Mo-15Cu制备过程分析与控制

对钼铜金属基复合材料的熔渗机理、熔渗过程进行了详细的分析,并以制造Mo-15Cu复合材料为例,对其制备方法的选择及关键工艺参数的优化进行了试验。试验表明:在还原性气氛下,采用粉末预处理、高压压制钼骨架、熔渗烧结等工艺流程是制备高致密度的低膨胀、高导热钼铜金属基复合材料的有效可行的途径。笔者还就各工艺参数对材料性能的影响进行了探讨。     

熔渗法制备低铜W-Cu合金

采用熔渗法制备低渗铜量W-Cu合金,研究烧结后骨架的粒度组成及致密化程度、渗铜量的控制,以及合金组织结构对力学性能的影响.结果表明:采用"双重晶粒结构"湿磨工艺、添加诱导金属和机械合金化可有效提高钨骨架烧结特性和致密度;采用真空烧结技术可以精确控制渗铜量;调整Cu的质量分数或W粉晶粒尺寸可以提高合金的力学性能.     

纯钼骨架熔渗Mo-Cu合金工艺研究

研究了利用纯钼骨架熔渗法制备Mo70Cu30、Mo60Cu40(质量分数)合金的相关工艺。结果表明:试验原料可选取经高温预处理及筛分后费氏粒度为5.2μm,粒度分布范围较窄及C、O含量低的纯钼粉,不添加诱导Cu粉。利用限位法压制成型的钼素坯经H2气氛在1200～1300℃预烧结出孔隙率ε(%)为33.5%、45.2%的纯钼骨架,在H2气氛熔融态Cu中经1 200～1 350℃熔渗60～120 min可制得Cu含量为31.3%、40.7%的Mo70Cu30、Mo60Cu40合金。利用纯钼骨架熔渗法制备的Mo-Cu合金相对密度可达到98%以上,微观形貌可见Mo、Cu两相均匀分布。     

喷雾造粒钼粉制作Mo-Cu合金微观形貌及性能分析

试验分析了采用喷雾造粒钼粉熔渗法制作Mo-Cu合金的微观形貌及性能。结果表明:熔渗后多孔钼骨架被Cu相充满但存在微量球状孔隙,Cu相形成了网络状的微观形态并存在富集区;采用喷雾造粒钼粉制作的Mo-Cu合金相对密度、布氏硬度、导热率和线膨胀系数等性能满足客户使用要求。     

难熔金属浸渗复合材料力学性能和抗烧蚀性能研究

采用熔渗法制备了两种难熔金属浸渗复合材料,分别为钨渗铜复合材料和钼渗铜复合材料,牌号为W-7Cu和Mo-10Cu。对两种材料进行了物理力学性能,如:室温抗拉强度、高温(800℃、1 200℃、1 600℃)抗拉强度、室温断裂韧度、室温弹性模量以及抗烧蚀性能的对比研究。结果表明:W-7Cu材料具有更好的力学性能和抗烧蚀性能,室温抗拉强度为728 MPa,1 600℃抗拉强度达到86 MPa;电弧风洞试验2 500 K温度下,线烧蚀速率为0.231 mm/s。Mo-10Cu材料具有更好的韧性,室温断裂韧度为41 MPa·m~(1/2)。     

Mo-15Cu复合材料的制备

以MoO<,3>为原料配置悬浮料浆,采用喷雾干燥-氢气还原工艺制备钼粉,并以Mo预烧坯为骨架,采用熔渗法制备Mo-15Cu复合材料.借助X射线衍射和扫描电镜分别分析Mo粉物相组成和颗粒形貌;通过分析粉末的压缩特性,确定预烧骨架密度变化、径向收缩率以及熔渗样理论密度变化;借助金相显微镜观察熔渗样金相组织,借助热导仪和热膨...     

熔渗法制备W-Yb合金及其性能的研究

稀土元素镱活性极高,极易氧化,且蒸汽压很高,在钨铜、钨银合金的研究基础上对钨镱假合金进行了研究,通过前期对钨粉粒度、实验工艺等的优化后,采用冷等静压(200 MPa压力)压制烧结制备钨骨架,1000℃氢气还原预烧结、1800℃真空烧结,氩气气氛保护熔渗稀土镱制备钨镱合金,综合其密度,硬度等基本实验数据,分析了钨镱合金的组织.结果表明:制备出了高致密度的钨镱合金,钨镱合金密度为15.30 g·cm<'-3>,相对密度达到99.5%以上,硬度值低于HRB82,所制备的钨骨架其通道分布均匀,经熔渗法制备的钨镱合金中镱元素的分布呈现大面分布均匀,高倍状态下出现局部富集的情况,其富集情况与钨骨架通道分布情况相符合.所制备的钨镱合金能够满足特殊要求应用于配套材料.     

