CuSn15和Fe对无压烧结金刚石工具胎体性能的影响

本文将Fe粉,Cu Sn15液相添加到自行制备的超细合金粉A中通过无压烧结制备金刚石工具的胎体试样块,研究了不同含量的Fe粉,Cu Sn15液相对胎体的相对密度、硬度及抗弯强度的影响。结果表明:在烧结温度为875℃、保温时间为60 min的无压烧结工艺下,添加不同含量的Cu Sn15液相及Fe粉对胎体的烧结力学性能有着重要的影响。含Cu液相的最佳添加量为7%(本文所有含量为质量分数,下同),Fe粉的最佳添加量为10%,此时,胎体的相对密度为98.46%,硬度(HRB)为101.5,抗弯强度为1 103.82 MPa。     

Sn含量对Cu基金刚石锯片胎体组织与硬度的影响

以Cu为基体,加入Co,Fe,Cr,Sn粉末,改变Sn含量,经过模压成形与热压,制备Cu基金刚石超薄切锯胎体材料,用显微硬度仪、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X线衍射(XRD)表征该胎体材料的显微硬度、组织和成分,研究Sn含量对胎体组织和硬度的影响。结果表明:采用烧结温度700℃、烧结压力8.2 MPa的工艺烧结出的胎体中,当Sn的质量分数为2%时,烧结Cu基锯片胎体平均硬度(HV0.1)最低为885.82 MPa;当Sn含量为12%时,烧结Cu基锯片胎体平均硬度最高为1 914.72 MPa。胎体中Sn含量从2%增加到6%,由于胎体中铜锡固溶体的含量增加,Cu基锯片胎体的平均硬度增加,胎体中Sn含量从8%增加到12%时,胎体中铜锡固溶体的含量减少,但是铜锡中间相含量增加,Cu基锯片胎体的平均硬度增加并达到最大值;胎体中Sn含量高于8%时,液态Sn会从胎体中流出,锯片与模具粘着严重,严重影响锯片成形率。     

热压烧结原位合成Coss/Co3Mo2Si复合材料

为优化过渡金属硅化物的中低温脆性, 以金属粉末为原料通过热压烧结制备了Co₃Mo₂Si增强、Co基固溶体(Co_ss)增韧Co_ss/Co₃Mo₂Si复合材料, 并对其微观组织结构及力学性能进行了研究。结果表明: Co_ss/Co₃Mo₂Si复合材料主要由Co₃Mo₂Si三元金属硅化物相和Co_ss相组成, 两相均匀分布; Co₃Mo₂Si三元金属硅化物相质量分数增加材料的硬度升高, 但抗弯强度降低, Co_ss相质量分数增加材料的相对密度和抗弯强度均升高; 抗弯强度的最大值可由单一Co₃Mo₂Si相的335.7MPa提高到Co_ss/Co₃Mo₂Si复相的756.2MPa。     

混粉工艺对Cu基金刚石锯片胎体组织与硬度的影响

以Cu为基体,加入Co,Fe,Cr,Sn粉末,采用不同的工艺进行混合,经模压成形与热压,制备Sn含量(质量分数)分别为4%和6%的2种超薄Cu基金刚石切锯片胎体材料,用显微硬度仪、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪等表征该胎体材料的显微硬度、组织和成分,研究混粉工艺对胎体组织和硬度的影响。结果表明:将采用所有原料粉末进行混合球磨的混粉工艺时,所得胎体材料含有更多的铜锡固溶体,胎体平均硬度(HV0.1)比未经球磨混粉的分别提高186.20 MPa(含4%Sn)和215.30 MPa(含6%Sn);与之相比,采用将Cu粉和Sn粉混合球磨后再加入其他粉末的混粉工艺制备的胎体,平均硬度略有提高;球磨后Sn粉附着在Cu粉上,更易形成铜锡固溶体,并且金属粉末大量变形,发生严重的加工硬化,从而影响冷压成形率;随胎体中Sn含量从4%增加到6%,铜锡固溶体增加,胎体的平均硬度(HV0.1)分别从709.91、884.25和896.11 MPa提高到883.18、986.22和1 098.48 MPa。     

