316L不锈钢粉末注射成形喂料流变性能的研究

简介了金属粉末注射成形的工艺过程,制备了不同粉末装载量的喂料,并分析了粉末装载量、剪切速率和温度对喂料流变性能的影响.结果表明:随着粉末装载量的增加,喂料的表观粘度增大;随着剪切速率的增大和温度的升高,喂料的表观粘度减小;在高的剪切速率下,喂料的粘流活化能较小,喂料对温度不敏感.     

钛合金的粉末注射成形和烧结

作为结构材料钛及钛合金以其比强度高、耐蚀性好等优异的性质而著称。由于其难以切削加工,适合采用近净成形的精密铸造和粉末冶金等方法来生产零部件。尤其是用粉末冶金方法生产,不但能够降低成本,而且还可利用热等静压生产出密度高、疲劳性能优异的飞机零部件。最近,采用更利于近净成形的粉末注射成形法,进行了手表、医疗、飞机等领域的钛及钛合金零部件的开发研究。 粉末注射成形法作为高密度、高强度且三维形状复杂的零部件的生产方法,在１０年间确立了其地位。目前用此方法已成功地开发出了机械性能与熔炼加工材相当的Ｔｉ及Ｔｉ…     

金属注射成形气雾化和水雾化316L不锈钢耐蚀性

对气雾化和水雾化316L不锈钢粉末进行注射成形和烧结,对烧结体的耐蚀性进行了测试和评价。结果表明通过控制烧结气氛,优化烧结温度,可以使烧结体具有较低的氮氧含量和较高的烧结密度,从而获得良好的耐蚀性。用5%HCl浸泡腐蚀和Ferroxyl腐蚀评级方法评定烧结不锈钢的耐蚀性,研究结果表明烧结水雾化316L不锈钢耐蚀性优于气雾化316L不锈钢。阳极极化曲线表明水雾化316L不锈钢烧结体在浓度为0.05 mol/L的硫酸中发生钝化,维钝电流约为10-4A/cm2。     

316L不锈钢注射成形坯的热脱脂过程

利用TGA和汞压测孔仪研究了316L水雾化不锈钢粉末和多组元石蜡基粘结剂金属注射成形(MIM)坯的热脱脂过程,从微观和动力学方面分析和比较了在真空和氢气保护下脱脂过程中的孔隙结构变化和粘结剂的流动及分布,对含不同低分子量组元的粘结剂和不同升温速率条件下的热脱脂速度进行了分析和讨论,结果表明,真空条件下的热脱脂速度比氢气气氛下的热脱脂速度更快,同时,孔径大小和孔隙体积分布相对于氢气气氛条件下的分布更不均匀,而且缺陷的控制更为困难,其内在原因是真空条件下生坯内的气体压力要大于环境气压以及不同热脱脂环境导致热脱脂过程中的孔隙结构变化。     

不同粒度粉末注射成形试样的烧结性能

对平均粒径为65．71μm和9．57μm的316L不锈钢水雾化粉及其混合粉末进行注射成形，探讨在粗粉末中加入细粉末对混合粉末的烧结致密化过程和力学性能的影响。结果表明，在粗粉末中加入25％（质量分数）的细粉末，可以提高粗粉末的烧结活性；烧结样密度达到理论密度的95％，抗拉强度达498MPa，屈服强度达192MPa，伸长率为52％，硬度为HRB60，即在粉末成本增加不多的基础上，力学性能大大超过了单一粗粉末烧结样，基本达到了美国MPIF关于316不锈钢注射成形烧结件的性能标准，为316L不锈钢粉末注射成形较大尺寸件提供了一条可行途径。     

英国GKN烧结金属公司看好金属注射成形技术

疗养胜地巴特郎恩萨尔扎(Bad Langensalza)是德国图林根(Thuringia)州的一座小城市,1967年在GKN集团公司巴特郎恩萨尔扎粉末冶金工厂的原址是原民主德国的一个针对工程技术人员的培训中心,1969年那里成为了原民主德国的一个电子产品生产企业Robotron公司的一部分,由于Robotron公司生产的很多零部件需要使用粉末冶金技术,Robotron公司因此确定在巴特郎恩萨尔扎建立一个粉末冶金工厂.     

