金属粉末的非水基凝胶注模成形

凝胶注模成形工艺具有适用于多种粉末的复杂形状成形,成形坯体组分均匀、密度均匀、缺陷少、强度高,不需专门的脱脂工序,模具成本低廉等独特优势。对凝胶注模成形工艺及原理进行了简介;结合适合于金属粉末的新型非水基凝胶注模体系的研发工作,介绍了以多种金属及合金粉末为原料,采用该方法制备金属粉末材料和制品的应用实例。     

铁基粉末凝胶注模成形工艺的研究

本文对凝胶注模成形工艺应用于铁基粉末冶金进行了研究。着重研究了凝胶注模成形工艺中分散剂、固相体积分数对浆料流变性的影响,采用该工艺对铁粉进行了成形与烧结。结果表明,加入分散剂可以使浆料黏度降低,有利于成形为复杂形状;随着固相体积分数的增加,浆料的黏度增加。采用合适的工艺参数,制备了相对密度为90%,抗弯强度为517 MPa,抗拉强度为280 MPa的复杂形状的铁基粉末冶金零件。     

316L不锈钢粉末冶金注射成型件加工工艺分析

在壳体加工环节,金属粉末注射成型工艺拥有较为明显的技术优势,这是一种近净成形的加工工艺,当工艺精度要求一般时可一次成型。对于精度要求高且形状复杂的部件,需在现有工艺基础上进行辅助加工,通过对注射、脱脂以及烧结工艺的预判,从而掌握毛坯尺寸以及变形的大致情况,强化壳体设计与加工效果。     

非水基凝胶注模成形高氮无镍不锈钢粉末的研究

采用自主开发的非水基凝胶注模工艺,对高氮无镍不锈钢粉末进行了凝胶注模成形的研究.单体为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA);溶剂为1,2-丙二醇;交联剂为二乙二醇二丙烯酸酯(DEDA);引发剂为过氧化苯甲酰(BPO);催化剂为N,N-二甲基苯胺(DMA);分散剂为聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP).制备出固相含量为60%的悬浮液,经凝胶注模成形与烧结,得到了高氮无镍不锈钢试样,在保持氮含量的基础上,相对密度为92.4%,硬度为80HRB,抗拉强度为390MPa,且能够制备复杂的形状.所开发的非水基凝胶注模体系能够为金属粉末的成形开辟一种新型的方法.     

TiC/Fe钢结合金复合粉悬浮浆料流变特性的研究

采用甲苯/HEMA凝胶体系并加入合适的添加剂对TiC/Fe复合粉末的凝胶注模成形工艺进行了研究.通过对浆料流变性、固化过程及坯体性能的分析,确定了单体、分散剂及引发剂的最佳含量.制备出大尺寸、复杂形状的坯体,坯体相对密度为59.6％、抗拉强度为28MPa,经真空脱胶烧结制备出复杂形状的烧结体.     

凝胶注模成形制备铜锡多孔材料的研究

采用非水基凝胶注模工艺,对铜锡复合粉体进行了成形与烧结的研究。非水基凝胶注模的单体为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯,溶剂为1,2-丙二醇,交联剂为二乙二醇丙烯酸酯,引发剂催化剂为过氧化苯甲酰-N,N-二甲基苯胺,分散剂采用聚乙烯比咯烷酮。制备出不同固相含量的悬浮液,经过凝胶成形与烧结,得到铜锡烧结多孔材料。探讨了坯体的性能、烧结过程中的收缩率、孔隙率、显微结构和力学性能。结果表明:经过脱模干燥后的坯体抗弯强度最大能达到12.76 MPa,坯体中的金属粉末颗粒均匀分散在有机三维骨架中,对于烧结多孔材料,随着固相含量的增加,烧结体密度增大,烧结收缩率降低,抗压性能提高。烧结试样孔隙率在20%~40%之间,烧结收缩率小于12%,抗弯强度最大为240 MPa,制备的烧结多孔材料孔隙分布均一、能制备复杂形状的部件。     

