流动温压成型铁基粉末冶金复杂件的脱脂工艺

使用水雾化铁粉等原料制备十字形试样,对脱脂工艺、微观组织进行了分析,得到的理想脱脂工艺为:先以较快的速率升温到160℃,然后以1℃·min^-1的速率升温到300℃,保温0.5h,再以1.5℃·min^-1的速率升温到450℃,保温0.5h.烧结在1300℃进行.实验结果表明,通过优化脱脂工艺,使用流动温压工艺,可以制备出成本低廉、形状复杂的结构件.     

烧结温度及热处理对注射成形4605低合金钢组织与性能的影响

以4605母合金粉末为原料,采用注射成形工艺,在1 320～1 380℃烧结温度下制备4605低合金钢,并采用3种不同工艺进行热处理,研究烧结温度及热处理工艺对合金钢显微组织与硬度、抗拉强度等性能的影响。结果表明:4605低合金钢的烧结密度随烧结温度升高而增大;其显微组织由板条状马氏体和多边形铁素体组成;合金钢的硬度和抗拉强度均随烧结温度升高而升高,在1 380℃下烧结的低合金钢,致密度达96.38%,抗拉强度为613 MPa;塑性随烧结温度升高先上升后下降,在1 360℃烧结的合金钢伸长率最大,达13.5%。烧结温度为1 380℃的合金钢,经过800℃保温0.5 h,油冷,然后在200℃保温2 h的热处理后,得到马氏体组织,抗拉强度和硬度最高,分别为708 MPa和78.8 HRA;烧结温度为1 360℃的合金钢,在800℃保温1 h,油冷,然后在600℃保温2 h的热处理后,得到回火索氏体组织,伸长率最大,达到18.76%。     

高温加热制度对380CL连铸板坯枝晶偏析及轧材带状组织的影响

通过设计6种热处理工艺和4种热轧工艺分别完成气氛保护热处理试验和热轧试验,借助电子探针面分析和定量分析手段检测板坯热处理前后Mn元素枝晶偏析程度的变化,并比较不同加热制度下板材显微组织的差异,从而分析了高温加热制度对380CL板坯枝晶偏析以及轧材带状组织的影响程度。结果发现:加热温度从1 140 ℃逐步升高到1 300 ℃,热处理前后偏析比变化量从1.65%逐渐增大到3.52%,1 200 ℃时保温时间从0.5 h、1.0 h延长到2.0 h,偏析比变化量从1.79%、2.12%增大到3.59%,即加热温度每升高50 ℃左右,或保温时间延长0.5~1.0 h,枝晶偏析减轻0.1%~1.5%;热轧工艺时加热温度从1 140 ℃升高到1 200 ℃,板材带状组织可减轻1级,带状偏析程度可改善20%左右。     

溶胶-凝胶法制备工艺参数对Al2O3-SiO2薄膜质量的影响

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2复合薄膜,研究溶胶成分、水解反应温度、热处理环境及烧结温度对薄膜质量的影响。通过黏度测试、热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射分析仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对样品进行表征。结果表明,溶胶的组成与热处理过程中的应力不均是导致薄膜开裂的主要原因。当Al2O3:SiO2(mol/mol)=1:3或1:2,水解反应温度为40℃,热处理环境湿度70%,温度60℃,以0.5℃/min的升温速率升至600℃焙烧2 h,缓慢升温且适当保温,可得完好的Al2O3-SiO2复合薄膜,所制备的块状薄膜,无裂缝且均匀透明。     

脱脂工艺对注射成形钼合金碳含量的影响

采用粉末注射成形技术制备钼合金坯体,研究溶剂脱脂和热脱脂工艺对注射坯中碳含量的影响.结果表明,溶剂脱脂率随温度升高而增大,随坯体厚度增加而减小;热脱脂坯的碳含量和热脱脂的升温速率、坯体厚度和保温工艺密切相关.随升温速率加快,或坯体尺寸增大,热脱脂后坯体的碳含量增多;在400～550℃保温1h,碳含量急剧降低;采用多步保温能较大程度地降低热脱脂坯的碳含量,最低降至0.059％.脱脂坯中一部分热分解碳以游离态形式存在,另一部分热分解碳和钼颗粒发生反应生成钼的碳化物.     