表面处理对316L不锈钢粉末注射成型性能的影响

以聚乙二醇/环氧树脂(PEG-EP)为粉末表面改性剂,聚甲醛系树脂(POM)为粘结剂体系,混炼制备316L不锈钢粉末注射成型喂料,并通过硝酸催化脱脂后烧结得到316L烧结样品。通过傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、接触角测量仪、旋转流变仪、万能材料试验机、金相显微镜、碳硫分析仪、显微硬度计等研究了PEG-EP对316L不锈钢粉末的包覆效果以及PEG-EP表面处理对316L不锈钢粉末注射成型喂料和烧结样品性能的影响。结果表明,PEG-EP成功包覆在316L粉末表面,改善了316L不锈钢粉末与聚甲醛的界面相容性,提高了喂料流动的性能、生坯的力学性能和烧结样品的力学性能及硬度。当添加PEG-EP质量分数为0.662%、粉末装载量(体积分数)为63%时,316L注射生坯的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度分别为10.57 MPa、8.38%、21.24 N·(mm²)^-1;烧结样品晶粒尺寸为50.8μm,最大抗拉强度和维氏硬度为688 MPa和HV 151,烧结样品的综合性能最佳。     

不同类型粉末对金属注射成形耐热合金性能的影响

研究了不同类型耐热合金粉末对金属注射成形(metal injection molding,MIM)烧结样品的致密度、金相组织、力学性能及耐蚀性能的影响.结果表明:只要工艺控制得当,以羰基铁粉为主体的元素混合粉制备的MIM耐热合金的力学性能和耐蚀性能均优于气雾化预合金粉;前者的致密度、抗拉强度及饱和失重率分别达到98.1%、510 MPa及1.3 mg·cm^-2;而两者的显微组织均为Fe-Cr铁素体α相,并未呈现显著的差异.     

440C不锈钢金属注射成形工艺研究

本文探索了440C不锈钢的注射成形工艺,对脱脂、烧结等关键工艺进行了研究,分析了烧结温度对变形的影响.结果表明:采用两步脱脂法可得到无缺陷的脱脂坯;严格控制烧结温度是获得无变形烧结样的关键.合适的440C不锈钢注射成形工艺为:用二氯甲烷溶剂,在37℃脱除坯体中可溶性粘结剂组元,在升温速率为2.0℃/min、最高脱脂温度950℃、保温时间为1h和Ar脱脂气氛条件下脱除坯体中剩余粘结剂;当烧结温度为1 270℃,保温时间为60min时,440C不锈钢样品热处理后的性能为:密度7.24 g/cm3,硬度为50 HRC.     

粉末注射成形制备SmCo磁体烧结工艺对组织的影响

试验探讨了粉末注射成形方法制备2∶17型SmCo磁体在烧结时Sm的挥发与氧化对烧结后组织的影响。结果表明:当烧结炉的真空度良好(≥5×10-3Pa)时,Sm的挥发使烧结组织呈现清晰的层状结构,外层成分严重偏离设计成分,X射线分析显示为Co0.7Fe0.3及Fe2O3结构,从而影响内部组织的致密化。而当烧结炉的真空度较低(<1×10-2Pa)时,Sm的挥发与内部氧化的共同作用,使组织形成多层结构,Sm与氧元素的分布规律基本一致,而挥发的Sm与氧结合生成白色粉末状的Sm氧化物沉积在烧结炉中。烧结组织中层状结构的存在抑制烧结过程中心部的致密化,是导致烧结坯体的致密度较低的重要原因。     

316L不锈钢粉末微注射成形的烧结过程有限元模拟研究

金属粉末微注射成形技术(Micro MIM)在大规模生产微型产品领域有其特有的优势。将316L不锈钢细颗粒粉末进行混料、脱粘和烧结后制备了微型工件,对烧结过程进行数学建模得出注射料的本构方程,并对剪切黏稠度、体黏稠度、烧结应力等参数进行标定,实现了对316L不锈钢粉末烧结过程中的收缩率、相对密度等的有限元模拟,模拟结果与实验数据吻合良好。     

粉末粒径和压制压力对316L不锈钢多孔材料结构特性的影响

以气雾化316L不锈钢球形粉末为原料,通过压制、烧结工艺制备多孔过滤材料。在烧结温度、保温时间等其他制备工艺参数一定的情况下,着重分析粉末粒径、压制压力对多孔材料孔隙度、最大孔径和透过性能的影响规律,建立其相互关系方程。结果表明:多孔材料孔隙度主要受压制压力的影响,随压制压力的增大而减小,孔隙度的1.9倍与压制压力的平方根呈指数关系。相比于压制压力,多孔材料的最大孔径主要受粉末粒径的影响,随粉末粒径的增大而增大,两者之间呈线性关系;多孔材料的相对透气系数受粉末粒径和孔隙度的共同影响。在孔隙度一定的情况下,相对透气系数与粉末粒径的平方呈线性关系。     

粉末注射成形制备Si3N4颗粒增强316L不锈钢

以多组元水溶性黏结剂为黏结剂,采用粉末注射成形工艺成功制备出了Si₃N₄颗粒增强316L不锈钢复合材料.研究表明:以聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和硬脂酸(SA)为主要成分的水溶性黏结剂表现出较好的水溶脱脂性能,注射坯在蒸馏水中脱脂6 h后,黏结剂总脱除率约为55%,其中PEG的脱除率约为78.6%;复合材料经烧结后组织均匀致密,性能良好,其致密度、硬度和拉伸强度分别为97.5%、HRB 81.7和620 MPa,其硬度和拉伸强度分别比采用石蜡基黏结剂制备的PIM-Si₃N₄增强316L不锈钢复合材料提高5%和20.4%.     

