激光扫描法制备球形黄铜粉末

利用激光束扫描金属粉末过程中的球化效应,探索了将异形黄铜粉转化为球形粉末的可行途径,研究了激光功率、扫描速度对粉末颗粒球化过程的影响,并对粉末颗粒的熔化、熔滴铺展和收缩球化过程进行了理论分析。结果表明：粉末的球化、铺展和收缩过程非常短暂,分别在10^-5、10^-2和10^-4s以内完成,且粒度越细,历时越短。熔滴铺展与收缩的协调是成球的关键,理想的球化效果只有在激光工艺参数、粉末物性和球化环境相互协同的条件下才能实现,对于粒度小于50μm的异形黄铜粉,在激光功率为500W、扫描速度为30mm/s时转化为表面平滑、高球形度的黄铜粉。     

激光选区熔化镍基高温合金GH4169的成形工艺与显微组织研究

开展了基于激光选区熔化技术对镍基高温合金GH4169成形工艺的研究。研究了激光扫描速度和激光功率对成形试样组织的影响,及激光加工工艺参数对试样显微组织、致密化行为的影响。结果表明:当激光扫描速度一定,激光功率较低时,熔池的球化效应明显,材料内部形成较多孔洞,致密度较低;随着激光功率的提高,熔池内金属溶液表面张力减小,球化效应明显减弱,致密度随之提高。当激光功率一定,扫描速度较低时,金属溶液补缩能力强,材料组织致密,仅存在少量气孔;随着扫描速度的提高,熔池变窄变浅,相邻熔道及层间材料缺陷明显增多。当激光束能量密度较高时,粉末吸收能量较多,熔池温度高,凝固速率低,易形成粗大的柱状晶。在优化工艺参数下(激光功率335 W、激光扫描速率680 mm/s),成形体的致密度最高(98.7%)。     

射频等离子体制备球形钛粉

以不规则形状的大颗粒TiH2粉末为原料,采用射频等离子球化处理技术制备出微细球形Ti粉。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和激光粒度分析测试方法对粉末形貌、物相和粒度进行测试。结果表明:大颗粒的TiH2粉末的脱氢分解、爆碎和球化处理在等离子体中一步完成,得到微细球形粉末。其相组成主要为Ti和残余TiH相;球形粉末在1.3×10-4Pa真空条件下,经750℃、2h脱氢处理后得到单相球形Ti粉。颗粒平均粒径由原来的100~150μm减小至20~50μm,球化率可达到100%。随着加料速率的增加,粉末的球化率降低。采用射频等离子体处理TiH2粉是制备微细球形钛粉的一种新方法。     

基于SLS的新型复合蜡粉烧结工艺实验研究

针对某种新型复合蜡粉的选择性激光烧结工艺,研究了激光功率、扫描速度、预热温度和铺粉厚度等对试样翘曲变形、尺寸精度等缺陷的影响。采用正交试验方法研究了其激光烧结性能和烧结成型工艺,在此基础上得到了激光烧结成型最佳工艺参数,并制作了合格的精铸蜡模。结果表明,最佳工艺参数为:预热温度40℃、激光功率18 W、激光扫描速度1 800 mm/s、铺粉厚度0.20 mm。     

感应等离子体制备高纯致密球形钼粉研究

利用感应等离子体技术制备出高纯致密球形钼粉,实现了钼粉的球化、致密化、细化和纯化,同时研究了感应等离子体功率和原料粉粒度对球化率的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和激光粒度分析仪对球化处理前后粉末的形貌、物相和粒度分布进行测试和分析。结果表明,形状不规则的原料钼粉,经等离子体球化处理后得到球形度好、表面光滑、分散性良好、球化率几乎可达100%的球形钼粉。球化处理后,钼粉粒度变细,且粒度分布更集中。相同工艺条件下,随着等离子体功率的增加,钼粉的球化率先增大后降低,当等离子体功率为25 kW时钼粉球化效果最好,粒度较小的钼粉球化率较高。随着钼粉球化率的提高,粉末的流动性得到显著改善,松装密度也得到提高。钼粉末的流动性由40 s/50 g提高为11 s/50 g,松装密度由2.3 g/cm~3提高到6.1 g/cm~3。     