316L不锈钢粉末的凝胶注模成形

本文对316L不锈钢粉的凝胶注模成形工艺进行了研究,分析了影响浆料流变性和凝胶化时间的因素,以及单体含量对固化胶体性状的影响.结果表明:加入聚丙烯酰胺作为分散剂可以显著降低浆料的黏度,使不锈钢粉体的固相体积分数达到54%,满足注凝成形的要求;单体的浓度对固化胶体的性质有很大的影响;引发剂和催化剂的加入量越大,聚合诱导期越短.在最佳形成工艺条件下,凝胶注模成形出的不锈钢坯体性能优良,组织均匀,生坯的抗弯强度可达38MPa,烧结体的相对密度达95%,屈服强度可达160MPa,并可成形出形状复杂的较大尺寸的不锈钢坯体.     

Fe-2Ni金属粉末注射成形工艺评述

金属粉末注射成形技术是当今最热门的零部件成形技术。适于制作复杂形状产品,性能高,成本低。本文简述了Fe-2Ni注射成形的工艺过程,综述了其研究现状和性能水平。作者认为:粗粉注射成形研究、快速脱脂工艺研究以及尺寸精度控制研究将是研究热点和重点。     

浅谈金属粉末注射成形技术

金属粉末注射成型技术是一门新型近终成型技术。它是利用模具可注射成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、高强度、三维复杂形状的结构零件。针对发展金属粉末成形技术成为新热点,介绍了金属粉末成形的优势、工艺特点及应用,分析了金属粉末成形的主要原材料,提出了金属粉末成形的混炼和烧结工艺。     

注凝成型及其烧结工艺研究进展

科技的发展对材料的要求越来越高,传统的成型和烧结技术仅适用于小尺寸且形状规则的金属成型,且需要在一定的压力下才能达到足够高的力学性能.注凝成型技术适用于各种复杂形状、大尺寸部件的近净尺寸成型,具有实验设备简单、工艺过程易控制、坯体密度均匀、强度高等突出优点.为了制备出高固相含量、低黏度、高密度的金属陶瓷,分别从注凝成型...     

Consolidation and green body characteristics of gelcast metallic powder

Abstract

A preliminary study concerning the compaction of metallic powder was carried out in order to investigate a rarely explored route in powder metallurgy, to form complex geometry parts, known as gelcasting. Green bodies produced with as supplied stainless steel powder showed a tendency to form foam, which affected the surface finishing. The mechanical behaviour of green compacts was also affected by the processing additives present in the metallic powder. Organics in the as supplied powder were removed by thermal treatment at 500°C and additional samples were produced. Although no difference in green density was observed, these samples displayed better surface finish and mechanical characteristics, as a result of improved adhesion between the polymer network and particle surface. The results showed that the gelcasting process is able to produce green parts suitable for subsequent thermal treatment.     

非水基凝胶注模成形制备Mo/Cu合金

以球形铜粉和等离子球化钼粉为原料,采用非水基凝胶注模体系制备Mo/Cu合金.研究分散剂用量和固相体积分数对浆料黏度的影响,并对凝胶生坯的干燥、脱脂和烧结进行分析.结果表明:浆料黏度随着分散剂用量的增加先减小后增大,随着固相体积分数的升高而增大.采用丙酮作为液体干燥介质,6 h即可完全脱除凝胶坯体中的残留溶剂.烧结体的致密度随着烧结温度和烧结时间的升高而增大.      

Problems and prospects of selective layer-by-layer laser sintering of powders

The present state, problems, and prospects for the development of a new powder metallurgy technique, called selective layer-by-layer laser sintering, are considered. With this technique three-dimensional powder products can be obtained without resorting to traditional forming methods. The results of experiments in which one-component and multicomponent mixtures based on metals, ceramics, and polymers were sintered in the solid and liquid phase by this technique are discussed.Vitebsk Branch of the Institute of Solid-State and Semiconductor Physics, Belorussian Academy of Sciences. Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 3/4, pp. 32–37, March–April, 1995.     

