以含铜废液为原料制备铜铁复合粉的工艺研究

采用酸性和碱性铜盐废液中和,有机酸作为添加剂,用还原铁粉置换含铜废液中铜,制备了含铜量为20%的铜包覆铁的复合粉.采用火焰原子吸收光谱法、惰气脉冲红外热导法、扫描电子显微镜和X射线衍射对粉末的成分、形貌进行了研究,分析了铜离子浓度、反应时间、干燥还原条件对复合粉特性的影响;并对粉末进行了真空热压试验.实验结果表明:铜铁复合粉为包覆型结构,Cu层厚度约为1μm;溶液中铜离子浓度愈高,反应速率愈快,反应时间在25～30 min范围内;较合适的干燥还原条件应为:温度在500～650℃之间,时间2～3 h.粉末由Cu和Fe两相构成,没有其他杂质相.≤74 μm较≤μm150μm的粉末的烧结试样的HRB硬度和抗弯强度在相应的温度下高,真空热压性能比较稳定的温度区间是700～750℃.     

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.     

粉末冶金铜铁合金的组织与性能

分别以元素混合粉、机械合金化粉和水气联合雾化合金粉为原料,结合冷等静压成形、烧结及轧制工艺制备了Cu?5％Fe合金(质量分数),对比了三种原料粉的铜铁合金粉末形貌、微观组织、力学性能及物理性能.结果表明,铁颗粒分布均匀,元素混合、机械合金化和水气联合雾化法粉末烧结体中铁颗粒平均尺寸分别为9.4μm、1.2μm、3.5μ...     

铜包纳米铁粉的制备及其结构表征

将30~80 nm的纳米铁粉置于含无水乙酸铜的非水溶剂中,利用表面置换反应法制备铜包覆纳米铁粒子,并基于铜包覆铁纳米粉末制备出晶粒细小的Fe-Cu-C粉末冶金材料。采用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)对样品的组织结构、形貌、尺寸、相组成以及抗氧化性能进行研究。结果表明:铜包覆纳米铁粒子具有典型的核壳型结构,铜层厚度约10 nm,铜包覆纳米铁粒子比常规气体钝化法制备的纳米铁粉末表现出更好的抗氧化性能,与氧气发生反应的温度为190℃,明显高于普通钝化铁粉与氧气发生反应的温度130℃。以铜包覆纳米铁粉为主要原料,通过普通压制烧结成功制备了Fe-Cu-C粉末冶金材料,烧结体的相对密度为90%,晶粒尺寸约为10μm。     

造孔剂含量对多孔金属材料性能的影响

以316L不锈钢粉、PMMA粉末为原料,采用粉末烧结法制备多孔不锈钢盘。采用扫面电子显微镜、泡压法孔径分布仪、透气测定仪等对不锈钢盘的孔径、渗透系数、微观结构等进行了表征。结果表明：随着PMMA含量减小,多孔金属烧结盘厚度降低,其烧结后金属颗粒间距减小,更易形成烧结颈。最佳烧结温度1 100℃,当PMMA含量最小时,其透气率达到最小值63 m³/(m²·kpa·h),平均孔径降低至2.79μm。     

流延成形-熔渗烧结制备WCu20合金薄板

采用热化学镀技术制备的铜含量为11%(质量分数)、平均粒度为5~10μm的铜包钨复合粉末为原料,经过胶体的流延成形、500℃脱胶、1 200℃预烧、600 MPa预压和1 300℃熔渗烧结,制备出厚度为0.2 mm、相对密度达98.8%的WCu20合金薄板;其组织呈现Cu相均匀填充在W颗粒周围的网络状分布,电导率达到36%IACS、热导率达到210 W/(m·K)、硬度达到280 HV,均高于相应的国家标准。WCu20合金板材的断裂方式由铜相的韧性断裂和钨相的穿晶断裂组成,包覆铜有利于合金韧性的提高。     

纳米钨铜复合粉末的制备及其烧结行为研究

以钨酸钠和硝酸铜为原料,采用水热合成-共还原法制备钨铜复合粉末,再通过真空热压烧结法制备钨铜复合材料,并研究了钨铜复合粉末的结构形貌,以及经不同温度热处理后钨铜复合材料的显微形貌、物性特征。结果表明:采用水热合成-共还原法可制得粒度尺寸约为70nm且颗粒分布均匀的纳米级钨铜复合粉末。钨铜复合粉末经加压烧结及热处理后可得到W相和Cu相紧密结合、Cu相均匀分布在W相周围的钨铜复合材料,其在热处理温度为950℃时致密度最高,达到99.2%;在热处理温度为800℃时导电率最高,达到46.5%IACS;在热处理温度为900℃时布氏硬度最高,达到HB285。     