旁轴送粉式激光扫描熔覆工艺研究

以Q235钢为基板,采用IPGYLS-4000型光纤激光器以及旁轴送粉器,搭建旁轴同步送粉式激光扫描熔覆工艺试验平台,在基板上进行熔覆试验。研究了激光功率、扫描速度和扫描宽度对熔覆层成形尺寸和对熔覆层组织的影响,结果表明:随着激光功率增大,铁基合金粉末熔化量提高,单层金属熔覆层的余高增加;扫描速度对熔覆层熔宽和余高的影响均较大,随着扫描速度的降低,金属熔覆层熔宽余高均增加,裂纹数量增多。约束应力是导致熔覆层出现裂纹的主要原因,通过优选工艺参数可以获得工艺良好无裂纹熔覆层,为下一步研究激光扫描多层熔覆无(小)变形焊接技术提供理论和技术依据。     

射频等离子体球化钨粉的选区激光熔化成形研究

以不规则的钨粉为原材料,采用射频等离子体球化技术制备了球形钨粉,重点研究了选区激光熔化制造纯钨零件,系统研究了工艺参数(激光功率、扫描速度)对制备的纯钨样品致密化、显微组织、显微硬度和压缩性能的影响,从而反馈指导钨粉球化工艺参数的优化。结果表明：球化后钨粉形状规则且球化率高于98%,钨粉的振实密度和松装密度增大,流动性增强。同时球化后的钨粉具有良好的选区激光熔化适用性,打印样品件的致密度在84%-95.6%之间。研究发现,随 激光功率的增大,打印件的致密度、显微硬度和抗压强度呈先上升后下降的趋势,裂纹和孔洞减少。随着扫描速度的增大,打印件的致密度和硬度降低,裂纹增多。因此探究合适的打印参数对钨粉的选区激光熔化成形有着重要意义。     

激光功率对TiB增强钛基涂层显微组织结构的影响

采用Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制备TiB/Ti复合涂层。通过XRD物相分析、形貌观察和硬度测试等方法研究了激光扫描速度2 mm/s时不同激光扫描功率下原位合成的TiB/Ti复合涂层的相结构、显微结构和硬度。不同功率下制备的涂层中只有α-Ti和TiB相;扫描功率为3000 W和3500 W下激光熔覆层与基体结合较好;随着激光扫描功率的增加,熔覆层的平均硬度提高;扫描功率为3000 W下制备的涂层硬度分布较均匀,其硬度值较基体提高了2~3倍,平均硬度值约为1000 HV。     

U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25％WC涂层工艺参数优化的研究

目的研究U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25%WC涂层的最佳工艺参数。方法首先通过单道单因素试验初步选取激光功率、送粉量、扫描速度和光斑直径4个工艺参数,然后进行4因素3水平的单道正交试验,以熔覆层的宽度、高度和稀释率作为判断熔覆层质量的指标,做极差分析,最后得到最优工艺参数并分析了熔覆层的显微硬度及显微组织。结果单道单因素试验及单道正交试验得到的工艺参数均为:激光功率1500 W,送粉量4 g/min,扫描速度6 mm/s,光斑直径2.2 mm。通过单道正交试验极差表分析发现,工艺参数对质量指标的影响程度不同,对熔覆层宽度的影响为扫描速度送粉量激光功率光斑直径,对熔覆层高度的影响为送粉量扫描速度光斑直径激光功率,对熔覆层稀释率的影响为送粉量光斑直径扫描速度激光功率,对比发现送粉量是熔覆层的最大影响因子。熔覆层的显微硬度最高可达到1170HV,是基体的3.7倍。结论在U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25%WC涂层,可以制备出光滑且紧密结合的熔覆层,且表面硬度明显提高。     