不同粘结相WC基硬质合金微观结构与性能

以碳质量分数为理论含碳量的WC为硬质相，在1450℃下通过气压烧结制备WC-20Fe,WC-20Ni和WC-20Co硬质合金，通过X射线衍射、扫描电子显微镜、电子探针和力学性能测试研究了不同金属粘结相对烧结硬质合金微观结构和力学性能的影响。结果表明：WC-20Fe合金出现η脱碳相(Fe₃W₃C),W在粘结相Fe中的溶解度仅有1.915%(质量分数)，WC晶粒尺寸最小。WC-20Ni合金渗碳出现石墨相(C),W在粘结相Ni中的溶解度达到10.753%(质量分数)，WC晶粒尺寸最大，合金硬度最小。WC-20Co合金为正常两相区组织(WC+γ)，具有最高抗弯强度2720 MPa和最大硬度934.41 kg·mm^-2。所有合金断裂模式均为脆性断裂和沿晶断裂，WC-20Co合金断口出现明显的粘结相撕裂。     

Fe-Cu-Sn烧结体的显微组织与力学性能

分别采用水雾化Fe-30%Cu合金粉末和单质Sn、Fe、Cu元素粉末为原料制备Fe-Cu-Sn合金,研究原料粉末和Sn含量(质量分数)对Fe-Cu-Sn烧结体致密度、冲击韧性、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:与采用元素混合粉末相比,采用合金化程度较高的Fe-30%Cu(质量分数,下同)合金粉末为原料能大幅提高850℃烧结的Fe-Cu-5%Sn合金的致密度和力学性能,其致密度由82.8%提高到94.3%,硬度、冲击韧性和抗弯强度分别提高52%、84%和109%;当Sn的质量分数w(Sn)为3%～15%时,随着Sn质量分数增加,合金的硬度增大,冲击韧性和抗弯强度先增加后减小,其中w(Sn)为5%时,其抗弯强度和冲击韧性都较高,分别为977 MPa和11.6 J/cm2。当烧结体为双重结构组织时,其力学性能显著提高。     

快速凝固Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金的显微组织和析出过程

利用X射线衍射、DSC、透射电镜和能谱分析研究了快速凝固Al 4Cu Mg 3Fe 4Ni (质量分数 )合金急冷态和退火态的显微组织 ,同时测定了该合金的显微硬度。结果表明 :快凝合金急冷态组织为过饱和α Al基固溶体和Al3 Ni相 ;当快凝合金经 4 0 0℃× 1h处理后 ,有少量S相 (CuMgAl2 )析出 ;快凝合金经 4 0 0℃× 9h处理后 ,出现了FeNiAl9弥散相 ;在合金组织中未见Al Cu Fe和Al Cu Ni相。随时效时间的增加 ,快凝合金的显微硬度不断增加 ,达到峰值后硬度缓慢下降 ,之后随FeNiAl9析出硬度又重新增加。     

添加W/Cr和WC/Cr3C2对铁基金刚石锯片性能的影响

以Fe-30%Cu(质量分数)合金粉末、单质Sn粉和Cu粉的混合粉末为基体,分别用W/Cr/Ni混合粉末和WC/Cr3C2/Ni混合粉末作为添加剂,制备金刚石锯片胎体材料,并利用加压烧结方法制备金刚石锯片。分析胎体材料的致密度、组织结构和力学性能以及金刚石锯片的切割性能。结果表明:胎体中添加Ni-W/Cr或Ni-WC/Cr3C2后,硬度、冲击韧性和抗弯强度最大增幅分别达到19.2%、11.7%和6.9%,致密度由96.50%降至93.1%～94.8%;胎体材料中添加2.44%W和2.44%Cr(体积分数)的金刚石锯片具有最优的干切性能,磨耗比和切割速率分别达到105.3 m/mm和1.66 m/min;添加4.36%WC和0.67%Cr3C2(体积分数)的金刚石锯片具有最优的湿切性能,磨耗比和切割速度分别达到109.6 m/mm和2.17 m/min。     