粉末床增材制造中粉末分层与熔融行为的研究进展

基于粉末床的增材制造技术在成形复杂形状、性能优异零件上具有显著优势,近年来成为发展最快、应用最广的增材制造技术之一。该过程涉及微观组织演化、介观粉末流动/熔融、宏观应力变形等多个尺度上的复杂行为,对这些行为的深入理解是稳定地成形制造出性能优异零件的关键。本文主要从介观尺度上研究了制造过程中粉末性质和加工条件对粉末流动分层,粉末层质量和加工参数的影响,对粉末熔融行为的研究现状进行了综述。     

机械力作用下锐钛矿型TiO2的相变

采用振动磨样机和行星球磨机研磨锐钛矿型TiO2粉体,利用XRD技术对比分析锐钛矿相在2种研磨设备中的相变特点,利用SEM观察振动磨样机中粉体的形貌变化,并对振动磨样机中生成金红石相的机械化学相变宏观动力学及相变过程物质的微观结构变化进行研究。结果表明:锐钛矿相在振动磨样机和行星球磨机中的相变现象不同,在行星球磨机中表现为锐钛矿相→TiO2-Ⅱ相→金红石相的分步相变;而在振动磨样机中除了发生分步相变外,推测还可能发生了锐钛矿相→金红石相的直接相变,并进一步推测剪切力是促进这一直接相变的重要因素。在振动磨样机中形成金红石相的机械化学相变宏观动力学满足Avrami-Erofe’ev模型。     

温粉高速压制装置及其成形试验研究

为发展粉末冶金零件高致密化成形技术,提出1种高速压制和温粉压相结合的温粉高速压制(WHVC)成形技术.自行设计并制造了1套利用重力势能驱动的温粉高速压制成形装置,并对温粉高速压制成形实验进行探讨.结果显示:运用该装置对316L不锈钢粉、铁粉、铜粉和铝粉进行温粉高速压制成形实验,生坯密度分别可达到7.47、7.63、8....     

注射成形金属粉末零件

本文详细叙述了目前金属粉末注射成形的具体工艺过程,在过程中使用各种不同方法的优缺点;金属粉末注射成形零件的设计参数和它与普通成形方法相比较的竞争性。     

粉末冶金高致密化成形技术的新进展

本文针对粉末冶金行业近十年来出现的提高制品致密化的新途径新方法, 简要介绍了其中的温压技术,流动温压技术、模壁润滑技术、高速压制技术、动力磁性压制技术、爆炸压制技术、放电等离子烧结技术的原理、特点、发展和应用情况。指出发展粉末冶金高效高致密化成形技术是粉末冶金的发展方向和研究重点, 产品致密化程度的提高将大大促进性能的改进。粉末冶金新技术、新工艺、新材料的不断出现, 必将促进高技术产业的快速发展, 也必将带给材料工程和制造技术以光明的前景。     

基于增材制造的硬质合金粉末研究现状

硬质合金是由难熔金属碳化物（WC,TiC,NbC等）和金属粘结相（如Fe,Ni和Co）组成,通过粉末混合、压制然后烧结而成。然而传统的粉末冶金成形方法模具成本高,难以形成复杂零件。相比之下,增材制造（3D打印）采用数字化叠层加工技术,能够实现快速精准的成形。研究与开发适于增材制造的硬质合金粉末是其中的关键一步,目前,增材制造的硬质合金粉末制备方法主要分为以下4类:机械合金化法、球形WC粉末表面包覆技术、喷雾干燥技术、等离子体球化技术,这4种方法在制备原理、成本和成形方法的灵活性上均有所不同。因此,综述了适用于增材制造成形的硬质合金粉末的4种制备方法,并对制备粉末的特性以及成形性能进行了对比,总结了粉末制备原理、各自的优缺点以及适用的增材制造成形工艺,希望可以推动增材制造成形硬质合金的研究发展。