钛合金粉末热等静压近净成形成本分析

采用粉末冶金热等静压近净成形(NNS-PM-HIP)技术制备了几种典型的钛合金结构件,利用技术成本模型分析了NNS-PM-HIP工艺制备钛合金构件的经济性,并与其他成形工艺进行了对比。结果表明:随着工件尺寸的加大、复杂程度的提高,包套/模具的制作以及热等静压成为影响采用NNS-PM-HIP技术制备钛合金构件成本的主要因素。有限元模拟仿真的介入和工件的批量化生产使得NNS-PM-HIP工艺的成本显著降低。与锻造等工艺相比,工件越复杂、尺寸越大,以及原材料成本占总成本比例越低,NNS-PM-HIP工艺成形钛合金构件的优势越发突出。     

钛合金热等静压模拟本构关键参数确定及工艺优化

对钛合金粉末热等静压进行数值模拟,以预测材料的成形性能;采用本构为MSC.Marc软件中嵌入的Shima模型,通过对该数值模型的分析;制定了本构模型中TC4材料模拟所需材料参数的测定方法。针对航空类典型环形零件的成形,应用数值模型,通过对多种不同工艺制度参数的对比,得到了热等静压过程中的关键参数压力、温度曲线的优化制度。利用热等静压制备了实际的环形样件,数值模拟与试验结果吻合较好,说明数值模拟可对零件的热等静压工艺过程进行预测,同时也为复杂零件的成形预测奠定了基础。     

大型热等静压机及关键技术

随着我国高新技术材料需求的日益增加,新的热等静压工艺对优良的热等静压机性能的需求更加追切,特别是热区直径≥1200mm的大型热等静压机的研制具有重大价值,深入研究热等静压机的预应力结构、快速冷却、大功率加热,温度测量和气体增压等系统及其关键技术,可提升我国热等静压机的研制水平,满足高新技术材料或大型零件的热等静压工艺需求,打破欧美等国对我国在该项设备上的技术封锁,从而提升我国的综合实力。     

金属粉末冷等静压下致密化过程的分析

分析了铁粉、铜粉在冷等静压下材料的致密化过程。常用的Ｆｌｅｃｋ和Ｓｈｉｍａ模型得到了应用和讨论。与实验数据对比可知：不考虑基体材料塑性硬化的Ｆｌｅｃｋ模型可较好地模拟金属粉末在冷等静压下的致密化过程。     

硬质合金与钢的热等静压扩散连接

研究了硬质合金ＹＧ１５Ｃ与４５~＃碳钢的热等静压扩散连接工艺，探讨厂连接温度、压力、保温保压时间、中间夹层及其厚度和连接残余热应力等对接合强度的影响．结果表明：热等静压扩散连接强度强烈依赖于连接温度，受控于连接后因ＹＧ１５Ｃ与４５~＃钢热膨胀失配而产生的残余热应力。采用镍箔作中间夹层可有效地减小残余热应力对连接的影响，显著提高接合强度．     

热等静压对电子封装60wt%Si-Al合金组织与性能的影响

采用喷射成形技术制备了新型电子封装材料60wt%Si-Al合金,选用两种热等静压工艺对其进行致密化处理,研究热等静压对材料组织和性能的影响。观察、分析了热等静压致密化后合金组织,测试了热等静压后合金的致密度、导热及热膨胀性能。结果表明,热等静压可有效减少或消除喷射成形60wt%Si-Al合金坯件内部的缩松缩孔,使合金接近理论密度。固态(520℃)热等静压后的合金相比半固态(600℃)热等静压合金,表现出更高的致密度、热导率和更低的热膨胀系数。     

热等静压对高温合金薄壁铸件疏松缺陷及性能的影响

研究了热等静压处理(1160℃/130 MPa/4 h)对K4169高温合金微观疏松,室温、高温拉伸和持久性能的影响规律。结果表明:热等静压处理可有效消除薄壁铸件凝固过程形成的内部微观疏松;进一步经过热处理(1095℃均匀化+955℃固溶+720℃时效)后,高温合金室温和高温650℃拉伸性能均明显提高,尤其是屈服强度提高10%以上;此外,经过热等静压处理(650℃/620 MPa)后持久寿命比未经热等静压处理的持久寿命提高了3倍。     

