的影响。结果表明,通过退火处理实现部分预合金扩散而得到的Fe-Cu-Mn粉末具有很好的压制性能,Fe-2Cu-0.5Mn-0.9C压坯密度达到7.37 g/cm3,烧结密度为7.33 g/cm3;添加适量Mn能有效提升铁基合金的力学性能,其中Fe-2Cu-0.5Mn-0.9C合金的性能最佳,抗拉强度达到715 MPa;随Mn含量增加,合金的孔隙增多、密度下降,导致强度和硬度下降。合金的局部氧化对性能产生一定的负面影响。Mn含量对合金组织影响不大,Fe-2Cu-Mn-0.9C合金呈现混合显微组织,由铁素体、珠光体和少量贝氏体构成。Mn的蒸发与凝聚是Fe-Cu-Mn-C的烧结机制。     

冷压烧结法制备Cu-15%Cr_2AlC复合材料工艺研究

以自制的高纯Cr2Al C陶瓷粉体和工业纯铜为原料,采用冷压真空烧结技术制备了Cu-15%Cr2Al C(体积分数)复合材料。通过正交优化试验探讨了压制压力、烧结时间及烧结温度对复合材料相对密度、显微硬度的影响,并对复合材料组织进行扫面电镜分析。结果表明:压制压力对复合材料性能的影响大于烧结时间和烧结温度;随着压制压力的增加,复合材料的相对密度和显微硬度逐渐升高;Cr2Al C颗粒弥散分布于Cu基体中;压制压力为500发MPa,烧结时间为1 h,烧结温度为1 000℃,密度为6.91 g/cm3,相对密度达到97.26%,显微硬度为158.93 HV,压溃强度为280 MPa。     

负温度系数热敏电阻材料的等静压制研究

本文研究了负温度系数热敏电阻材料等静压制过程中物料水分含量、粘结剂的加入量、成形压力和保压时间对生坯强度、生坯密度及生坯内外密度均匀性的影响。研究表明:随着含水量的增加,粉料振实密度减小,压坯强度增加,水含量控制在0.2%~0.5%较为适宜;当粘结剂聚乙烯醇(PVA)的添加量从0.4%增加到1.5%时,生坯强度从0.78MPa增加到了3.17MPa。PVA添加量从1.5%增加到3.0%的过程中,试样的强度基本不变,合适的粘结剂含量为0.8%左右;生坯密度随着压制压力增加而增加,压力达到250MPa以后基本不再增加,压制达到了一个较稳定的状态。保压120s以上时,试样的内外密度差异比较小。     

烧结工艺对TA15粉末冶金钛合金组织与性能的影响

采用氢化脱氢TA15钛合金粉末为原料,通过模压成形与真空烧结及进一步热等静压(hot isostatic pressing,HIP)处理,制备TA15钛合金,对烧结合金及其热等静压后的组织形貌与拉伸性能进行分析与测试,研究成形压力及烧结温度对该合金组织与性能的影响。结果表明,随压制压力增大或烧结温度升高,烧结体的抗拉强度和伸长率都提高。热等静压后晶粒趋于球化,抗拉强度提升不明显,伸长率提升较显著。压制压力为700 MPa,烧结温度为1 300℃时,烧结合金的抗拉强度和伸长率都达到最大值,分别为1 050 MPa和2.81%。经HIP处理后合金的抗拉强度最高达到1 170 MPa,最大伸长率为5.6%。     

气雾化制备微细球形钴铬钼钨合金粉末及其SLM成形性能

利用自行研制的防返风超音速气雾化设备制备钴铬钼钨合金粉末,对粉末的形貌、粒度与粒度分布以及显微组织等进行分析,并研究其激光选区熔化成形件的显微组织、硬度和拉伸性能。结果表明,气雾化制备的Co Cr Mo W合金粉末主要为球形,部分有卫星颗粒,粉末组织由胞状晶和树枝晶组成。激光选区熔化成形的成形件表面熔道搭接良好,表面粗糙度为11.0μm,相对密度达到98.7%,组织为γ马氏体和ε马氏体;抗拉强度为1 283 MPa,屈服强度为852 MPa,伸长率为7.9%,显微硬度HV达到398.8;拉伸断口呈现准解理断裂特征。     