The sintering of 304L stainless steel powder

An examination of the shrinkage kinetics for a 304L stainless steel powder showed that initial densification is controlled by a strain assisted volume diffusion mechanism. At temperatures above 1330 K, grain growth reduces the shrinkage rate; however, at lower sintering temperatures, the shrinkage rate is temporarily increased by the proximity of the moving grain boundaries to the interparticle necks. The activation energies of volume diffusion (240±20 kJ/mol) and grain growth (285±35 kJ/mol) were in good agreement with prior results.     

The sintering of 304L stainless steel powder

An examination of the shrinkage kinetics for a 304L stainless steel powder showed that initial densification is controlled by a strain assisted volume diffusion mechanism. At temperatures above 1330 K, grain growth reduces the shrinkage rate; however, at lower sintering temperatures, the shrinkage rate is temporarily increased by the proximity of the moving grain boundaries to the interparticle necks. The activation energies of volume diffusion (240 ± 20 kJ/mol) and grain growth (285 ± 35 kJ/mol) were in good agreement with prior results.     

增塑挤压法制备不锈钢多孔过滤管

采用316L不锈钢粉末与增塑剂的混合物,用增塑挤压烧结法制备了不锈钢过滤管,研究了烧结温度和时间对挤压管组织结构和性能的影响.结果表明:合适的挤压料配比为8%～14%,挤压力为30～50kN;随烧结温度、时间的提高,挤压管的烧结收缩率和抗拉强度都提高;最大孔径和相对透气系数呈现先增大后降低的趋势;温度的影响大于时间的影响.最佳烧结参数为1100℃及2h,此时多孔体的最大孔径为5.8μm、相对透气系数为30.5 m3/(h·kPa·m2).孔隙度与抗拉强度有密切关系,当孔隙度为32%时,抗拉强度达到136MPa.     

316L不锈钢粉末的温压工艺研究

研究316L不锈钢的温压行为,分析温压工艺参数对压坯密度的影响.结果表明:在粉末加热温度为90℃、模具温度120℃、润滑剂含量0.8%(质量分数)的工艺条件下,压制压力为784 MPa时,压坯密度达6.92 g/cm3:经1130℃烧结后密度为7.06 g/cm3,硬度为HRB76.还对温压与室温模压(添加0.7%硬脂酸锌)后的压坯密度和弹性后效进行了比较:确证温压压坯密度比室温模压密度提高约0.2 g/cm3,弹性后效较室温模压的小.     

Enhanced sintering and mechanical properties of 316L stainless steel with silicon additions as sintering aid

Abstract

Compaction, effect of ball milling, vaccum sintering, microstructures, volume shrinkage, interconnected porosity, thermal reactions and mechanical properties of 316L stainless steel with and without additions of elemental silicon have been investigated. It was found that the silicon addition enhanced the sintering process by providing a series of liquid phase reactions with the base powder which took place at temperatures below their melting points and the normal solidus range for stainless steels. Differential thermal analysis confirmed formation of liquid phases at three different temperatures which are believed to be responsible for the enhanced sintering process.The first two appeared at ~1060 and 1155°C by two exothermic peaks and the third one at ~1190°C by an endothermic peak. The ball milling operation provided higher green and sintered densities resulting in better mechanical properties due to less agglomorations with finer and much more uniform particle size distribution. Sintered densities of up to 7·44 g cm^-3 with tensile strength of 482 MPa, hardness value of 153 HV10 and 15% elongation were obtained with ball milled plus 3 wt-%Si addition. Low levels of interconnected porosities (~4%) were recorded within the temperature range 1250-1300°C suggesting the possibility of good corrosion resistance.

The sintered microstructures consisted of ferrite and austenite (duplex structure), complex silicide and eutectic phases within grains and at grain boundaries, pools of liquid (rich in Si) and some medium and small pores preventing full density to be achieved despite the liquid phase formation.     

粉末注射成形奥氏体不锈钢的疲劳和冲击强度

本文的目的是研究粉末性能对粉末注射成形奥氏体不锈钢的力学性能(特别是疲劳和冲击强度)的影响。试样用混有聚酰氨粘结剂系的水雾化(WA)和气雾化(GA)粉末制成。注射坯在空气中脱粘，而后在不同温度、不同保温时间下真空烧结。粉末性能对烧结体的密度、显微组织和力学性能有显著影响。孔和析出物显示出Ostward时效，而孔和析出物的长大满足Lifshitz-Wagner方程。WA和GA粉末试样的疲劳极限分别约为300MPa和310MPa。它们的疲劳强度略低于常规锻材。烧结体的冲击值随密度增加线性增大。