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…     

注射成形在NdFeB烧结永磁体中的应用

比较了用快淬法、HDDR法、机械合金化法、和气体雾化法生产NdFeB水磁体的制备方法及其特点，指出采用气体雾化制备的磁粉较适宜于注射成形生产；对注射成形生产烧结NdFeB水磁体时枯结剂、成形及取向、脱脂和烧结工艺参数进行了总结，介绍了热塑性体系和水溶性体系枯结剂在注射NdFeB烧结磁体中的应用；将注射成形和传统模压成型的NdFeB磁体性能进行了对比；在分析现状的基础上，指出了现阶段存在的问题和发展方向。     

W-Ni-Cu高比重合金注射成形烧结收缩及性能的研究

研究了W-Ni-Cu高比重合金注射成形工艺过程收缩率和性能。比较了模具尺寸、注射坯尺寸、烧结坯尺寸，及烧结阶段各方向收缩率的关系，发现实际收缩与理论预测收缩率较为一致，但在厚度方向存在与其他方向收缩不一致的情形，这与由重力作用产生的塑料流动有关；还探讨了烧结坯密度与烧结条件的关系，测定了烧结坯的力学性能及断口形貌、金相组织，烧结坯在1400℃，90min烧结达到了99％的相对密度，断裂强度600MPa以上。     

热处理对粉末注射成形钛合金的组织与性能的影响

采用粉末注射成形方法制备了钛合金坯体,利用溶剂脱脂和热脱脂方法脱除坯体中粘结剂,并在真空气氛下烧结致密钛合金样品.真空烧结后,经960℃和140MPa热等静压处理,在720~760℃进行1~1.5h退火处理获得的样品微观结构为均匀的双态组织,由许多等轴较小的α晶粒和少量尺寸较小的β晶粒组成.XRD分析结果表明,当退火温度高于800℃时,样品存在Ti₃Al杂质相.     

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。     

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。     

碳化硼粒径对可燃毒物成形与烧结性能的影响

以碳化硼微粉和氢化锆-2粉为原料,用钢模成形方法在200～500MPa的压力下制备了碳化硼氢化锆坯体,坯体在高真空烧结炉中于1 100～1 300℃下烧结1h制得碳化硼锆合金可燃毒物中空芯块.用扫描电镜分析坯体的微观形貌,研究了成形压力与碳化硼含量对坯体和烧结体相对密度的影响.结果表明:碳化硼的粒径对粉料能否用钢模成形有关键性影响;碳化硼氢化锆坯体的相对密度随碳化硼含量的增加而略有降低,随成形压力的增加而明显增加;碳化硼微粉严重阻碍了碳化硼锆合金的烧结,即使碳化硼的含量仅为0.49％(质量分数),芯块的相对密度也会下降18％;提高烧结温度和增加成形压力对芯块的致密化有明显促进作用.     

阵列式陶瓷微流道的粉末微注射成形及力学性能

采用粉末微注射成形技术制得ZrO2阵列式微流道,研究粉末粒径和注射成形工艺对微流道性能的影响规律。结果表明:通过优化注射工艺参数可以有效避免注射坯中缺陷的产生;不同粉末粒径的试样烧结后,致密度和力学性能均随烧结温度的升高先增大后减小;中位粒径为200 nm粉末粒径的试样最佳烧结温度为1 500℃,致密度为99.5%;中位粒径为100 nm粉末粒径的试样最佳烧结温度为1 250℃,致密度为98.4%,均近完全致密。纳米级粉末的使用可有效降低烧结温度、提高力学性能;粉末粒径从200 nm下降到100 nm时,粗糙度值从1.92下降到1.32。烧结后的阵列式微流道的直径为(450±5)μm,具有很好的圆度,尺寸误差1.5%。     

烧结温度对注射成形Cr-Mn-Mo-N不锈钢零件组织与性能的影响

为了节省较昂贵的镍资源和扩大不锈钢的应用范围,本研究以高氮不锈钢粉末为原料,经注射成形在流动氮气中进行不同温度的烧结,通过测定其相对密度、氮含量和力学性能,研究了烧结温度对材料致密度、微观组织以及力学性能的影响.结果表明:温度升高,材料的致密度和力学性能都能得到提高,氮含量在不断降低.烧结温度在1380℃时,材料的各项性能达到最优,致密度99.08%,氮含量0.65%,抗拉强度930 MPa,屈服强度555 MPa,伸长率48%.     

