难熔金属注射成形的研究

采用金属粉末注射成形技术成功制得了形状复杂的纯钨和纯钼零件。粉末注射成形工艺为：粉末装载量为52%,注射温度为165℃,注射压力为65 MPa,溶剂脱脂＋热脱脂两步脱脂法,经2300℃氢气气氛烧结,钨烧结样品的密度可达18.26 g.cm^-3,相对密度为94.61%;经1900℃氢气气氛烧结,钼烧结样品的密度为9.7 g.cm^-3,相对密度达95.09%,制品尺寸精度控制在±0.3%以内。同时,通过实验对比研究了掺加少量的稀土氧化物（La2O3,Y2O3）对注射成形钨和钼制品性能的影响。实验结果表明：稀土元素氧化物的添加,提高了注射成形钨和钼制品烧结后的密度,明显细化了烧结后样品的晶粒,稀土氧化物作为第二相粒子弥散分布于晶界处,提高了注射成形钨和钼制品的强度。     

掺杂氧化铝对纳米钨粉烧结过程的影响

以碳热预还原和氢气深还原两步制备的纳米钨粉作为烧结原料,即先通过碳黑还原脱除三氧化钨中的大部分氧,再以氢还原脱除残留的氧。该方法制备的钨粉颗粒呈球形形貌,平均晶粒度可达90 nm。同时,向钨粉中掺杂质量分数为1%和2%的氧化铝,探究了氧化铝对钨粉烧结行为的影响。通过烧结样品的断口形貌和晶粒的平均尺寸分析发现,氧化铝对烧结后期的晶粒长大有明显的抑制作用,相同的烧结温度下晶粒的尺寸随着氧化铝含量的上升而减小。在1600 ℃时,纯钨粉烧结坯的晶粒平均尺寸为2.75 μm,但添加质量分数为1%和2%氧化铝的烧结样品晶粒平均尺寸约为1.5 μm,这是由于氧化铝能有效地抑制烧结后期的钨粉晶粒长大。纯钨粉和掺杂氧化铝钨粉的烧结坯的硬度随温度升高具有不同的趋势。掺杂钨粉烧结坯的硬度随着温度的升高而升高,且其最大值高于800 HV。但是,纯钨粉烧结坯的硬度随烧结温度增加而先增加后降低,在1400 ℃时取得最大值（473.6 HV）,这是由纯钨粉烧结坯的晶粒在高温下急剧长大所导致。在烧结温度为1600 ℃时,纯钨粉、掺杂质量分数1%和2%的氧化铝掺杂的钨粉的烧结坯的相对密度依次为98.52%、95.43%和93.5%。      

La_2O_3对超细钨复合粉末烧结性能与钨合金显微组织的影响

采用溶胶喷雾干燥-煅烧还原方法制备超细/纳米W-La2O3复合粉末,将粉末压制成形后在1 950℃烧结,制备La2O3弥散强化钨合金,检测合金的密度与强度,并采用SEM对超细粉末形貌、合金的组织结构、断口形貌进行分析,结果表明:随La2O3加入量增加,粉末颗粒显著细化,W-0.7%La2O3复合粉末的粒径仅为0.1μm;制备的W-La2O3超细/纳米复合粉末具有很高的烧结活性,烧结后,合金最高相对密度达到99.1%;La2O3均匀弥散分布于钨晶界,抑制钨合金的晶粒长大,提高材料的强度,W-0.7%La2O3合金中钨平均晶粒尺寸仅为8.7μm,抗弯强度达到548 MPa;合金的断裂形式表现为穿晶-沿晶共有的复合断裂形式。     

弥散强化钨镍铁高比重合金的制备及性能研究

钨基高比重合金在航天航空、兵器等行业中有着广泛应用,但传统钨镍铁高比重合金需通过后续形变强化处理提高力学性能,限制了其在国防工业和民用领域的广泛应用。利用弥散强化手段,当强化相在基体内呈弥散质点或粒状分布时,可显著提高合金强度和硬度,且塑性和韧性下降不大。本文研究了Y_2O_3弥散强化95W-3.5Ni-1.5Fe合金的制备工艺及性能。与传统钨镍铁高比重合金制备相比,本文首先利用化学气相迁移机制制备Y_2O_3分布在颗粒内部的弥散强化钨粉,重点研究原料种类对弥散强化钨粉粒度的影响以及成形、烧结工艺,利用X射线衍射(XRD)分析、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对弥散强化钨粉及弥散强化钨进行性能表征。结果表明:WO2.9+Y_2O_3体系制备的弥散强化钨粉粒度最小,约1μm;经1480℃烧结90 min,弥散强化钨镍铁高比重合金的相对密度达98.6%,Y_2O_3在钨晶粒内呈弥散分布;钨合金的显微硬度达HV 532,表现出较高韧性。     