W-15Cu合金制备中钨骨架孔隙控制的研究

钨铜复合材料是由高温烧结钨骨架经渗铜制成的两相假合金,钨骨架中的孔隙形态和大小将直接影响材料的性能.本文分别以添加硬脂酸和诱导铜的方法对钨粉进行处理,W-15Cu骨架孔隙在压制成形过程中得到了精确控制,钨骨架经熔渗后制成W-15Cu合金.用扫描电镜观察材料的显微结构,并测出材料的密度、气密性,研究了钨粉成形性与钨铜合金密度的关系.结果表明,添加硬脂酸和诱导铜不会带入杂质,能改善钨粉的成形性能,可以获得组织均匀、致密度高的W-15Cu复合材料.     

后续热等静压工艺对MoCu30合金性能的影响

研究了不同后续热等静压工艺对镀铜钼粉制取的MoCu30合金性能的影响。研究发现,表面镀铜钼粉所制得MoCu30合金在1130℃温度下、压力100 MPa条件下进行2 h后续热等静压处理后,提高了合金的综合性能:其中铜相随着钼骨架受力而发生变形、流动,促进了组织中铜相的均匀分布以及孔洞的减少,使合金的致密度达到99.7%,接近全致密;高温处理时铜晶粒长大,晶界数量减少,这样降低了晶界与孔洞缺陷对声子的散射作用,从而增强了MoCu30合金的声子导热机制,提高了合金的热导率;相对于未经后续热等静压处理的MoCu30合金,合金热等静压处理后铜相分布更加均匀,合金受力时塑性较好的铜相优先发生变形,同时减少了孔洞等裂纹源,使得合金的25℃拉伸及压缩屈服强度略有提高,分别达到451, 543 MPa,而合金的400℃拉伸及压缩屈服强度也有所增加,分别达到349, 372 MPa。     

熔渗钼铜合金的制备及热学性能

本文采用多孔钼骨架熔渗铜的方法制备了铜含量在15％-30％（质量分数）的钼铜复合材料。通过SEM对其骨架的微观形貌及金相组织进行了观察,并对其热膨胀系数及热导率进行了测试。结果表明,钼骨架形貌、熔渗温度是影响钼铜合金熔渗的主要因素。添加剂添加会使钼骨架孔隙形貌平滑圆润,有利于熔渗进行。在1350℃下熔渗制备的钼铜合金微观组织均匀,表现出优异的热学性能。     

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。     

还原铁粉对Fe-1.1Ni-0.5Mo-0.5Cr合金组织与性能的影响

在惰性气体雾化法制备的Fe-1.1Ni-0.5Mo-0.5Cr预合金粉末中添加1.5％的Cu粉和0.6％的C粉(均为质量分数)以及还原铁粉(添加量分别为0、10％、20％和30％),混合均匀后在600 MPa压力下模压,在1 180℃烧结1h.烧结合金经180℃/1h回火处理后,进行密度、硬度、拉伸力学性能检测以及显微...     

粉末温轧工艺对W-20Cu合金密度和显微组织的影响

在W-Cu混合粉末中加入0.1%~2.0%(质量分数)的有机添加剂,在60~150℃温度下温轧成生板坯,然后进行液相烧结,获得W-20Cu合金板材。通过正交试验研究粉末轧制速度、轧制温度与添加剂含量对生板坯密度的影响,并对烧结板材的密度和显微组织进行分析与表征。结果表明,轧制温度与添加剂含量对粉末轧制板坯密度有显著影响,二轧制速度对生板坯密度的影响较小。随轧制温度升高,W-20Cu生板坯的密度增大,烧结板材的孔隙尺寸逐渐减小,孔隙率逐渐降低,烧结密度相应提高;随添加剂含量增加,板坯密度先升高后降低。在轧制温度为150℃,添加剂含量为0.3%时,生板坯的相对密度达到最大值85.38%,液相烧结后获得相对密度为99.65%的W-20Cu合金板材,金属Cu元素在钨基体中均匀、弥散分布。     

Formation and Sintering Behavior of Nanocrystalline Fe-Ni Powder by Mechanical Alloying

Thepotentialapplicationofnanostructuredma terialsusedasnovelstructuralorfunctionalengi neeringmaterialslargelydependsontheconsolida tionofpowdersbywhichthebulknanostructuredsolidsaremade .Theretentionofthemetastablemi crostructureintheconsolidationprocessismandato ryforpreservingthesuperiormechanical,electricalorcatalyticpropertiesofthematerial.Severalau thorsshowedthatthepressure assistedsinteringisadequateforbothreachingfulldensityandprevent inggraingrowth ,besidesthenanostructuredmateri als…     