烧结温度对10TiB/Ti-4.5Al-6.8Mo-1.5Fe复合材料组织与性能的影响

以Ti、Al、Mo、Fe元素粉末及LaB6和TiB2粉末为原料,采用机械混合法制备钛基复合粉末,经高速压制成形后,分别在1 150、1 250和1 350℃下真空烧结制备以TiB晶须为增强体、钛合金Ti-4.5Al-6.8Mo-1.5Fe为基体的钛基复合材料。借助X射线衍射、金相显微镜和扫描电镜分析材料的物相组成和微观组织,测试复合材料的维氏硬度(HV2.0)和拉伸性能,研究烧结温度对复合材料的组织和力学性能的影响。结果表明:10TiB/Ti-4.5Al-6.8Mo-1.5Fe复合材料的相对密度随烧结温度升高而增加,烧结温度为1 350℃时达到最大值98.9%;TiB晶须的长径比随烧结温度升高显著降低。烧结温度为1 250℃时,该材料的维氏硬度和室温抗拉强度都达到最大值,分别为399HV和1 179 MPa。     

充氢球磨及脱氢处理对纳米Nd2Fe14B/α-Fe组织和性能的影响

研究了在氢气氛下机械球磨铸态Nd8Fe86B6合金, 使Nd-Fe-B合金发生歧化反应, 随后在一定温度下进行真空脱氢处理, 并通过粉末压制成形制备纳米双相稀土永磁体. 利用X射线衍射 (XRD)、透射电镜(TEM)、以及原子力显微镜(AFM)等测试手段, 对球磨过程中合金粉末吸氢岐化反应以及脱氢过程中相变及粉末形貌进行分析观察. 实验结果表明, Nd8Fe86B6合金中Nd2Fe14B相发生了吸氢并歧化反应, 球磨20h后获得了晶粒大小为10nm左右的Nd2H5、 FeB和α-Fe歧化组织, 氢化及岐化反应对粉末颗粒细化效果明显, 球磨20h后大部分颗粒尺寸约为70nm, 经过真空脱氢处理后颗粒尺寸约为135nm. 研究得出, 对球磨20h并在700℃下进行脱氢再结合处理获得的粉末进行室温下压制成形, 获得了晶粒组织约为25nm左右的复相组织, 通过振动样品磁强计(VSM)测得压制磁体的磁性能最高为 Br＝0.72T, Hci＝553kA/m, (BH)m=92.5kJ/m3.     

超细晶硬质合金的制备

以纳米WC粉末与超细钴粉为原料,采用行星球磨混料→压制成形→氢气脱胶→真空烧结工艺制备了WC-10Co超细晶硬质合金.研究表明,采用行星球磨混料获得的混合料分散均匀,颗粒细小且成形性好.采用该混合料在1 360℃下真空烧结制备的超细硬质合金其平均晶粒尺寸约0.34μm,抗弯强度3 100 MPa,硬度HV60为1 900,断裂韧性10.3 MPa·m1/2     

球形化处理铜锡粉末制备CuSn10含油轴承

以电解铜粉和锡粉为原料,通过高能球磨机进行预混,并采用球形化工艺对所制得的铜锡混合粉进行表面整形,以改善颗粒表面形貌及性能,然后通过压制、烧结工艺制得烧结青铜含油轴承。分析不同处理条件下的颗粒形貌和烧结轴承表面形貌,测定复合粉末的流动性、松装密度,以及烧结青铜含油轴承的密度、含油密度、开孔隙率、径向和轴向伸长率、布氏硬度和压溃强度(RCS)。结果表明:随球形化处理时间的延长或处理转速的提高,颗粒球形化程度提高,粉末流动性得到改善,烧结含油轴承含油率均可达到18%以上,压溃强度随粉末球形化处理时间延长或转速的提高而升高。球形化工艺中转速3 000 r/min,处理时间15 min时,可获得最佳的处理效果,烧结青铜含油轴承含油密度为6.68 g/cm3,开孔隙率为22.45%,压溃强度为220.8 MPa。     

Cu、C添加量对退火态Fe-1.75Ni-0.50Mo粉末烧结合金组织和力学性能的影响

将水雾化制备的Fe-1.75Ni.50Mo预合金粉在860℃下退火1h,分别添加质量分数为0.4%、0.6%、0.8%的C和1.2%、1.6%、1.8%的Cu;600MPa下压制成形后,在氢气保护下烧结3h,烧结温度为1 160℃.测定了合金的力学性能,并进行金相显微组织观察和拉伸断口形貌分析.研究结果表明:退火处理能...     