机械合金化与放电等离子烧结制备WC颗粒增强Fe基合金的组织与力学性能

将Fe粉、Cu粉、Ni粉、Mo粉、C粉和WC粉混合,球磨40h后进行放电等离子烧结,制备WC颗粒增强Fe基合金,研究WC颗粒对球磨后粉末的形貌、相组成,以及WC颗粒含量(质量分数)对烧结合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:WC颗粒在球磨过程中起加强研磨的作用,经过40 h球磨后,Cu、Ni、Mo和C等合金元素完全固溶于Fe基体中。WC颗粒的添加有助于得到组织均匀、细小的Fe基合金,合金的微观组织以粒状珠光体为主,含有一定量的残余奥氏体、渗碳体/碳化物及WC颗粒;不含WC颗粒的合金和含10%WC颗粒的合金密度分别为7.79 g/cm3和8.09 g/cm3,均接近全致密。添加10%WC颗粒的合金具有较好的综合力学性能,硬度和抗弯强度分别达到54 HRC和2 780 MPa,比不含WC颗粒的合金硬度和抗弯强度分别提高6 HRC和488 MPa。但过多的WC颗粒反而使合金的抗弯强度下降。     

热压原位合成（Cu-Mo）／Mo5Si3复合材料

为改善Mo5Si3的室温脆性,以Mo、Cu、Si粉体为原料,通过热压反应烧结原位合成制备了(Cu-Mo)/Mo5Si3复合材料。其微观组织由Mo5Si3和少量Mo形成的相和Cu基固溶体相两相组成,且各相分布均匀、组织致密。随着Cu含量(质量分数)的增加,Mo5Si3的体积分数减少,材料的硬度下降,而相对密度、抗弯强度和断裂韧度提高。Cu和Mo的协同增韧,加之Mo5Si3的高强度和高硬度使(Cu-Mo)/Mo5Si3复合材料具有良好的强韧性配合。     

陶瓷颗粒增强扩散合金化钢复合材料的微观结构和力学性能

采用传统粉末冶金工艺制备了陶瓷颗粒增强Fe?0.5Mo?1.75Ni?1.5Cu?0.7C扩散合金化钢复合材料,选用的陶瓷颗粒为SiC、TiC和TiB₂。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了烧结材料微观结构,并对烧结材料的硬度、强度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,由于SiC和TiB₂与基体的化学相容性好,陶瓷颗粒与基体界面结合良好;由于TiC颗粒具有极高的化学稳定性,TiC颗粒与基体界面结合情况不理想。随着陶瓷相含量（质量分数）的增加,添加SiC和TiC的烧结试样相对密度降低;添加TiB₂的烧结试样相对密度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷含量增加,添加SiC和TiB₂烧结试样的硬度增大,当陶瓷相质量分数超过1.2%时,硬度增加缓慢;添加TiC烧结试样的硬度先增加后降低,当添加TiC质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷相含量增加,添加SiC和TiC烧结试样的强度降低,少量添加SiC对强度没有明显损害;添加TiB₂烧结试样的强度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.6%时达到最大值（971.7MPa）,比基体提高了14.1%以上。添加陶瓷相对烧结钢性能的积极影响依次是TiB₂、SiC和TiC。     

Interfacial IMC Layer and Tensile Properties of Ni-Reinforced Cu/Sn–0.7Cu–0.05Ni/Cu Solder Joint: Effect of Aging Temperature