热等静压对DD419单晶高温合金组织与持久性能的影响

在3种条件下对第二代单晶高温合金DD419进行了热等静压(HIP)处理,利用X射线三维成像技术(XRT)对处理后的样品进行表征,研究了热等静压对合金持久性能的影响.结果表明:热等静压处理能够显著降低孔洞的直径和数量.对于热等静压处理充分的样品,其孔隙率极低,持久寿命相较于热等静压之前提高了59％.对于热等静压处理不充分...     

工艺流程对热等静式样性能的影响

研究了热等静压工艺流程对Ti（C,N）基金属陶瓷组织与性能的影响。结果表明,在热等静压前进行固相烧结和液相烧结是重要的。     

粉末特性和加工工艺参数对钼板组织和性能影响的研究

工业纯钼板材被广泛用作LCD行业的溅射靶材,原始粉末特性和加工工艺参数对钼板的组织和性能有着很大的影响。本文采用三种不同粒度的钼粉,设置了不同的等静压制及轧制工艺,制备出钼板及相应试样,并采用扫描电镜、金相观察及硬度、密度测试等手段对各样品组织和性能进行了表征。研究结果表明:采用3.3μm中等粒度且粒度分布均匀的钼粉可制备出密度更高且晶粒更细的烧结钼板坯;采用160 MPa保压10 min并分级卸压的等静压工艺可制备出整体密度更高的烧结板坯,但并不能减小烧结板坯的内外密度差;减小轧制火次有助于得到细小晶粒组织,采用一火多道轧制工艺制备得到的钼板在退火后平均晶粒大小为30μm。     

Ti(C,N)基金属陶瓷在烧结-热等静压条件下的组织、性能研究

用真空烧结和烧结 -热等静压两种方法制备了不同粘结相含量的 Ti(C,N)基金属陶瓷 ,并对合金的组织和性能进行了对比分析。结果表明 :与真空烧结相比 ,烧结 -热等静压有效降低了合金的孔隙度 ,因而使合金的横向断裂强度有较大幅度的提高 ,硬度也稍有提高 ;对于本试验所采用的 Ti(C,N)基金属陶瓷 ,烧结 -热等静压处理温度为142 0～ 145 0℃时 ,合金可获得好的组织、性能。本文还对烧结 -热等静压能有效改善 Ti(C,N)基金属陶瓷组织、性能的原因进行了探讨。     

提高WC—Co硬质合金顶锤质量的研究

对烧结后的硬质合金顶锤进行热等静压（ＨＩＰ），能有效提高其密度，使其在合成金刚石生产中使用寿命普遍延长３—４倍。热等静压的最佳工艺条件是：温度在１３５０～１３７５℃，压力为８０～１００ＭＰａ，保温保压时间１００～１２０ｍｉｎ。同时，较全面地观察和分析了ＷＣ—Ｃｏ硬质合金破裂的行为，并阐述了采用ＨＩＰ处理能提高ＷＣ—Ｃｏ硬质合金顶锤质量的原因。     

选择性激光烧结零件的冷等静压塑性成形过程模拟(英文)

应用结合的选择性激光烧结和冷等静压技术快速制造金属零件。使用有限元方法预测零件的最终尺寸并降低成本;使用Drucker-Prager-Cap模型在ABAQUS软件中实现对选择性激光烧结零件的冷等静压过程的模拟。金属粉末的性质通过冷等静压实验测量。结果表明:橡胶包套和摩擦因数对零件的形状和尺寸影响很小;零件只有均匀收缩,没有明显的形状扭曲。实验与模拟结果符合得较好,这表明Drucker-Prager-Cap模型是模拟冷等静压过程的有效模型;通过模拟可以为选择性激光烧结零件的冷等静压成形过程提供有益的指导。     