铜粉末注射成形工艺

用＜74 μm的电解铜粉做原料探索铜粉末注射成形工艺, 重点研究注射参数对生坯的影响及脱脂烧结过程中变形的控制. 脱脂工艺为： 2 ℃/min升温至160 ℃保温60 min, 1 ℃/min升温至250 ℃保温90 min, 2.5 ℃/min升温至400 ℃保温60 min, 4 ℃/min 升温至650 ℃保温60 min. 烧结条件为： 烧结温度950 ℃, 烧结时间90 min. 结果表明： 注射坯的尺寸和质量均随注射温度的升高而下降, 随注射压力和注射速度的增大而增大, 注射参数的变化对注射坯密度影响不大; 在脱脂烧结过程中, 利用填料的支撑作用, 能有效地控制产品变形. 采用粉末注射成形新技术制备的铜制品, 其性能为： 密度8.34 g/cm3, 抗拉强度σb=201 Mpa, σ0.2=71.9 Mpa, 伸长率δ=27.5%.     

碳含量及烧结温度对MIM 4340合金钢组织及力学性能的影响

采用注射成形工艺制备4340低合金钢,研究碳含量与烧结温度及热处理工艺对合金钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:通过添加德国巴斯夫还原型羰基铁粉(CN)及改进型羰基铁粉(OM)的方式,分别配制不同碳含量的混合粉末,并经1 280～1 320℃保温2 h烧结后,质量分数为0.50%碳含量的样品最接近标准碳含量。烧结密度随碳含量的升高先减小后增大,随烧结温度升高而增大。烧结态显微组织由铁素体(α-Fe)、珠光体(铁素体+渗碳体Fe_3C)和贝氏体组成,抗拉强度和伸长率为762.16～1 032.03 MPa和5.25%～8.62%。0.50%碳含量、1 300℃烧结态4340合金钢样品经850℃保温0.5 h油冷及400℃保温2 h回火热处理后得到最佳力学性能,抗拉强度和伸长率达到1 510.24 MPa和4.30%,硬度为40.0 HRC。     

放电等离子烧结制备NiFe2O4陶瓷的工艺优化及性能研究

以粒径为50 nm的NiFe₂O₄粉末作为原料,制备出单相NiFe₂O₄陶瓷,优化放电等离子烧结工艺,研究升温速率和保温时间对烧结块体物相、微观结构、致密度及磁性能的影响。结果表明,升温速率从30～60℃/min升高至60℃/min,致密度显著升高至97.7%。当升温速率升高100℃/min时,致密度升高至98.3%。且升温速率提高,块体的磁滞损耗下降;保温时间从4 min延长到12 min时,块体的磁导率和密度皆增大,但当保温时间超过12 min后,其密度及磁导率不升反降。并得出升温速率为100℃/min和保温时间12 min为最佳烧结工艺,所制备出的NiFe₂O₄陶瓷烧结体致密度为98.3%,磁导率为13 000 H/m。     

水热合成纳米SnO_2的制备与表征

以四氯化锡和氨水作为原料,采用水热合成法制备SnO_2纳米粉体。探讨反应溶液浓度、水热合成温度、水热合成时间和初始溶液p H值对纳米SnO_2粉体性能及形貌的影响规律,并确定最佳工艺参数,同时对水热合成过程中出现的SnO_2纳米棒异常现象进行初步分析。结果表明:采用水热合成法制备的SnO_2纳米粉体均为四方晶系金红石型结构,粉末粒径为5~12 nm,呈近球形。在反应溶液浓度0.5~2.0 mol/L条件下,随反应溶液浓度升高,制备的粉体晶粒平均粒径呈线性增长;在水热合成温度160~220℃范围内,随温度升高,SnO_2粉体的平均粒径从5.1 nm增大到9.8 nm,在200℃时会出现降低;在水热合成时间6~30 h条件下,随反应时间延长,SnO_2粉体的平均粒径增大,在20 h时降低;随溶液p H值升高,制备的粉体晶粒平均粒径减小。在1.0 mol/L、p H值10的反应溶液中,在200℃保温20 h的工艺条件下进行水热合成反应,所制备的粉体平均粒径为5.5~8.5 nm,粉体均匀性和分散性良好。     

ZrO2-MoSi2/Ni-Si-Mo FGM浸涂成形工艺

对采用粉浆浸涂工艺制备ZrO2-MoSi2／Ni-Si-Mo FGM进行了研究。研究结果表明，采用粉浆浸涂成形ZrO2-MoSi2／Ni-Si-Mo FGM时，每层预涂层的临界厚度为250μm，临界提出速度为0．05mm／s。脱脂、烧结工艺为：5℃／min升温到280℃保温10min，1℃／min升温到500℃保温4h，10℃／min升温到1300℃，5MPa热压1h；脱脂和烧结气氛为氩气气氛。     

