SPS烧结WC-5%Co纳米复合粉硬质合金

采用喷雾干燥、流态化床化学转化法生产的WC-5%Co纳米复合粉为原料,研究了放电等离子体烧结(SPS)对超细硬质合金显微结构和性能的影响,同时对SPS烧结、低压烧结、真空烧结等三种工艺进行了比较。结果表明:采用SPS烧结可以在较低的温度下实现超细硬质合金的固相烧结,使合金快速致密化,当1170℃保温6min、压力为50MPa时合金可以获得最好的力学性能;其显微硬度HV30、抗弯强度、断裂韧性分别为1870、3230MPa、10.96MPa/m1/2。低压烧结可促进颗粒在液相中重排,硬质合金压坯经8MPa、1410℃、保温45min烧结,也可以获得比较好的力学性能;而传统真空烧结,合金孔隙度比较高,晶粒不均匀,性能较差。     

烧结方法对CP-Ti粉末烧结块显微组织和力学性能的影响(英文)

研究不同烧结方法,包括放电等离子体烧结(SPS)、热压(HP)和电阻烧结(ERS),对商用纯钛(CP-Ti)粉末固结后显微组织和力学性能的影响。选用的粉末粒度分别为<147μm,<74μm和<43μm,粉末粒度越小,其致密化过程越快。在850°C、30 MPa条件下进行SPS和HP,获得烧结体的相对密度高达99%。而通过ERS,则在950°C、30 MPa条件下才发生CP-Ti粉末的致密化。在850~950°C获得烧结钛的显微组织由等轴晶构成。对于粒度<43μm粉末,在850°C、30 MPa条件下通过SPS制备烧结体,其屈服强度为868 MPa。随着小尺寸颗粒含量的升高,通过SPS和HP制备烧结体的屈服强度得到提高。然而在950°C、30MPa条件下,通过ERS制备样品的最高屈服强度仅为441 MPa,比SPS和HP样品的低。与SPS和HP相比,ERS需要较短的烧结时间,但较高的烧结温度导致材料的脆性断裂,使其强度和伸长率降低。     

烧结温度对Ni16Cr9Al多孔材料性能的影响

以粒度小于25 μm的Ni16Cr9Al预合金粉末为原料,采用模压成形、真空烧结的方法制备了Ni16Cr9Al多孔材料,研究了烧结温度对Ni16Cr9Al多孔材料性能的影响。结果表明：Ni16Cr9Al粉末压坯在烧结过程中由于烧结颈的形成、长大,体积发生收缩,随着温度的升高,烧结体的孔隙度和孔径减小,强度提高,1130 ℃具有良好的三维孔隙结构,高于1150 ℃,孔隙减少,材料逐渐致密     

工艺条件对WC-12%Co超细硬质合金性能的影响

采用不同粒度的WC粉,加入VC、Cr3C2做抑制剂,制备WC-12%Co超细硬质合金。采用D60-25型钴磁仪测量合金磁饱和,利用排水法测定合金密度,采用三点弯曲法在CMT4504拉伸机上检测合金的抗弯强度,试样抛光后在JEOL-6701F扫描电镜下观察合金的显微组织。研究了不同的WC粉末粒度、球磨时间、烧结工艺对WC-12%Co的超细硬质合金性能的影响。结果表明:过压烧结可明显提高合金抗弯强度、硬度和密度;随着球磨时间的增加,合金硬度不断上升,抗弯强度先增后减;采用0.55μm粒度WC粉制备的合金的硬度明显高于0.70μm粒度WC粉制备的合金。在本次实验中,选用0.55μm的WC粉末原料,混合料球磨85 h,通过过压烧结,可制备出性能优良的WC-12%Co超细硬质合金,硬度HV≥1 800,抗弯强度≥3 400 N/mm2。     

两步烧结对超细晶WC-4%Co硬质合金微观组织及性能的影响

采用瞬时烧结法确定了超细晶WC-4%Co硬质合金在烧结过程中矫顽磁力突变温度,据此设计了该合金两步烧结工艺曲线。采用传统烧结方法和两步烧结方法制备超细晶WC-4%Co合金,研究了两步烧结方法对超细硬质合金的微观组织、力学性能和切削性能的影响规律。结果表明:超细晶WC-4%Co合金矫顽磁力突变的温度点在1 450℃以上。采用传统烧结方法制备的超细晶WC-4%Co合金中WC晶粒的三维形貌为多台阶层状结构,WC晶粒尺寸分布范围宽;两步烧结方法制备的WC-4%Co合金中WC的晶粒三维形貌发育为单层和三棱柱混合结构,WC晶粒尺寸分布范围窄。由于细颗粒WC溶解-析出行为的充分进行,两步烧结方法制备的合金硬度略微下降,断裂韧性有较大幅度提高。铣削试验结果表明:两步烧结制备的超细晶WC-4%Co合金木工铣刀的的抗崩刃性能及铣削寿命高于传统方法烧结的合金产品。     

