通过预混合粉的粘结剂处理改善粉末性能

粉末冶金产业使用的混合粉都含有粒度与密度显著不同的成分,在运送时都有很强的偏析趋向.零件生产者要达到始终如一的精度与最佳性能,减少或消除这种偏析是至关重要的.用各种粘结剂处理预混合粉总体上可改善预混合粉的性能.用各种粘结剂/润滑剂系统进行了实验室研究,评估了涉及偏析、流动性与压制性能的结果.概述了在改善流动性、提高生坯...     

粘结剂种类及用量对预混合钢粉粉末性能影响的研究

将钢铁粉末中的合金元素进行粘结处理制备成预合金钢粉末是一种减少粉末在操作过程中扬尘和成分偏析的新技术.研究了不同粘结剂种类和用量对预混合钢粉粉末流动性、松装密度、合金元素粘结率的影响.发现粘结处理大幅改善了预混合钢粉的性能,而不同粘结剂对预混合钢粉性能的影响各不相同.当使用0.1%(质量分数)的粘结剂时预混合粉对C的粘结率达到76%～90%,对Cu的粘结率达到38%～72%;粉末的流动性为21.7～24.6s/50g,且不随放置时间增加而发生明显的改变.粘结剂加入量增加时预混合钢粉中合金元素粘结率和粉末流动性继续提高,粘结剂加入量为0.2%(质量分数)时对C和Cu的最高粘结率分别达到94%和80%,粉末流动性达到约21s/50g,粉末的松装密度可以通过改变石蜡加入量进行调节.     

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。     

无偏析预混合钢粉研究与开发的进展

无偏析预混合钢粉是在钢铁粉末体系中加入少量粘结剂所制得的一种特种粉末,其目的是减少粉末运送和压制过程中产生扬尘和偏析,提高产品组织、性能和尺寸的一致性。本文综述了国内外对预混合钢粉研究和产品开发的进展,对预混合钢粉的优势、粘结剂组成、混合工艺和混合机理、偏析测定、粉末性能等进行了详细分析和评述。     

碳含量对Fe-Cu-C扩散预合金粉末烧结性能的影响

扩散预合金化铁基粉末由于具有高的压缩性和成分均匀性而在粉末冶金零件中得到广泛应用。本文以扩散预合金化Fe-2%Cu(质量分数,下同)粉末为主要原料,研究了添加不同含量(0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)的石墨粉后烧结Fe-Cu-C合金的显微组织、力学性能和尺寸变化率,并与相同成分的混合粉烧结坯进行对比。结果表明,随着碳含量的增加,Fe-Cu-C合金的烧结密度降低、硬度增加、尺寸变化率减小。扩散预合金粉末烧结后的组织更加均匀,硬度比混合粉烧结坯高5～6HRB,尺寸膨胀率仅为0.10%～0.20%,且尺寸稳定性优于混合粉烧结坯。     

美国SCM金属制品公司——新的青铜粉和铜粉

美国SCM金属制品公司开发了两种新的粉末产品:一种是生产微型轴承用的低松装密度青铜预混合粉;另一种是低松装密度铜粉,可改善摩擦材料的压坯强度。由于这些新型粉末的增加和新的铜合金粉末设备的投产,目前公司的铜和铜基粉末的年产量超过17000t。 含油青铜微型轴承一般用在微型电机和电子仪器上,如音频和视频盒式磁带记录器上的轴承必须是低噪音的。针对低噪音微型轮承产品的性能要求,SCM公司开发的青铜预混合粉MBG-X-1和含碳的MBG-X-2粉。用一种专利工艺生产。所有青铜粉颗粒都具有相同的成分,压模装料和烧结轴承时引起     

铁粉和石墨粒径对Fe-C系预混合粉性能的影响

以不同粒度分布的还原铁粉及石墨为原料,采用粘结剂处理工艺制备Fe-C系预混合粉。研究了铁粉粒度分布、石墨粒径对预混合粉石墨粘结效率、松装密度、流动性以及烧结件密度、抗弯强度、硬度等性能的影响。结果表明,粒度分布均匀的铁粉有利于提高预混合粉的松装密度、流动性和压坯性能,石墨粒度为-2 000目的预混合粉中,石墨分布更加均匀,石墨的粘结效率为98.3%,其工艺性能和烧结性能更好。     