退火工艺对Fe-Si-Ni-Al-Ti磁粉芯性能的影响

采用气雾化技术并结合模压成形方法制备Fe-3Si-2Ni-0.5Al-2Ti磁粉芯,通过热分析仪、X射线衍射仪、电子探针以及软磁交流测量装置表征和分析了绝缘包覆剂的热稳定性、磁粉芯的相组成、碳氧含量及磁性能,并探讨退火温度、升温速率、保温时间对磁粉芯性能的影响。结果表明:随退火温度由180℃升高至280℃,磁粉芯的矫顽力下降,磁导率增大,损耗降低;但进一步升高至380℃时,磁粉芯性能下降。升温速率过快(3℃/min)或过慢(1℃/min),均不利于磁粉芯性能的提高,较佳升温速率为2℃/min。当保温时间由60 min延长至90 min时,磁粉芯的矫顽力下降、有效磁导率增大、损耗降低;但进一步延长保温时间(150 min)对磁粉芯性能的改善并不明显。     

Sm0.5-x Gdx Sr0.5CoO3-δ阴极材料的制备及其性能表征

采用固相法制备了钙钛矿型氧化物Sm0.5-xCdxSr0.5CoO3-δ(x =0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)粉体.利用XRD分析材料的物相组成,用热膨胀仪测定了材料的热膨胀系数.利用交流阻抗法测试了Sm0.5-xGdxSr0.5CoO3-δ/SDC复合阴极的极化电阻.结果表明,粉体在1200℃热处理6h后形成正交钙钛矿型结构;从室温到800℃范围内,材料的平均热膨胀系数TEC为11.43×10-6℃-1～14.35×10-6℃-1,掺杂Gd3+以后Sm0.5-xGdxSr0.5CoO3-δ样品的热膨胀系数比Sm0.5Sr0.5 CoO3-δ样品的热膨胀系数略有增加.800℃时,复合阴极的极化电阻随x的增大先减小后增大,在x=0.1时,最小为0.05Ω;所有样品的极化电阻随测试温度的升高而降低.     

气流法制备氮化镁工艺研究

本文对气流法合成Mg3N2的制备工艺进行了研究,分析了气氛、氮化温度、升温方式等因素对镁粉氮化过程的影响。实验结果表明:在800℃条件下相对于氮气,镁粉与液氨反应更易制备Mg3N2粉末;置于流动的氨气中,镁粉先在600℃下保温1 h、然后升高温度至800℃保温1 h的2步升温法能制备出更纯的氮化镁粉末,此法较传统方法合成氮化镁,其设备简单,成本低廉,纯度高。     

熔融盐法制备ZrO_2纳米粉末的研究

采用熔盐法制备了氧化锆纳米粉末,探讨了改变锆盐与熔融盐的比例和焙烧温度对粉末晶粒尺寸的影响,确定了可控粉末的最佳试验条件.借助XRD、TEM、BET、TG等测试方法对物相、粒度、分散性和比表面积以及前驱体热分解特性进行了分析.结果表明:焙烧温度为500℃、锆盐与熔融盐的质量比为1: 3时,制备出分散性好、比表面积为100.5m2/g、平均粒径为8 nm的氧化锆粉末;随着烧结温度的升高,粉末的晶粒尺寸逐渐增大.     

罩式退火工艺对SPCE钢板组织性能的影响

模拟试验研究了罩式退火温度、保温时间和升温速度对SPCE钢板组织性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高和保温时间的延长,铁素体晶粒尺寸逐渐增大,组织性能优良。当退火温度和保温时间超过一定限度时,由于网状渗碳体数量增多,性能恶化。最终获得了升温12h到720℃后,保温6h的最佳工艺条件。     

镍合金铸件型壳制备与生产工艺研究

镍基合金具有良好的强度、抗氧化和抗热腐蚀性,在航天航空和汽车等领域具有较好的应用前景。本文对镍基合金熔模铸造中选用的面层材料、表层材料、涂挂、脱蜡和焙烧工艺进行了优化选择。然后,通过实验分析粉液比、细粉含量、焙烧温度等参数对型壳表面强度变化的影响。最终确定了氧化锆陶瓷型壳的最优制备工艺。     