放电等离子烧结温度对超细晶W-40Cu复合材料的影响

采用高能球磨法制备了W-40Cu超细晶复合粉体,继而进行了放电等离子烧结(SPS),获得了致密的超细晶W-40Cu块体复合材料,着重研究了烧结温度对复合材料组织和性能的影响.结果表明,随着烧结温度升高,材料的致密度、硬度和电导率也随之升高;在950℃烧结5 min的W-40Cu复合材料,W颗粒尺寸约300～500 nm,相对致密度达98％,显微硬度HV为287,电导率为17.9 MS/m.     

预处理工艺对放电等离子烧结超细晶WC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用不同粒度的WC粉与超细Co粉混合得到初始粉末,利用直接放电等离子烧结(SPS)技术和一种包括真空预处理和SPS烧结的新制备方法,研制超细晶WC-Co硬质合金块体.结果表明,两种不同粒度匹配的混合粉末经真空预处理后SPS烧结得到的试样较直接SPS烧结试样的硬度稍有降低,但断裂韧性得到提高,尤其是抗拉强度得到显著提高.对试样显微组织和性能分析表明,混合粉末的真空预处理工艺对SPS烧结WC-Co硬质合金具有重要作用:去除混合粉末吸附气体,消除Co池,同时保证WC晶粒不发生明显长大.     

放电等离子烧结CuIn5合金的工艺优化

采用正交试验法确定了CuIn₅合金放电等离子烧结(SPS)的最佳工艺参数,研究了烧结温度、烧结时间、烧结压力对CuIn₅合金的致密度、硬度和导电性能的影响。结果表明:影响CuIn₅合金致密度和硬度的主要因素均为烧结温度,其次为烧结压力,烧结时间的影响最小;影响CuIn₅合金电导率的主要因素为烧结温度,其次为烧结时间和烧结压力。利用SPS技术制备CuIn₅合金的最佳工艺为烧结温度850 ℃,烧结时间5 min,烧结压力50 MPa。采用最佳工艺制备的CuIn₅合金组织均匀致密,In固溶于Cu中形成固溶体,其晶格常数为0.362 865 nm,晶格畸变率为0.38%,致密度为99.56%,显微硬度为136.3 HV0.1,导电率为37.86%IACS。     

纳米WC-6%Co复合粉的放电等离子烧结研究

以水溶液化学法制备的WC-6%Co纳米复合粉体为原料,利用放电等离子烧结(spark plasma singtering,SPS)技术制备了超细硬质合金。研究了烧结温度对硬质合金显微组织和力学性能的影响,分析了纳米粉体烧结的致密化过程。结果表明:随着烧结温度的升高,烧结致密性、硬度和断裂韧性都呈现先增加后降低的变化趋势,在升温速度为100℃/min,烧结温度为1 250℃,保温时间5 min,压力为30 MPa的工艺条件下,利用SPS技术可制备综合力学性能良好的超细晶硬质合金,平均晶粒大小为420 nm,维氏硬度为1 969 HV30,断裂韧性为10.7 MPa·m~(1/2)。     

低温活化烧结超细晶粒钼坯的轧制工艺及其特性探讨

探讨了低温活化烧结超细晶粒钼坯的轧制工艺、影响因素及板材特性。已经发现,按合适工艺轧制超细晶粒钼坯,其钼板具有较高的轧制成材率和优异的性能。     

放电等离子烧结钼的组织和性能

研究了放电等离子烧结（SPS）钼的致密化,组织和硬度,与其它烧结方法相比,SPS是一种时间短,温度低的先进快速烧结法。利用SPS在比CIP－S和热压烧结（HP）低180－500℃下进行烧结,保温3min,得到钼的相对密度是95．2％－97．9％,硬度比其它方法烧结的高出HV20－HV75。SPS烧结钼的密度呈现随烧结温度的升高而增加的趋势。但是其硬度有所下降,SPS在较低温度下烧结的钼的硬度较高,原因是其晶粒较细,SPS烧结钼的断口呈沿晶断裂,属于脆性断裂。     