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。     

采用Starmix粉末以提高零件尺寸精度

影响零件最终尺寸公差的因素很多。与烧结参数的变化相比,某些合金系中合金含量的变化对零件烧结后的尺寸变化影响更大。改善合金烧结后尺寸变化的办法是防止在处理混合粉时出现偏析或灰尘沉积效应。本文讨论将合金组元与铁粉粘结的四种方法,并研究其对烧结件尺寸变化的影响。     

通过用粘结剂处理预混粉改进粉末的使用性能

在粉末冶金产业中使用的粉末混合粉都含有颗粒大小与比重显著不同的成分,混合处理时具有强烈的偏聚倾向。为得到始终如一的精确与最佳性能,对于零件生产厂家,最重要的是减小或消除这种偏聚。总地来讲,用各种粘结剂处理预混合粉可改善预混合粉的性能。对各种粘结剂/润滑剂系统进行过实验室研究,现回顾和偏聚,流速及压制性能相关的结果。概述其对改进流速,增高生坯强度及对整个生产率与使用性能影响的发展。     

温压用低合金钢混合粉的制备试验研究

本文以国产水雾化低合金钢粉FJSY200.30为研究对象,进行混合粉的制备和温压致密化机理研究.采用了一种粘结化处理混粉工艺,制备温压混合粉.实验表明,这种混合粉比常规干混工艺制得的混合粉,有明显的优点,可以提高粉末的流动性、填充性和热稳定性,室温压制和温压压制的压坯密度和压坯强度得到提高,特别是温压压制,更为明显.通...     

Improved Precision of Sintered Steel Components Made from Partially Prealloyed Copper—Iron Powders

Abstract

An improvement in the dimensional tolerances of sintered components by at least one ISO grade was obtained in field tests comprising several thousand parts by using a partially pre-alloyed copper-iron powder instead of an elemental mix. This effect is explained by the fact that segregation of the constituents is minimized. Further tests have shown that sintered components made from partially prealloyed powders have a more even microstructure and better distribution of the alloying elements, resulting in components with fewer defects in the microstructure, than do components made from the corresponding elemental mixes.     

用粘结剂处理的预合金Mo钢基预混粉取代扩散粘结粉

现已采用成本较低的粘结剂处理预混粉FLOMET 44A和44B取代扩散粘结粉。为避免镍与铜的偏析和改善预混粉的流动性。将以0．85％Mo预合金ATOMET 4401作基体粉，并添加镍、铜与石墨制取的预混粉进行粘结剂处理。其性能类似于扩散粘结粉。FLOMET 44A和44B已用于制造汽车、电动工具与农机零件。研究了它们的压缩性、重量稳定性、力学性能与显微组织，并分别与含1．75％Ni和4．0％Ni的扩散粘结粉做对比。低成本的粘结剂处理预混粉其尺寸变化、稳定性和力学性能与扩散粘结混合粉相同。     

不同黏结剂对Fe-2Cu-0.8C预混合钢粉性能的影响

采用2种工艺对合金元素Cu、石墨进行黏结处理,制备了Fe-2Cu-0.8C预混合钢粉.测定了橡胶、聚乙烯醇衍生物、纤维素等3种黏结剂对合金元素Cu、石墨的润湿性,并分别研究了2种工艺中3种有机黏结剂对预混合钢粉合金元素黏结率、流动性、松装密度、压制及烧结性能的影响,结果表明:2种工艺中,以纤维素为黏结剂制得的预混合钢粉工艺性能与烧结性能最好,聚乙烯醇衍生物次之,橡胶较差,这与3种黏结剂对合金元素Cu和石墨的润湿性好坏及黏结率是对应的.     