烧结工艺对Cu-20Zn黄铜力学性能的影响

利用日本网带式连续烧结炉,采用2种不同的烧结工艺制备Cu-20%Zn黄铜,研究烧结工艺对其力学性能和微观组织的影响。第1种烧结工艺是快速升温到550℃预烧50 min,然后在860℃高温烧结50 min;第2种烧结工艺是在200 min内将温度从100℃缓慢升高到750℃,然后升温到870℃保温1 h。结果表明:采用第1种工艺烧结时,烧结体中可看到大量的形状不规则的孔隙,基体没有联接成一体。采用第2种工艺烧结时,由于延长了预烧结时间和减慢升温速度,黄铜的孔隙收缩并趋于球化,孔隙数量明显减少,烧结体的密度和硬度都增大,伸长率显著提高;但由于晶粒长大,晶界强化效果下降,导致强度下降。采用第2种烧结工艺制备的黄铜综合力学性能较好,密度达到8.12 g/cm3,硬度为86 HRH,抗拉强度和伸长率分别为242 MPa和27.3%,均超过日本工业标准JIS和中国国家标准的要求。     

Ca3Co2O6块体的放电等离子烧结及热电性能研究

采用短时固相反应和放电等离子烧结(SR-SPS)方法, 制备了单相多晶Ca3Co2O6陶瓷块, 系统研究了制备条件及烧结工艺对Ca3Co2O6陶瓷块显微结构及热电性能的影响. 研究表明, 950 ℃下固相反应2 h即能得到单相树枝状, 尺寸约1～3 μm的Ca3Co2O6粉末, 延长焙烧时间虽然对物相影响不大, 但会引起粉末颗粒长大, 不利于SPS烧结;SPS烧结温度强烈影响着Ca3Co2O6陶瓷块的制备, 本实验范围内, Ca3Co2O6陶瓷块体的最佳制备条件为950 ℃固相反应2 h, SPS 900 ℃保温5 min, 此时Ca3Co2O6陶瓷块具有p型半导体特性, 电阻率ρ随温度的升高急剧下降, 然后趋于平缓(高于600 ℃);Seebeck系数S随温度(100 ℃以上)升高稍有下降, 热导率κ表现为先下降后增加, 在500 ℃时仅为1.73 W·m-1·K-1. 综合电性能与热性能结果, 其无量纲因子ZT随温度升高呈上升趋势, 在本实验范围内, 于700 ℃下达到最高值0.02.     

η相粉末的制备及烧结工艺对板状WC晶粒的影响

以W粉、Co粉及炭黑为原料制备η相粉末,向WC–10Co混合粉末中加入质量分数为8%的η相粉末和一定化学计量比的工业炭黑,利用传统粉末冶金工艺制备含板状WC晶粒的硬质合金。研究了合成温度对η相的影响以及烧结温度、固相烧结升温速率对板状WC晶粒的作用。结果表明:在氮气保护气氛下,当行星球磨时间为12 h时,1050℃保温1 h即可得到Co_6W_6C相含量较高的η相粉末。在保温时间为1 h的前提下,烧结温度为1440℃,有利于合金中板状WC晶粒的生长,此时合金的力学性能最佳;在烧结温度与保温时间一定的前提下,当固相升温速率由6℃/min降低到2℃/min时,板状WC晶粒的尺寸和长厚比逐渐增加,合金的强度保持不变,维氏硬度提高了3%,断裂韧性提高了13%。     

铈锆比对储氧材料铈锆固溶体性能的影响

铈锆固溶体作为储氧材料在三效催化剂中起着不可替代的作用。从外围电子排布角度,分析稀土元素铈所具有的独特4f电子层,从结构上探讨铈离子在萤石结构中所起的作用,从而解释了铈作为储氧材料时所发挥的功效,即可在不同的氧气氛下缓冲氧。采用共沉淀法制备了一系列铈锆比不同(Ce/Zr值分别为2/3,1/1,3/2,3/1)的铈锆固溶体,样品经650℃焙烧6 h后,采用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、程序升温还原(TPR)法、扫描电镜(SEM)分析测定了样品的晶粒度、比表面积、储氧量(OSC),并研究了Zr4+在CeO2晶格的固溶情况。研究发现采用共沉淀法可以成功制备出铈锆比不同的铈锆固溶体,样品具有纳米晶的特征,且XRD谱图显示衍射角随固溶体中Zr4+的增多而增大,由于Zr4+的离子半径小于Ce4+的离子半径,因此随Zr4+的加入产生晶格收缩,晶格常数变小;比表面积数值和储氧能力良好,铈锆比对比表面积和还原性没有显著影响,但储氧量数据却随Zr4+的加入明显增加;Zr4+的加入量对储氧材料固溶度也有影响,当掺杂Zr4+的量较多时,Zr4+会比较容易进入CeO2晶格。