碳化温度对超细WC粉末性能与合金性能的影响

本文探讨了碳化温度对超细WC形貌、粒度、亚晶尺寸等粉末性能的影响和不同碳化温度制备的超细WC粉末对合金强度、硬度、微观结构等合金性能的影响。粉末样品的制备采用钨粉与炭黑的混合物为试验原料,在中频电炉中,分别于1 450、1 480、1 520℃碳化,利用Fsss粒度仪、SEM电镜、马尔文激光粒度分布仪、X射线衍射仪等仪器对粉末样品进行分析检测;制备的粉末样品加入细钴粉按照6%配成合金,采用1 410℃与1 450℃两个烧结温度制备成合金试验样品,测维氏硬度,抗弯强度,用金相显微镜观察合金的组织结构,比较不同碳化温度制备的超细碳化钨在不同的烧结温度下制备的合金性能与组织结构的差异。研究表明:碳化温度对超细碳化钨各项性能及超细合金各项性能有较大的影响,温度在1 480℃以下,单颗粒与单颗粒之间的烧结长大比较微弱,单颗粒内部的亚晶长大也很微弱,但当温度升高到1 520℃,亚晶尺寸有明显升高,粉末结晶更趋完整。低温碳化的超细碳化钨,结晶不完整,缺陷较多,粉末活性高,容易长粗,矫顽磁力降幅较大,造成合金的微观结构不均匀。高温碳化的超细碳化钨在1 410℃烧结制备的合金试样的综合性能与微观结构要优于1 450℃烧结制备的合金试样。     

放电等离子烧结超细晶ODS镍基合金的高温氧化行为研究

通过机械合金化 (MA) 和放电等离子烧结 (SPS) 制备了 Cr₂O₃颗粒强化的超细晶结构镍基高温合金(ODS 合金)。对比研究了不添加氧化物颗粒合金 (Base 合金) 和 ODS 合金样品的微观结构和高温氧化行为。结果表明,在1200 ℃烧结过程中,Cr₂O₃完全转变为Al₂O₃。由于SPS快速烧结及弥散分布的原位Al₂O₃颗粒钉扎,抑制了晶粒长大,ODS合金具有十分细小的晶粒结构,其平均晶粒尺寸为0.98 μm;Base合金平均晶粒尺寸稍大,为1.54 μm。ODS合金在900 ℃下具有较好的抗氧化性能和较低的氧化速率,得益于其表面迅速生成了连续致密的内层α-Al₂O₃膜,能有效地阻止Ti和Cr向外扩散,表面生成少量保护性较差的TiO₂和NiCr₂O₄。而Base 合金表面则生成了以 Al     

放电等离子烧结温度对钨合金的组织及动态力学性能的影响

以纳米93W-4.9Ni-2.1Fe 合金粉末为原料,研究放电等离子烧结温度对钨合金组织和动态力学性能的影响。结果表明,采用放电等离子烧结方法可制备出组织均匀的细晶钨合金。当烧结温度在950~1400 ℃时,随着烧结温度的增加,钨颗粒平均尺寸由2 μm增大到10 μm,试样动态抗压强度随之降低;动态压缩过程中,烧结温度在1000~1200 ℃的试样塑性均较好,而当烧结温度超过1300 ℃时,试样的塑性很低,表现为明显的脆性状态     

医用钛钼合金粉末冶金制备工艺参数研究

研究了球磨时间和烧结温度对钛钼合金力学性能和弹性模量的影响.结果表明:粉末冶金工艺制备的钛钼合金具有良好的力学性能、较低的弹性模量和均匀的微孔结构,与"硬组织置换"材料要求性能所匹配;2h球磨适合制备强度较高的钛钼合金,5 h球磨则可以制备塑性良好、性能全面的钛钼合金;1200℃是钛钼合金较为理想的烧结温度;5 h球磨1150℃烧结就可以得到完全合金化的纯β相钛钼合金.     