WC-6Co硬质合金SPS烧结工艺

以平均粒径约为30 μm,空心球壁厚约1.8 μm的空心球结构WC-6Co复合粉为原料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制得不同烧结温度、保温时间、烧结压力工艺下的WC-6Co硬质合金.采用扫描电镜、钴磁仪等检测手段对合金的组织与性能进行表征分析.结果表明:随着烧结温度的升高,合金的致密度和硬度升高;在实验范围内合金密度与硬度随着保温时间的延长而增加,再趋于稳定;烧结压力对合金密度、硬度等性能影响不大.综合考虑合金性能,较好烧结工艺为:温度1 250 ℃、保温时间5 min、烧结压力50 MPa.该烧结工艺制得的合金的密度达14.69 g/cm3、断裂韧性达12.23 MPa·m1/2,其组织也很细很均匀.      

Mn含量对Cu-Mn合金结构与性能的影响

基于Cu-Mn中间层可改善Cu与CuCrZr合金的连接性能,采用高能球磨法制备Cu-Mn合金粉末,研究烧结温度为650~850℃、Mn含量(质量分数)为10%~50%的Cu-Mn合金的烧结性能。结果表明:随Mn含量增加,Cu-Mn合金的相对密度和抗拉强度先增大后减小,但Mn含量过高时生成较多的Mn O,导致合金性能下降;随烧结温度升高,合金的相对密度和抗拉强度增大。850℃下烧结的67Cu-33Mn合金孔隙较小、组织均匀,其相对密度和抗拉强度均达到最大值,分别为91.62%和610.91 MPa,表明67Cu-33Mn合金具有最佳的烧结活性,宜作为Cu与CuCrZr合金连接的中间层。     

粉末烧结法制备多孔Ti-6Al-7Nb合金的工艺优化

以Ti粉、Al粉和Nb粉为原料,采用粉末烧结法制备多孔Ti-6Al-7Nb合金,利用正交试验考察了混料时间、压制压力、烧结温度、烧结时间对孔隙率的影响。结果表明,各因素对孔隙率的影响主次顺序为:烧结温度烧结时间压制压力混料时间。结合骨科植入所需材料的孔隙率和孔径分布情况确定最优工艺参数为:混料时间4 h,压制压力100 MPa,烧结温度1 100℃,烧结时间2.5 h,采用最优工艺制备的多孔Ti-6Al-7Nb孔隙率为32%,孔径尺寸集中分布于5~12μm范围。     

烧结方法对WC-Co硬质合金性能的影响

以原位还原碳化反应法制备的超细WC-Co复合粉为原料,分别采用放电等离子烧结、低压烧结和真空烧结工艺获得块体硬质合金,系统研究烧结方法对合金的显微组织、密度及力学性能的影响。结果表明:放电等离子烧结的合金中,主相为WC和Co,有少量η相(Co6W6C),低压烧结和真空烧结获得的合金中物相为WC和Co;所用3种不同的烧结方法均能获得细晶块体硬质合金,其中放电等离子烧结的晶粒最细为0.35μm;低压烧结合金具有优异的综合性能,HV30为15 121 MPa,断裂韧性为13.6 MPa.m1/2,横向断裂强度为4 210 MPa。     

微波烧结温度对CNTs/Cu复合材料结构和性能的影响

结合液相混合方法、微波烧结技术和冷轧技术制备碳纳米管增强铜基（carbon nanotubes reinforced copper-matrix,CNTs/Cu）复合材料,研究不同烧结温度对于CNTs/Cu复合材料微观形貌、力学性能及物理性能的影响。结果表明,采用液相混合法制备出粒径为200~500 nm、碳纳米管质量分数为0.5%的CNTs/Cu复合粉体,碳纳米管均匀分散在铜颗粒中,并与之形成良好结合界面。CNTs/Cu复合材料的相对密度、硬度、电导率随着烧结温度的升高先增大后减小,在烧结温度为1000℃时达到最佳。制备的碳纳米管质量分数为0.5%的CNTs/Cu复合材料组织均匀、孔隙数量及尺寸较少,相对密度为95.79%,硬度为HV 80.9,电导率为81.8% IACS。经冷轧处理后,CNTs/Cu复合材料拉伸强度达到218 MPa,延伸率保持37.75%。由此可见,微波烧结技术是一种制备高性能CNTs/Cu复合材料的理想方法。