Al_2O_3掺杂钼合金粉末的形貌变化

采用水热合成法结合低温煅烧及两次还原工艺制备了Al2O3质量分数分别为0、0.25%、0.5%、0.75%、1.0%的钼合金粉末。通过SEM观察了混合钼合金粉末的形貌,采用XRD分析了钼合金粉末的相组成,研究了不同制备阶段Al2O3掺杂量对钼合金粉末的影响。结果表明:Al2O3掺杂量对钼合金粉末的均匀性、颗粒分布、粒径大小有一定影响,Al2O3掺杂量的增加对钼合金粉末的团聚有分散作用。经两次氢气还原,片状的MoO3颗粒完全被还原为球状的Mo颗粒,混合粉末主要由Mo和α-Al2O3相组成,不含其他相。α-Al2O3能细化还原后的Mo颗粒,且Al2O3掺杂量越大,Mo颗粒的细化效果越显著。     

La_2O_3对超细钨复合粉末烧结性能与钨合金显微组织的影响

采用溶胶喷雾干燥-煅烧还原方法制备超细/纳米W-La2O3复合粉末,将粉末压制成形后在1 950℃烧结,制备La2O3弥散强化钨合金,检测合金的密度与强度,并采用SEM对超细粉末形貌、合金的组织结构、断口形貌进行分析,结果表明:随La2O3加入量增加,粉末颗粒显著细化,W-0.7%La2O3复合粉末的粒径仅为0.1μm;制备的W-La2O3超细/纳米复合粉末具有很高的烧结活性,烧结后,合金最高相对密度达到99.1%;La2O3均匀弥散分布于钨晶界,抑制钨合金的晶粒长大,提高材料的强度,W-0.7%La2O3合金中钨平均晶粒尺寸仅为8.7μm,抗弯强度达到548 MPa;合金的断裂形式表现为穿晶-沿晶共有的复合断裂形式。     

润滑剂对Fe基粉末冶金材料温压工艺的影响

通过扫描电子显微镜观察和性能测试研究了硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺(ethylene bis stearamide,EBS)、复合润滑剂以及压制温度对Fe基粉末冶金材料温压工艺的影响规律。结果表明:当润滑剂加入量(质量分数)超过0.4%后,Fe基粉末的流动性和松装密度均随润滑剂加入量的增加而降低,其中加入单一EBS润滑剂的影响更大。添加润滑剂后增加了Fe基粉末冶金生坯的致密度,其中添加硬脂酸锌和复合润滑剂的Fe基粉末冶金生坯断口颗粒间结合更为紧密。润滑剂对提高Fe基粉末冶金试样生坯密度、烧结密度及抗弯强度的作用顺序为复合润滑剂硬脂酸锌EBS,Fe基粉末冶金材料的密度和力学性能均随温压温度的升高而增加。在最佳润滑剂加入量0.4%时,120℃温压Fe基粉末冶金试样密度比室温压制Fe基粉末冶金试样的密度提高了0.14~0.21 g/cm~3,硬度和抗弯强度提高了40%~65%。     

利用转炉烟尘铁粒制造粉末冶金用铁粉

转炉在吹炼过程中形成的铁粒，经过表面除杂和表面粗糙化处理后，其化学成分和粉末工艺性能符合粉末冶金用铁粉的要求。研究发现，铁粉松装密度由原始的3.82g/cm^3可降低到2.72g/cm^3。当铁粉松装密度为2.72g/cm^3时，粉末流速为29.3s/50g。该粉末在压力为420MPa的条件下压制，压坯密度达6.68g/cm^3，压坯强度高达12.68MPa，比具有相近松装密度的还原铁粉在相同压制条件制的压坯强度提高40％。铁粉的应用试验结果表明，该铁粉的压制和烧结性能良好。改性后的转炉烟尘铁粉可作为粉末冶金用铁粉新的制造原料。