晶粒尺寸与钨铜合金相关性的研究

采用不同粒度钨粉和循环热处理分别制备出不同晶粒尺寸的Cu W70合金。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和拉压万能试验机研究合金的组织结构和性能,结果表明:采用粒径分别是80 nm,6~8μm和30~35μm的钨粉,经混料成型和熔渗烧结可以制备出晶粒尺寸分别为0.52,5.18和20.69μm的钨铜合金;1300℃多次烧结或热处理可以改变钨铜合金的晶粒尺寸,其规律是随热处理次数的增加晶粒尺寸先减小后增大,但变化幅度不大。室温下,钨铜合金硬度、抗压强度和相对密度随晶粒尺寸的增大而减小,电导率则随晶粒尺寸的增大而升高,当晶粒尺寸由0.52μm变为20.69μm时,硬度、抗压强度、相对密度、电导率分别从HB 202,1232.17 MPa,99.2%,42.8%IACS变化为HB 179,1116.31 MPa,97.5%,44.6%IACS;而高温下,粗晶粒钨铜合金表现出良好的抗蠕变性能,随晶粒尺寸的减小合金的蠕变寿命变短,晶粒尺寸由0.52μm变为20.69μm时,合金蠕变寿命由26.3 h持续到87.2 h。细晶钨铜合金相对于粗晶的首击穿烧蚀面积大,击穿坑多而浅,100次电击穿后,表面均有铜的飞溅沉积,出现大量的孔洞和裸露的钨骨架,晶粒越粗该现象越明显。     

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。     

高能球磨对微量Y_2O_3弥散强化细晶钨合金密度与显微组织的影响

采用溶胶喷雾干燥–氢热多步还原法制备含微量稀土Y2O3的超细/纳米W复合粉,对其进行高能球磨处理。将球磨前、后的W-Y2O3复合粉末进行模压成形和1 800~1 950℃高温烧结,制备微量Y2O3弥散细晶钨合金,研究高能球磨对细晶W-Y2O3合金的密度与显微组织的影响。研究结果表明:W-Y2O3复合粉末的费氏粒度均小于0.9μm,具有很高的烧结活性,最佳烧结温度为1 860℃,烧结致密度达到97.4%;高能球磨可显著提高合金的致密度,球磨后的W-Y2O3复合粉末在1 860℃烧结后相对密度达到99.4%;W-Y2O3合金的晶粒非常细小,未高能球磨的W-Y2O3复合粉在1 860℃烧结,晶粒尺寸仅为3μm左右,但分布不均匀;适当的球磨使合金晶粒尺寸有所长大,但可显著改善合金组织的均匀性。     

超细晶钨及其复合材料的研究现状

综述了自上而下和自下而上两种方法制备超细晶钨块体材料的研究现状.详尽概述了强塑性变形工艺、特殊烧结工艺制备超细晶钨的基本原理和特点.分析讨论了在强塑性变形加工及其粉末冶金法制备超细晶钨的影响因素及晶粒细化机制,指出了合理地采用弥散强化相,结合特殊烧结工艺和后期热变形加工工艺将是制备超细晶钨发展的主要方向.     