粉末冶金工艺对纯铁磁粉芯力学性能的影响

在铁粉中添加耐热型树脂粘结剂,通过球磨使铁粉颗粒表面包覆一层均匀的绝缘膜,再利用模压和热处理制备纯铁磁粉芯,研究球磨工艺对铁粉形貌和粒径的影响,分析压制压力、热处理工艺以及粘结剂含量对纯铁磁粉芯力学性能的影响。结果表明,在转速400 r/min、球料质量比15:1、球磨时间10 h的条件下可将粉末研磨成适合于制备铁磁粉芯的鳞片状铁粉,平均粒径为100μm;在粘结剂总含量2.65%、压制压力1 200 MPa、压坯在N2保护气氛下500℃保温1 h条件下,获得的磁粉芯力学性能最佳,抗压强度达到502.98 MPa。     

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。     

热机械法制备超细弥散分布钨铜复合粉末

本研究在对钨铜粉末共还原的基础上设计了一种热机械法来制备超细弥散分布钨铜复合粉末。对粉末通过SEM、XRD、粒度分析、氧含量及其烧结性能的研究 ,结果显示 :通过对钨铜高温氧化物粉末的短时快速球磨 (约 3～ 10小时 )后 ,复合粉末可在较低的温度下还原彻底 ,而且粉末粒度细小 (0 2 μm左右 ) ,分布均匀 ,比表面增加 ,具有极高的烧结性能。对比机械合金化工艺直接制备钨铜复合材料工艺得知 :对氧化物粉末进行了短时高能球磨 ,快速细化了氧化物粉末粒度 (<1μm) ,降低了粉末还原温度 (6 5 0℃ ) ,制备出高分散的超细钨铜复合粉末 (<1μm) ,在较低的烧结温度 (12 0 0℃ )下得到相对密度为 99 5 %、热导率为 2 0 5W·m- 1 ·K- 1 的钨铜复合材料制品。     

轧膜成形制备石墨/Cu复合材料及其性能研究

以电解Cu粉和鳞片状石墨粉为原料,聚乙烯缩丁醛(PVB)为粘结剂,环己酮为增塑剂,通过有机基轧膜成形法制备出石墨/铜(C/Cu)复合生坯;随后在H_2气氛中烧结,制备出C/Cu复合材料,考察了粘结剂含量、烧结温度等对所制备复合材料组织和性能的影响。结果表明:轧膜成形可以制备厚度0.4~1.0 mm的薄片状C/Cu复合材料;粘结剂含量对C/Cu轧膜生坯和最终复合材料的组织性能有显著影响;随着烧结温度的升高,C/Cu复合材料的性能提高,4.0%粘结剂含量的C/Cu生坯经970℃烧结后的相对密度达91.4%、电导率为44.4%IACS、维氏硬度为72.2 HV。     

碳化硼锆合金烧结体反应界面研究

本文以氢化锆-2粉与B_4C粉为原料制备了B_4C-Zr-2可燃毒物烧结体,对碳化硼与锆基体的界面反应层进行了研究;用XRD分析了界面反应层的相成分,用扫描电镜对反应层的微观结构、反应层厚度与烧结温度的关系进行研究。结果表明当烧结温度高于900℃时,碳化硼与锫合金开始发生界面反应,生成碳化锆与二硼化锆,反应层的厚度随烧结温度的升高而增加,当烧结温度为900℃,1 000℃,1 100℃时,反应层厚度约为1μm,3μm,6μm。     

氧化-球磨-还原法制备超细弥散分布钨铜复合粉末

在对钨铜复合粉末进行TGA-DTA分析、XRD物相分析和SEM观察分析的基础上,对氧化物粉末共还原工艺进行了改进,对比机械合金化直接制备钨铜复合材料工艺表明:对钨铜氧化物粉末短时快速球磨约3～10h后,能快速细化氧化物粉末粒度(<1μm),降低粉末还原温度(约600℃),可制备高分散的超细钨铜复合粉末(<1μm);在较低的烧结温度(1200℃)下可得到相对密度为99.5％,热导率为205W·m~(-1)·K~(-1)的钨铜烧结制品。     

粉末烧结法制备多孔Ti-6Al-7Nb合金的工艺优化

以Ti粉、Al粉和Nb粉为原料,采用粉末烧结法制备多孔Ti-6Al-7Nb合金,利用正交试验考察了混料时间、压制压力、烧结温度、烧结时间对孔隙率的影响。结果表明,各因素对孔隙率的影响主次顺序为:烧结温度烧结时间压制压力混料时间。结合骨科植入所需材料的孔隙率和孔径分布情况确定最优工艺参数为:混料时间4 h,压制压力100 MPa,烧结温度1 100℃,烧结时间2.5 h,采用最优工艺制备的多孔Ti-6Al-7Nb孔隙率为32%,孔径尺寸集中分布于5~12μm范围。     