Fe-1.0Cu-2.0Ni-0.55Mo扩散型合金钢粉的研制

本文针对莱粉公司生产的Fe-1.0Cu-2.0Ni-0.55Mo扩散型合金钢粉的生产工艺、粉末性能及其烧结件性能进行了研究。结果表明,采用本工艺生产的扩散型合金钢粉基本保持了基体粉末压缩性高、流动性好的特点,可获得高的压坯密度和烧结体密度;合金粉末损失少且分布均匀,制件尺寸精度高、机械性能稳定;扩散合金化效果好,制件具有较高的硬度和抗拉强度。同时,该生产工艺减少了合金粉末(细粉)的损失和飞扬,生产环境得以很大改善。     

Flow properties of tool steel powders for selective laser melting – influence of thermal and mechanical powder treatments

In powder bed fusion additive processes the flow properties of the powder influence the quality of the final component and the efficiency of the process. In this investigation an attempt is made to identify flowability indicators which can describe the flow performance of the powder during the powder layering (i.e. recoating) step; common to all powder bed fusion processes. To this end, shear tests were performed by means of a powder rheometer. Bulk density, flow function and degree of cohesion were measured. The results suggest that there is a good correlation between the aforementioned parameters and the flowability of the powder during SLM processing. In addition, it was found that thermal treatments and tumbling enhance flowability. Thermal treatments were performed at 150, 200 and 250°C for a period of 10?min and in air.     

Development of ultrasonic sensor for non-intrusive measurement of temparture in powder materials

Abstract

Fine and ultrafine powders are often used as starting materials for fabrication of advanced materials; they are first formed into desired shapes and then consolidated into high density parts by application of pressure and heat. Electroconsolidation is a densification method for rapid pressure assisted densification of complex shaped parts made from powder preforms. The part to be densified is immersed in a bed of free flowing, electrically conducting, graphite powder medium within a cylindrical die chamber. Pressure is applied externally and heat is generated internally by resistively heating the graphite powder. Because of rapid heating and the attendant wide temperature fluctuations possible with resistive heating, it is of paramount importance to measure and control the temperature in the die to achieve reproducible densification properties. This paper describes an ultrasonic pitch-catch sensor that can be used to non-intrusively measure the temperature of a graphite powder bed. Results of ultrasonic data for heating trials conducted at up to ≈3000°C indicate that the average temperature in a graphite powder bed can be predicted to within 2-3%. The ultrasonic sensor can be used to precisely control the heating trajectory and densification of parts with reproducible properties.     

用喷雾干燥法制备PSZ-3Y粉末颗粒的形貌研究

用激光衍射法和SEM（Scanning Electron Microscope)法研究了喷雾干燥法制备PSZ-3Y粉末的粒度分布和形貌特征，表明用传统法制备的PSZ-3Y虽然可以获得细颗粒粉末，但是团聚非常严重，分散性能和流动性都很差，而用喷雾干燥法制备的PSZ-3Y粉末和造粒可以获得粒度分布均匀，流动性和分散性好的不团聚的球状颗粒。粉末的形貌与其采用的制粉原料的组成形态和工艺关系不大，但从原粉中喷雾制粒获得粉末的颗粒表面较粗糙和有小裂纹，其分布性能比直接喷雾粉末颗粒性能好。     

原料对低铜电刷导电性能的影响

以电解铜粉和天然石墨的混合粉为原料,采用压制、烧结工艺制备电刷试样,研究电解铜粉松装密度和石墨粒度对低铜电刷导电性能的影响,并与以铜包石墨粉为原料制备的电刷进行对比.用SEM观察粉末和试样的形貌,用电碳制品电阻率测试仪测定试样的电阻率.结果表明:以混合粉为原料制备的电刷,当铜含量w(Cu)为30％时,随着电解铜粉松装密...     

高铅铜合金球形粉末的制取

主要论述了用于双金属轴瓦带村连续烧结生产线所用高铅铜合金球形粉末的制取工艺。进行了不同雾化工艺的对比。证明了氮气雾化氮气冷却是制取球形合金粉末的较好工艺,该工艺生产的粉末球化率高、松装密度大、流动性好、生产工艺稳定,适应大生产要求。