不同氧含量的氧化钨粉对超细钨粉制备的影响

研究了不同氧含量的氧化钨粉对超细钨粉制备的影响。结果表明,以蓝钨(WO_(2.90))为原料制取的钨粉粒度都在1μm左右,以紫钨(WO_(2.72))为原料制备的钨粉的粒度均小于以蓝钨为原材料制备的粉体。不同氧含量的氧化钨粉制备超细钨粉时,影响粉末FSSS粒度的顺序为:还原温度氢气流量装舟量推舟速度。以紫钨为原料,在还原温度700~840℃、推舟速度18min/舟、装舟量0.35kg/舟、氢气流量50~60m3/h的条件下,制备的钨粉粒度为0.3μm左右。     

多元复合稀土钨电极的制备及其焊接特性研究

本论文采用机械混合法结合二段氢气还原成功制备出稀土掺杂钨粉。还原后的稀土钨粉冷等静压压制成钨棒后,采用中频感应烧结法制备出稀土钨电极。实验结果表明,制备的稀土钨粉,由于稀土元素的存在,降低了钨粉的粒度。稀土元素以稀土氧化物的形式存在。与垂熔法相比,采用中频感应烧结后的钨棒机械加工性能优异。电极成品率提高了5%,能耗则降低了60%以上。并且制成电极后的焊接性能得到了进一步提高。     

铜粉对MIM钨铜合金组织和性能的影响

采用金属注射成形（MIM）技术制备了钨铜合金,定量表征了铜粉的粉末粒度和粒形,重点研究了铜粉粒度和粒形对MIM钨铜合金组织与性能的影响。通过对比铜粉的粒径、粒度分布宽度、长宽比、粗糙度、赘生物指数和钝度等特征参数,破碎铜粉与水雾化铜粉颗粒呈枝晶状,粒径远小于还原铜粉,但破碎铜粉粒度分布宽,微观结构上的规则度、表面光滑程度以及分散程度最佳。破碎铜粉混合钨粉为原料,通过MIM技术制备钨铜注射生坯致密度高、缺陷少,烧结后钨铜合金的组织与性能最优,致密度为96.2%,硬度为235HV,抗弯强度为1 200 MPa,热导率为128 W/(m·K),电导率为30%IACS。     

Effects of cobalt additions on WC grain growth

Abstract

Inhomogeneity in the particle size of the tungsten carbide raw material can result in abnormal WC grain growth in WC–Co cemented carbides. For the preparation of ultrafine tungsten carbide powders and ultrafine cemented carbides, abnormal WC grain growth is the most troublesome issue. This paper deals with the effects of cobalt additions on WC grain growth during the carburisation process of nano- and coarse tungsten powders and the sintering process of ultrafine tungsten carbide powders. For the preparation of tungsten carbide powders, it was shown that through the incorporation of 0·035 wt-%Co into W+C mixtures, a dramatic change in WC grain morphology took place for coarse tungsten raw material, while for nanotungsten raw material, a pronounced WC grain growth took place. Plate-like truncated trigonal and hexagonal WC grains were formed during the carburisation process of coarse tungsten raw material containing 0·035 wt-%Co. For the sintering of ultrafine tungsten carbide powders containing 0·3 wt-%Co, an anisotropic and abnormal WC grain growth took place. The mechanisms for WC grain growth were discussed, and suggestions were made for the quality improvement of nano- and ultrafine tungsten carbide powders and ultrafine cemented carbides.     

Injection moulding of oxide reduced copper powders

Abstract

Fine oxide reduced copper powders of about 10 μm mean grain size are irregular in particle shape and high in oxygen content, which poses a difficulty in achieving good properties from injection moulding. Injection moulding was possible when a multicomponent binder with a large fraction of the backbone polymer was used. Injection moulded parts could be sintered to a density of about 95% theoretical, if reduction of the residual oxides in the powder was effectively carried out prior to closure of pores during sintering. Under such a condition, the injection moulded parts could attain an electrical conductivity higher than 80% of pure copper. July 2004.     

传统流程生产超细钨粉的工艺优化

通过对不同氧化钨原料的筛选和钨粉生产传统流程工艺的优化,可以生产出BET粒度0.1μm以下的超细钨粉,并筛选出紫色氧化钨是目前以传统工艺制取超细钨粉的理想原料。     

Mechanical properties of metal injection moulded 316L stainless steel using both prealloy and master alloy techniques

Abstract

Stainless steel 316L MIM components can be made from either prealloyed powders or from master alloys blended with carbonyl iron powder. In this study these two techniques were compared using prealloyed and master alloyed gas atomised powders of ? 16 μm and ? 22 μm sizes. Four different compounds were prepared, characterised and injection moulded into tensile bars. The bars were compared for green strength, green defects, sintered strength and microstructure. The green components are stronger when carbonyl iron powder is used with the gas atomised master alloy. This material also seems to be less susceptible to moulding defects. The sintering strength of the material produced using the pre-alloyed powder was higher than the master alloyed prepared material. Little difference in mechanical properties existed between the materials fabricated from gas atomised prealloyed ? 16 μm and the ? 22 μm powders. Also, the viscosity of the mixtures was higher for the ? 16 μm material and the master alloy mixtures than for the –22 μm gas atomised prealloyed powders.     