钛合金粉末的选择性激光熔化表面质量研究

通过优化实验方法,采用在钛片上进行钛合金粉末Ti6Al4V(TC4)的选择性激光熔化(SLM)单道扫描成形正交实验,在钛基板上进行单层SLM的正交实验。将打磨过的单道钛板在金相显微镜下进行观察,运用环境扫描电镜(ESEM)对SLM的单层进行分析。结果表明,在相对较高的激光功率以及低的扫描速度下,熔道的润湿角较小,宽度较大,且具有很好的连续性,单层轨迹具有很好的搭接性,整个熔化层较为平整,球化现象较少。最终确定最优参数为扫描速度20 mm/s,扫描间距0.07 mm,铺粉厚度0.07 mm,激光功率95 W,扫描方式为跳转变向,制备出的成形面质量较好。     

雾化预合金胎体粉末的制备及其在金刚石工具中的应用

采用高压水雾化快冷技术，将熔融的金属液流注入上部设有漏包坩埚的水雾化喷嘴，当熔融的金属液流通过倒流嘴流经喷嘴时，被喷嘴射出的高速水流击碎成小液滴，随后合金液滴落在水中凝固成粉末的方法制取Follow‘系列预合金胎体粉末；利用SEM，差热分析等手段研究了粉末的特性，结果表明预合金粉末呈不规则状，压制性能好，成分均匀，烧结温度低；用Follow‘系列预合金粉末制成金刚石工具，切割性能优异，可切中硬花岗岩品板500m^2以上，中硬花岗岩荒料250m^2以上，具有寿命长切割效率高，成本低等特点。采用Follow‘系列预合金粉末可降低生产成本，提高金刚石工具的使用性能。     

用真空蒸发沉积法制取超细铝、镁粉的研究

在真空条件下将铝、镁加热熔化，蒸发，然后冷却制成超细铝、镁粉。适当的控制其中的某些工艺参数就能改变铝、镁粉的性能，从而制取不同性能的超细铝粉和镁粉。     

电解工艺参数对铟微粉纯度和粒度的影响(I)

研究了电解工艺制备铟微粉时,铟离子浓度、电流密度和连续电解时间对粉体纯度和粒度的影响。结果表明：当电工艺参数为NaCl浓度80g/L,极距5cm,硫脲浓度0.3g/L,明胶浓度0.5g/L,pH=2.5,添加剂聚乙烯吡咯烷酮用量为0.2g/L时,连续电解时间越长,所得粉体粒度越大;电流密度为130A/m₂时,所得粉体粒度最小,纯度最高;In₃₊浓度对粉体粒度的影响最小,但对纯度影响最大;在此工艺参数和In₃₊浓度为30g/L,电流密度为130 A/cm₂的条件下电解1h,可得到粒度小于100μm的铟微粉,其中粒度小于30μm的占75%。     

用原料添加法提高钼粉粒度的探讨

叙述了在钼粉的工业化生产条件下采用原料添加法来提高最终粉末粒度，改善原料工艺性能的试验。研究表明：在钼酸铵原料中添加一定组份的钥粉，能有效地改善钼酸铵在动态焙解还原时的分散性和流动性，选择不同的添加量和添加粉粒度，可有效地把钼粉的ＦＳＳＳ粒度从２．５μｍ提高到４．２μｍ，从而可根据用粉要求，选择合适的添加工艺，来制取理想的钼粉。     

装粉方式对钛粉压制成形影响的数值模拟

用MSC.Marc软件模拟了3种不同装粉方式下钛粉压制成形过程中粉末的流动情况及压坯的密度分布规律.结果表明:粉末装粉方式对粉末压制过程及压坯密度有较大的影响,与平式装粉方式相比,采用凸式装粉,试样的烧结坯密度提高了6%,孔隙分布的均匀性也得到相应的改善.     

