粉末冶金法制备铝合金块体材料的研究

用粉末冶金法制备了Al-Si合金块体材料，研究了粉坯压制力、烧结过程及冷锻工艺对块体材料相对密度的影响规律。研究表明：压制力的提高引起粉坯密度的提高，烧结过程难以使烧结坯致密化，而冷锻能够大幅度提高块体材料的密度，其相对密度达到97．5％。     

基于电磁压制的Ag-Cu-Ge钎料合金成形工艺

针对Ag-Cu-Ge系钎料难以加工成薄片的难题,利用电磁粉末压制结合液相烧结的成形工艺制备了钎料薄片,探究了不同压制电压及烧结温度对钎料薄片致密度和组织结构的影响,选用优化工艺下的钎料薄片对铜板进行焊接实验。实验结果表明:压坯致密度随着压制电压的提高而显著提升,当压制电压为2800 V时,压坯致密度达到最大值88.62%,而电压升高到3000 V时,锗粉颗粒内部开始产生裂纹甚至破裂;250℃烧结温度下烧结体出现了弹性后效现象,当烧结温度升高到400℃时,烧结体致密度增长率达到最大值2.63%,若温度继续升高,烧结体晶粒则出现粗化现象;最终当焊接温度为600℃时,焊缝组织均匀,与母材形成了较好的冶金结合,表现出良好的焊接性能,说明了该成形工艺用于制备钎料薄片的可行性。     

Ag40Cu23Zn31In4Ni2银基钎料新加工工艺及其组织性能研究

采用电磁压制和粉末冶金技术相结合的方法制备了Ag40Cu23Zn31In4Ni2银基钎料箔片,分析了电磁压制中电压参数对压坯致密度的影响以及烧结工艺参数对烧结坯密度和显微组织的影响,并对该钎料的铺展润湿性进行了讨论。结果表明:随着放电电压的增加,Ag40Cu23Zn31In4Ni2银基钎料的压坯致密度呈上升逐渐变缓,最后下降的趋势,在1300 V获得最高致密度81.85%;当烧结时间一定时,在一定的烧结温度范围内,随着温度升高,烧结坯致密度提高;而烧结温度一定时,随着烧结时间增长,烧结坯致密度降低。润湿铺展性试验中发现:1300 V电压下压制的压坯在650℃温度下烧结0.5 h后获得的钎料箔片,其铺展面积可达到298.5 mm~2,具有良好的润湿性,能满足Ag40Cu23Zn31In4Ni2银基钎料的使用要求。该结果可为电磁压制制备无镉中温银基钎料新技术的工程应用提供理论和数据支持。     

Ag-Cu钎料粉末压制致密化行为

采用离散元软件EDEM,基于Hysteretic Spring接触模型,对BAg72Cu28和BAg47Cu53钎料压制成形过程进行模拟,并对BAg47Cu53钎料进行低速压制实验。分析了钎料压制的成形机理、速度场特性及压制速度、摩擦系数对压坯致密度的影响。结果表明:压制初期上部粉末速度最大,压制中后期中部粉末速度最大,压坯致密度分布特性与中后期速度场特性一致;压制相同致密度的压坯,高速压制比低速压制的致密度均匀性更高;颗粒间摩擦系数越低,压坯致密度均匀性越高,相同压制力下摩擦系数越低,压坯致密度越高;除松装状态下,BAg47Cu53钎料低速压制的压坯致密度的模拟值与实验值误差小于6%,Hysteretic Spring接触模型进行钎料压制模拟具有较高的模拟精度。     

高能球磨对3%C-Cu粉末压制特性的影响

针对石墨／铜基复合材料存在烧结膨胀的特点，提出用粉末压制、真空热压烧结和热挤压相结合的致密化工艺。为给后续的烧结提供相对密度较高、质量好的冷压坯，采用刚性模常温单向压制方法研究高能球磨3％C—Cu（质量分数）粉末的压制压力与相对密度的关系，用黄培云压制理论考察球磨粉末的压制特性。用扫描电镜和场发射扫描电镜分别研究高能球磨粉末的微观组织和微区成分。结果表明，压制压力相同时，粉末压坯相对密度随高能球磨时间的延长而逐渐减小。高能球磨时间相同时，粉末压坯相对密度随压制压力的增加而增大。随着高能球磨时间的延长，粉末体越来越难压制。压制压力和保压时间分别为700MPa和30s时，所得粉末压坯的质量较好。     