一种制备W-Cu复合材料的新工艺

随着微电子信息技术的发展,W-Cu复合材料被用作基片、连接件和散热元件等热沉材料,因而具有更广泛的用途.采用喷雾干燥-氢还原法制备了W-10Cu、W-15Cu和W-20Cu(Cu的质量分数依次为10%、15%和20%)超细钨铜复合粉,并经过成形和烧结制得W-15Cu合金,测量了烧结后的合金导热性能.结果表明,在一定的还原条件下,可以获得粒度细小、氧含量低、钨铜复合均匀的W-Cu复合粉末;W-15Cu合金的相对密度可以达到99.34%,结构组织高度均匀、一致,热导率为184.0 W/m·K,已达到其做为热沉材料的热性能要求.     

粉末预处理对钨坩埚应用性能的影响

利用不同原料粉末制备钨坩埚样品,并于高温环境下进行应用模拟实验.结果表明,射流分级预处理有助于提升钨坩埚组织均匀性及整体性能;以费氏粒度3.0～3.5μm的钨粉为原料,经射流分级、压制、烧结等工艺,可制得密度较高(18.770 g·cm-3)、维氏硬度较高(HV0.3372.15)的钨制品;将该钨坩埚置于高温环境下进行...     

Fe-2Ni金属注射成形工艺研究

采用金属粉末注射成形工艺(MIM)制备Fe-2Ni合金。选择了5种石蜡基粘结剂,结果表明,由多组元聚合物组成的粘结剂注射成形性能好,热脱脂后无缺陷,样品形状保持完整。列举最佳工艺参数及烧结合金的机械性能。     

水热法和氢气还原法制备纳米Mo–40Cu复合粉末及其烧结性能研究

结合水热法和氢气还原法制备纳米Mo–40Cu复合粉末,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电镜等手段研究了氢气气氛下烧结工艺对Mo–40Cu复合材料组织和力学性能的影响。结果表明,最佳制粉工艺为水热温度400 ℃和氢气还原温度700 ℃,获得了均匀的Mo–40Cu复合粉末,粉末粒径为70~90 nm;在氢气气氛下最佳烧结工艺为1300 ℃保温2 h,合金的相对密度、抗弯强度、硬度、电导率和热导率分别为98.1%、1060 MPa、HRA 51、20.8 MS·m-1和191.7 W·m-1·K-1,热膨胀系数在500~700 ℃约为10.8×10-6 K-1,合金中组织均匀,晶粒细小,尺寸约为3~4 μm。     

铈与YG6硬质合金制备过程中富钙相的交互作用

在硬质合金的原材料仲钨酸铵(APT)粉末中添加Ca和稀土Ce元素,探讨稀土Ce元素与硬质合金制备过程中富钙相的交互作用。材料的物相组成、显微结构及成分分别通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱进行检测与分析。结果表明:氧化钨还原过程中会产生CaWO_4和Ca_(4.26)W_(10)O_(30)两种富钙相,分布在钨颗粒内部和周围,使钨颗粒的棱角钝化,碳化后富钙相转变为Ca_(4.26)W_(10)O_(30)和CaC_2相,富钙相可急剧降低YG6硬质合金的性能;添加适量稀土Ce可降低富钙相对钨粉的影响,钨粉颗粒的棱角变得明显,颗粒尺寸变小且分布均匀,稀土Ce与富钙相发生反应生成Ce_(0.9)Ca_(0.1)O_(1.9)三元相;稀土Ce与富钙相的交互作用效果显著,与1%Ca-YG6硬质合金相比,1%Ce+1%Ca-YG6硬质合金的致密度、硬度和断裂韧性分别提高了7.8%,34.3%和67.8%。