预合金粉末在金刚石工具中的应用

本文简要综述了超细预合金粉末的特性及其制备方法。重点介绍了超细预合金粉末在金刚石工具中的应用现状。指出在金刚石工具中使用超细预合金粉末具有烧结温度低、烧结温度范围广，对金刚石把持力高等优点。分析了超细预合金粉末在金刚石工具中的应用前景。     

SPS烧结温度对Ti-45Al-8Nb合金组织及力学性能影响研究

本文以雾化法制备的Ti-45Al-8Nb (at.%) 预合金粉末为原料,采用放电等离子烧结工艺技术(SPS)制备了Ti-45Al-8Nb合金,研究了不同烧结温度对合金显微组织及力学性能的影响规律。实验结果表明,在烧结温度范围内(1250℃、1275℃、1300℃),合金均为全片层组织,并具有高抗压强度和压缩率。随着烧结温度的提高,合金中γ相含量升高,α₂相含量下降。1250℃放电等离子烧结时,合金中并未出现B2相,随着烧结温度的升高,合金中的B2相主要由晶界析出,并呈增多的趋势。分析表明,主要是由于放电等离子烧结过程中使得粉末间产生局部高温形成液相,其后的快速凝固导致高温β相来不及转变而形成的B2相残留。合金总体表现出随着烧结温度的升高,合金的强度和塑性性能下降的趋势。SPS烧结温度为1250℃时,抗压强度和压缩率最佳,分别为2084.20MPa和33.10%。合金SPS烧结温度为1250℃和1275℃时,断裂模式主要为沿片层断裂和穿片层断裂混合方式。SPS烧结温度为1300℃时,断裂则主要以沿片层断裂为主。     

钴粉粒度对超细硬质合金性能的影响

目前在硬质合金领域,钴粉是硬质合金最佳的粘结剂,钴粉性能对合金性能有一定的影响,但研究钴粉性能对硬质合金性能及结构影响的论文较少。实验选取了从0.78～4.61μm不同粒度级别的钴粉,按YF06合金牌号配料,从压坯压力、压坯中钴粉分布以及合金的物理性能和金相组织结构等方面探讨了钴粉粒度对超细硬质合金性能及结构的影响。结果表明:随着钴粉粒度增粗,压坯的压制压力增大,但钴粉粒度对超细混合料压坯中的整体钴分布影响不明显;粒度1.0～1.5μm钴粉比其他粒度级别的钴粉制备的超细硬质合金的整体物理性能更佳;钴粉粒度对超细硬质合金的组织结构也有一定的影响,大于3μm的粗钴粉容易造成超细合金中出现钴池,钴粉太细有则可能造成钴相分布不均。     

一种放电等离子烧结法制备铁磁型阻尼合金的组织与性能

分别采用放电等离子烧结（SPS）及传统的感应熔炼+锻造+退火（VIMFA）的方法制备了成分为Fe-16Cr-2.5Mo （质量分数,%）的铁磁型阻尼合金。对比研究了SPS和VIMFA合金的组织与性能。结果表明,SPS合金具有较高的致密性。随着烧结温度的增加和保温时间的延长,Cr和Mo元素在α-Fe固溶体中的溶解度明显提高,组织均匀性得到显著改善。与VIMFA合金相比,SPS合金具有相对较低的饱和磁化强度和相对较高的矫顽力。但SPS合金仍然拥有优良的阻尼性能,且随着烧结温度的升高和保温时间的延长,其阻尼能力逐渐增加。SPS合金比VIMFA合金拥有明显提高的抗压缩强度,且随着烧结温度的升高呈现出逐渐增加的趋势。     

氢气辅助镁还原-烧结制备Zr-2.5Nb合金

传统的克劳尔方法制备锆铌合金存在工艺流程长、易被杂质元素污染等问题。本文提出一种利用氢气辅助镁还原-压制烧结直接制备锆铌合金的新工艺。以Zr-2.5Nb为目标合金,在氢气气氛下利用镁粉还原金属氧化物Zr O₂和Nb₂O₅的混合物,成功制备出氧质量分数低至0.038%的Zr-2.5Nb氢化合金粉末,之后对制备出的合金粉末进行冷等静压-烧结,制备Zr-2.5Nb合金。对制备出的合金粉末的元素含量、形貌及粒度进行了分析,探究了烧结温度对合金性能的影响。结果表明：合金粉末中Nb质量分数为2.29%,平均粒度为61.88μm。当烧结温度为1400℃时,合金产品致密度和硬度分别达到最大,分别为95.36%和250.3 HV,合金的压缩强度在1300℃时达到最高值1059 MPa。制备出的合金硬度和压缩性能均满足美国工业核级锆合金标准。