装粉方式对钛粉压制成形影响的数值模拟

用MSC.Marc软件模拟了3种不同装粉方式下钛粉压制成形过程中粉末的流动情况及压坯的密度分布规律.结果表明:粉末装粉方式对粉末压制过程及压坯密度有较大的影响,与平式装粉方式相比,采用凸式装粉,试样的烧结坯密度提高了6%,孔隙分布的均匀性也得到相应的改善.     

高致密度Fe-Cr合金的粉末冶金制备工艺研究

以单质Fe粉和Cr粉为原料,采用粉末冶金法制备了Fe-25Cr合金。研究了压制压力、烧结温度和烧结时间对合金致密度和显微组织的影响。结果表明,烧结坯体的最终密度在所研究的范围内与压制压力、烧结温度、烧结时间成正比,但当烧结温度为1 300℃,烧结坯体的晶粒明显发生长大。粉末冶金法制备高致密度Fe-25Cr合金的最佳工艺参数为:压制压力800 MPa,烧结温度1 280℃,烧结时间60 min,所得到烧结坯体的相对密度为95.23%,实际密度为7.313 5 g/cm3。     

不同粒径Ti粉的高速压制行为和烧结性能

以平均粒径为150,75,48和38μm的4种Ti粉为原料(依次定义为A,B,C和D粉末),采用高速压制技术进行成形,考察粉末粒径对压坯密度、最大压制力和脱模力的影响,进一步研究粉末的高速压制特性和压坯的烧结性能.结果表明,高速压制的压坯密度与粉末粒径和松装密度有关.冲击能量较小时,压坯密度主要取决于松装密度,而冲击能量较高时,则主要取决于粉末粒径.在冲击能量≤761 J下成形时,具有最大松装密度的B粉末所获得的压坯密度最高;进一步增大冲击能量,平均粒径最大的A粉末所获得的压坯密度最高.粉末粒径对压坯密度和最大压制力具有相似的影响,并且4种粉末的最大压制力和压坯密度之间的关系均符合黄培云压制方程;但粉末粒径对脱模力无明显影响.试样的烧结密度随粒径的细化而增加,同时伴随着不同程度的晶粒长大.4种压坯经1250℃真空烧结后,最终均获得了近全致密的试样.     

粉末冶金工艺对4A11铝合金致密度的影响

采用粉末冶金法制备4A11铝合金,分析了压制力、烧结工艺以及挤压工艺对铝合金致密度的影响.研究表明:在一定压力范围内,铝合金的致密度随着压制力的增加而增加,当压制力到达一定值后,致密度趋于稳定.常规烧结过程不能使铝合金致密化,反而会使材料致密度有所下降.挤压使材料发生塑性变形,填补了材料中的孔洞,同时金属的流动划破了颗粒表面的氧化层,促进物质的扩散迁移,能够大幅度提高铝合金的致密度,其致密度最高达到97.8％.     

烧结时间对自钎剂钎料显微组织和力学性能的影响

采用热压烧结法制备了Al88Si自钎剂钎料环,研究了不同烧结时间条件下自钎剂钎料的显微组织和3003铝合金钎焊接头显微组织及力学性能.结果表明,钎料显微组织为AlSi基体、块状初晶硅相和颗粒状KAlF₄;随着烧结时间的增长,钎料中钎剂活性降低.3003铝合金钎焊接头钎缝组织由αAl固溶体和针状共晶硅相组成;随着烧结时间的增长,钎料的流铺性能越来越差,钎焊接头中裂纹、固体夹杂、未钎满、孔穴等缺陷逐渐增多,钎焊接头强度降低.