Preparation of TiAl alloy powder by high-energy ball milling and diffusion reaction at low temperature

In this paper, TiAl alloy powders were prepared successfully by high-energy ball milling and diffusion reaction in vacuum at low temperature. The titanium powder, aluminum powder, and titanium hydride powder were used as raw materials. The samples were characterized by scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction(XRD), field-emission scanning electron microscopy(FESEM), and differential thermal analysis(DTA). The results show that the alloy powders with the main intermetallic compounds of TiAl are obtained using Ti-Al powders and TiH_2-Al powders after heated for 2 h at 500 ℃,3 h at 600 ℃,and 3 h at 750 ℃,respectively.The average grain sizes of alloy powder are about 45 and20 μm with irregular shape, respectively. The prepared TiAl alloy powders are relatively pure, and the average quality content of oxygen in the alloy powders is0.33 wt%. The forming process of alloy powder contains both the diffusion reaction of Ti and Al,which gives priority to the diffusion reaction of aluminum.     

Plasma alloying and spheroidization process and development

Elemental and blended refractory metal powders were processed using a plasma alloying and spheroidization (PAS) process. The powders were characterized to determine changes in chemistry and morphology after processing. Five refractory metal powders were evaluated during this investigation: (1) crystalline W, (2) spray dried Mo, (3) W-25 wt.% Re composite powder, (4) W-2 wt.% Re composite powder, and (5) Mo-40 wt.% Re composite powder. Benefits of the PAS process, such as a two-order of magnitude reduction in oxygen contamination, production of highly spherical powders for enhanced flow characteristics, and the ability to produce prealloyed powders were demonstrated. This paper was presented at the 2nd International Surface Engineering Congress sponsored by ASM International, on September 15–17, 2003, in Indianapolis, Indiana, and appears on pp. 441–47 of the Proceedings.     

The theoretical evaluation of powders transportation in plasma transferred-arc space under coaxial powder feeding condition

0ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＧｅｎｅｒａｌｌｙ ,ｔｈｅｐｏｗｄｅｒｉｓｕｓｕａｌｌｙｃｏａｘｉａｌｌｙｆｅｄｉｎｔｏｔｈｅｍｅｌｔｉｎｇｐｏｏｌｂｙａｓｐｅｃｉａｌ ｄｅｓｉｇｎｅｄｐｏｗｄｅｒｆｅｅｄｅｒｄｕｒｉｎｇｔｈｅ ｐｌａｓｍａｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ａｒｃ (ＰＴＡ ) ｐｏｗｄｅｒｓｕｒｆａｃｅｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ.Ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ’ｔｈｅｒｍａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓｕｃｈａｓｍｅｌｔｉｎｇ ,ｖａｐｏｒｉｚｉｎｇａｎｄｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｓｕｒ…     

金刚石工具预合金代钴粉末的研究及应用

近年,国内外开展了金刚石工具代钻粉末的研究。本文采用水雾化法开发了三种预合余代钻粉末：对粉末的基本属性、形貌,粉末的相组成,粉末的差热性进行了分析研究;测定了它们的烧结密度、硬度、抗弯强度、弹性模量随热压烧结温度变化的规律;采用作者自行建立的磨料磨损试验方法,测定了它们的质最磨损阿分率（即耐磨性）;测定了它们的冷压生坯密度、模拟生坯强度以及高频钎焊的结合力矩;观察了热压烧结SEM腐蚀组织和SEM断口形貌。结果表明：三种预合金粉末有着优良的低温烧结性能和耐磨性,表现出接近于超细钴和相当于国外代钴粉末的优良的物理、机械性能,对金刚石把持力高;具有高的高频钎焊结合力矩;粉末成本较低,用粉量可降低。实际切割花岗石、混凝土,切割锋利,使用寿命长。     

陶瓷粉末注射成形中的关键影响因素

陶瓷粉末注射成形是从现代粉末注射成形技术中发展起来的一项新型成形技术。本文着重分析了影响陶瓷粉末注射成形的几个关键影响因素以及该项技术的发展动态 ,指出优质价廉的新型陶瓷粉末是陶瓷注射成形发展的基础 ;性能优异的粘结剂体系是其核心因素 ,产品尺寸精度和过程缺陷的控制是该技术发展和产业化的关键。