新型高强韧钛合金的粉末热等静压规律研究

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(EIGA)制备出一种钛基预合金粉末,然后用粉末冶金热等静压技术(PM-HIP)进行成形,研究了热等静压温度对该粉末冶金钛合金性能的影响。结果表明,采用气体雾化制粉工艺能够制备出满足要求的洁净预合金粉末,其相变点为883℃。热等静压温度在β相变点以下,制备的高强韧钛合金呈α+β双态组织,拉伸强度和冲击性能与热等静压温度成正相关。热等静压温度高于β相变点,组织中形成大尺寸的晶粒,α相衍射峰增强,为针状分布,合金性能略有下降。采用粉末热等静压技术制备的新型α+β两相钛合金具有高强高韧的特点,热处理能够提高合金的冲击性能。     

热等静压法制取复合硬质合金轧辊

选用铁基复合材料作复合辊内层,采用热等静压扩散连接法将其复合到硬质合金外层,制得了近实物尺寸的复合硬质合金轧辊。考察了铁基复合材料内层的热等静压烧结组织和性能及复合辊内、外层界面结合情况。并对复合辊线切割时产生的裂纹作了分析。从而为热等静压法复合硬质合金轧辊的深入研究提供了实验基础。     

选择性激光烧结不锈钢零件冷等静压宏观变形与微观特征

采用修正的Cam-Clay模型,在ABAQUS软件中实现了对选择性激光烧结零件冷等静压过程的有限元模拟。通过冷等静压实验获得了材料的硬化曲线。并将实验结果与模拟结果进行比较,两者符合得较好,说明所用的模型适用于不锈钢粉末的冷等静压过程。通过正交实验对模型参数的敏感性进行分析,结果表明硬化规律是影响实验结果的最重要因素。通过模拟可以为产品的尺寸和形状设计提供有益的指导,并且可推广到更复杂零件的模拟。     

粗钨棒的低温烧结

选择合适的细钨粉、经等静压制，在１７００￣１８００℃下低温烧结，可制成「质量」密度为１６．５￣１７．５ｇ／ｃｍ＾３的Φ５０ ｎｍ纯钨棒。     

热等静压制备Al2O3增强Ti2AlN金属陶瓷

采用热等静压工艺,在1 000 ℃、100 MPa条件下,选择混合粉末Al3Ti+TiN+TiO2和Al3Ti+TiN,调整各粉末中不同成分的比例,找到性能合适的合金配比,利用XRD和扫描电镜研究压制后的样品的相组成和组织形貌.结果表明:粉末经热等静压后均可生成Ti2AlN相,但是生成物相比例不同;其中Al3Ti、TiN和TiO2的质量比为2.07-1.68-1的粉末压制出来的样品是完整的Ti2AlN基体,同时生成的Al2O3均匀弥散分布在基体中,对基体具有强化作用.     

热等静压对钛不锈钢焊接接头组织性能的影响

TA2/316L爆炸焊接试样在压力150 MPa,温度850 ℃条件下热等静压处理2 h,分别对爆炸态和热等静压态焊接接头进行了抗剪强度测试,重点对比研究了热等静压处理对焊接接头组织形貌、化学成分分布及脆性相的影响.热等静压处理后,原爆炸态接头附近的缺陷被治愈,Ti,Cr,Fe,Ni等元素的相互扩散距离明显增加,但接头中生成的脆性相也增加.结果表明,爆炸态的剪切试样断裂于TA2侧,热等静压态断裂于金属间化合物相.     

热等静压技术对金刚石工具制品性能的影响

采用热等静压和传统热压两种烧结方式对Co粉进行烧结,研究两种烧结工艺所得制品在密度、硬度、抗冲击强度、抗弯强度等力学性能以及锯切性能上的差异。结果表明:相比传统热压烧结而言,采用热等静压烧结制备的金属胎体,在相对密度、抗冲击强度、抗弯强度、锯切性能方面都有明显提升;采用热等静压工艺烧结的制品,其硬度较传统热压烧结的制品的略低。利用热等静压烧结制备的金刚石绳锯产品,在锯切试验中表现出良好的性能。