注射成形纯钛脱粘和烧结工艺研究

粉末注射成形是制造复杂形状钛及钛合金零件的合适工艺。本文利用氢化脱氢（HDH）钛粉制备注射成形纯钛材料，研究了溶剂脱粘、热脱粘和真空烧结工艺对粘结剂脱除率、烧结显微组织和力学性能的影响。结果表明：溶剂脱粘的适宜温度为50～60℃，4h后可以脱除97％以上的可溶性粘结剂；在随后的真空热脱粘过程中，在200-450℃高温阶段降低升温速率、延长保温时间，有利于脱除剩余聚合物粘结剂；真空烧结温度为1250℃时，烧结致密度可高达98％，但表层易形成硬质TiC相和微量TiO2相；在该温度下烧结1．5h，制品抗拉强度和伸长率分别提高到349MPa和6．4％，继续延长烧结时间会导致拉伸性能下降。     

热压真空烧结高密度碳化硼制品性能的研究

研究了热压真空烧结碳化硼制品,考察升温速率、烧结温度对碳化硼制品性能的影响,结果表明,适宜的升温制度是在1900℃以前以5℃/min,超过1900℃以2℃/min;合适的烧结温度在1950℃,在此温度下烧结可得制品的平均晶粒尺寸为4μm左右,密度可达理论密度的98%,抗弯强度为357MPa,显微硬度值为24 63GPa.所有这些数据将为工业化生产提供理论依据.     

YG8硬质合金的粉末注射成形技术

研究了WC-8％Co硬质合金的粉末注射成形工艺。结果表明:溶剂脱脂+75％N_2/25％H_2混合气体热脱脂工艺,不仅能大幅度提高脱脂速率,而且有利于合金碳含量的控制;提高预成形坯固体粉末体积含量有利于提高制品密度和尺寸精度。在1460℃烧结,保温2 h,PIM硬质合金试样的抗弯强度、硬度、密度分别达到2480MPa,HRA90和14.72 g·cm~(-3);烧结后制品保形性良好,尺寸偏差达到±0.02mm;经金相检查没有发现明显缺陷、石墨夹杂和第三相,合金组织均匀,平均晶粒度为2μm,孔隙度为A02B00。     

真空烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用高能球磨、真空烧结工艺制备WC-13(TiC+TaC)-8Co-1(VC+Cr3C2)硬质合金,研究了不同烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金微观组织、力学性能和磁性能的影响。结果表明,提高烧结温度有利于提高合金的致密度,但是过高的烧结温度会导致晶粒长大,使合金致密度下降;合金的硬度、抗弯强度和矫顽力随着真空烧结温度的提高先增大后减小;相对磁饱和强度随着烧结温度的升高呈现下降的趋势;1 400℃烧结的合金综合性能较好,合金的相对密度99.6%、抗弯强度1 992 MPa,硬度92.3 HRA,矫顽力34.3 k A/m,相对磁饱和强度为76.5%。     

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。     

粉末注射成形产品的精度控制及其数学模型

粉末注射成形技术是一种近净成形技术,该工艺过程较长,每个环节都会对最终产品的尺寸精度产生影响,典型的粉末注射成形产品的尺寸精度仅为±0.3％,而传统的模压技术尺寸精度为±0.1％,针对这些情况,分析了影响粉末注射成形产品尺寸精度的各关键因素,并给出了计算其精度的数学模型。     

金属注射成形制备IN713C合金的研究

为了寻找一种适用于汽油机涡轮增压器高温环境下使用的合金材料,选用IN713C合金作为研究对象,旨在探索最佳的IN713C注射成形工艺参数。对制备样品的密度、微观组织结构和力学性能进行测试和分析,发现850℃是较佳的预烧温度;当烧结温度为1 300℃,保温时间为3 h时,样品密度、硬度和拉伸性能最佳,烧结密度为7.83 g/cm~3,,相对密度为99.0%。     

热压碳化硼材料的纳米摩擦性能研究

用原子力/摩擦力显微镜对碳化硼样品进行了表面形貌的微观分析。在载荷为1～6μN下,研究了Si_3N_4探针扫描碳化硼表面时摩擦力的分布。结果表明,摩擦力的变化与扫描处的试样表面形貌有关,表面形貌变化斜率越大处,摩擦力增加得越多。由于试样较平整,摩擦力的分布也是比较均匀的。碳化硼材料纳米摩擦因数随载荷的增加而显著增加。     

碳化硼陶瓷力学性能及其影响因素

碳化硼的力学性能与其他陶瓷材料一样,对结构十分敏感.在工艺控制过程上看,不可能制得结构完全相同的材料,文献报道的计算式和数据亦非常分散.作者测定了用热压方法制得的碳化硼陶瓷(表现密度为2.1～2.3g/cm~3,晶粒度为12μm)的抗弯强度、抗压强度、弹性(弯曲)模量和泊松比.同时,通过文献检索,搜集了各种公式和数据,并对本实验结果进行了综合分析,得出了有关的计算式和性能值.     

Sintered ceramics based on boron nitride and carbide

The formation of BN-B₄C composite materials by sintering in nitrogen is investigated. Structural, mechanical, and chemical characteristics of these materials are examined. Excellent dielectric properties, thermal and chemical stability, and erosion resistance in high-intensity laser beams enable high-temperature application of BN-B₄C composite materials. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Vol. 46, No. 1–2(453), pp. 58–63, 2007.