一步烧结法制备梯度结构硬质合金的工艺研究

从降低生产成本的角度考虑,尝试在真空炉中采用一步烧结法制备梯度结构硬质合金。实验研究了烧结工艺参数对合金显微结构及密度的影响,结果表明:梯度结构硬质合金样品表层的WC晶粒大于富钴层及芯部区域;随着烧结温度升高,样品表层WC晶粒变粗,梯度结构硬质合金密度先增加后降低;延长烧结时间会显著增加样品表层两相区的厚度。本实验所制备的硬质合金梯度层厚度可达1 168μm,烧结时间越长,样品密度越低。     

化学镀法制备镍包铜复合粉末及其烧结行为

用化学镀法制备了镍包铜粉,并利用固相烧结法将镍包铜粉成功地制成了块状烧结体.通过SEM、XRD与EDS分析研究了烧结过程中镍包铜粉中界面的迁移情况,同时制备了镍铜混合粉末烧结体并和镍包铜粉末烧结体进行了对比.结果表明:镍包铜粉烧结体在扩散过程中,由于镍的扩散系数比铜大,镍层扩散进入铜形成了铜镍固溶体,界面单向迁移.随烧结温度升高,颗粒内原子扩散系数越大,烧结体界面扩散越容易,形成较大的晶粒,同时镍包铜粉烧结体能克服镍铜混合粉烧结产品中的组织偏析.     

SiCp/Cu复合材料的SPS烧结及组织性能

以化学镀Cu包覆SiC粉末和高压氢还原法制备的Ni包SiC复合粉末为原料,用放电等离子体烧结法制备了SiCp/Cu复合材料.分析了增强相含量和烧结温度对致密化的影响,比较了非包覆粉末和包覆粉末制备的复合材料的界面结合状况.然后对SiCp/Cu复合材料的热膨胀行为和力学性能进行了研究.结果表明:包覆粉末能够促进材料的致密化并且能获得良好的界面结合,所得SiCp/Cu复合材料的致密度达96.7%,抗压强度达1061 MPa.SiCp/Cu复合材料的热膨胀系数介于7.5×10-6～11.4×10-6·K-1之间,并且随SiC体积分数的增加而降低.材料在热循环过程中出现热滞现象,热滞现象受增强相的含量及界面结合状况的影响.     

含铜铁基粉末冶金零件烧结性能的研究进展

含铜铁基粉末冶金材料在烧结前后易发生尺寸变化,为此类零件的生产带来不便。本文介绍了有关含铜铁基粉末冶金材料的烧结过程、烧结过程中铁铜粉末颗粒尺寸变化和烧结尺寸变化的相关研究进展,主要包括以下内容:高于Cu熔点温度烧结时,Cu颗粒熔化扩散渗入Fe颗粒中,在Cu颗粒原本位置形成流出孔隙,从而造成烧结坯尺寸的膨胀;随着烧结温度或烧结时间的增加,烧结过程中铁铜粉末颗粒的尺寸呈增大趋势;影响含铜铁基粉末冶金材料烧结尺寸变化率的主要因素是粉末粒度及合金元素的成分和含量。     

轧膜成形制备W-Cu层状功能梯度材料及其性能研究

以W粉和电解Cu粉为原料,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘结剂,通过有机基轧膜工艺制备出3种组成的单层生坯(Cu质量分数分别为25%、50%、75%),再叠层共轧,制备出了具有不同粘结剂含量的W-Cu层状梯度材料生坯,之后在H2气氛中烧结,获得了W-Cu层状梯度材料,考察了粘结剂含量与制备工艺条件对材料显微组织和性能的影响。结果表明,通过单层轧制、叠层共轧共烧可以制得层状梯度W-Cu复合材料;粘结剂含量对W-Cu层状梯度材料的致密度和性能有着明显的影响。当粘结剂质量分数为6%时,轧膜坯有较好的成形性,且成形坯的孔隙率较低;所得多层生坯经1 150℃烧结后相对密度达93.11%;所得梯度W-Cu材料有良好的物理、力学性能。     

熔渗铜用多孔金刚石坯体的制备

高体积分数金刚石颗粒增强Cu基复合材料由于硬度高导致其难以加工成形。采用粉末注射成形制备多孔金刚石预成形坯和Cu熔渗相结合的工艺可以实现金刚石/Cu的近净成形。本文对经过表面镀铬再镀铜的金刚石粉末注射成形涉及的关键工艺,包括粘结剂的选择、注射成形工艺过程、烧结工艺等进行研究。结果表明,采用成分为70%石蜡+25%高密度聚乙烯+5%硬脂酸的粘结剂作为金刚石粉末注射成形的载体时,喂料具备优异的综合流变性能,同时可以获得较高的固相体积分数。采用上述配方的粘结剂,最佳的注射温度为165～175℃,注射压力为80～90 MPa。脱脂金刚石预制坯最佳的烧结条件为:烧结温度1 050℃,保温时间25 min,此时坯体的强度达到10 MPa,孔隙基本全部为开孔隙。