Thermal aging behavior on the intermetallic compounds (IMCs) layer and mechanical properties of Cu/Sn–0.7Cu/Cu and Cu/Sn–0.7Cu–0.05Ni/Cu joints has been investigated from aging temperature of 60–180 °C for 100 h. Layer thickness increases as aging temperature rose for both the joints. Mechanical properties deteriorates with increase in aging temperature. After aging at 180 °C, any signs of ductile fracture surface with a large amount of dimples are absent. Instead, an intergranular fracture surface is obtained for both the joints, indicating that the process transformes from ductile to brittle behavior. However, brittle Cu₃Sn layer is observed between Cu₆Sn₅ layer and Cu substrate for Cu/Sn–0.7Cu/Cu joint after aging at 60 °C, while (Cu, Ni)₃Sn IMC layer is detected until aged at 140 °C for Cu/Sn–0.7Cu–0.05Ni/Cu. Compared with Cu/Sn–0.7Cu/Cu joint, the interfacial morphology directly changes from scallop-shaped into layer-shaped structure with lower Gibbs free energy, and the layer thickness is obviously suppressed after addition of Ni particle. Excellent mechanical properties, including UTS, elongation, and hardness, are obtained for Cu/Sn–0.7Cu–0.05Ni/Cu because of the slight increase in layer thickness and dense layer-shaped interfacial morphology. Thermal aging reliability is enhanced for the Cu/Sn–0.7Cu–0.05Ni/Cu solder joint after doping with 0.05 wt% Ni particle.     

粉末烧结Cu-C-SnO2多孔材料摩擦磨损特性研究

铜-石墨复合材料是一种优良的导电耐磨材料,但铜与石墨润湿性很差,导致材料的耐磨性能不足。本文通过向原料中加入与石墨亲和性良好的SnO₂,利用粉末冶金的方法制得Cu-C-SnO₂多孔材料,研究了烧结温度及成分配比对烧结体孔隙率、物理特性及摩擦磨损性能的影响。结果表明：烧结体的孔隙率随烧结温度升高而降低,随石墨/SnO₂质量比增大而增大,随非金属/Cu质量比增大而减小;烧结体的密度、硬度、渗油率等与孔隙率密切相关,随孔隙率升高,密度和硬度呈降低趋势,渗油率呈上升趋势;但试样硬度受Cu₂O产生和Cu颗粒再结晶的影响而变化复杂,在烧结温度830℃附近出现突变。干摩擦条件下,试样摩擦磨损特性受材料硬度和石墨相自润滑作用等多重因素影响而变化复杂,随试样硬度和石墨含量的升高而降低;渗油后试样的摩擦磨损特性则主要受油膜润滑控制,与干摩擦相比,相对摩擦因数和磨损率均显著减小,试样磨损率随渗油率的增大而减小,但在石墨/SnO₂质量比0.155附近存在突变。     

WC对金刚石钻头镍基钎料胎体性能的影响

在Ni-Cr-B-Si基钎料中添加WC,添加量(质量分数)不超过30％.对胎体材料的硬度、抗弯强度和耐磨性进行测定,用扫描电镜观察胎体的表面形貌,并对不同区域进行能谱分析.结果表明,随w(WC)增加,胎体材料的硬度和耐磨性先增大后减小,在w(WC)为20％时,硬度达到最大值(123.8HRB),耐磨性最好,磨损量为0....     

Cu-9.5Ni-2.3Sn-0.25Si合金铸态组织与时效性能的研究(续)

图4为Cu-9．5Ni-2．3Sn-0．25Si合金经400~C×4h时效后微观组织与扫描电镜照片。由图4（a）中可以看出：合金经70％的冷变形时效后,合金晶粒组织明显破碎,并有大量的第二相小颗粒析出,而且分布均匀。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钒铁中18种元素

用盐酸、硝酸消解样品,以电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）同时测定50钒铁和80钒铁中微量杂质元素Ti、W、Si、Mo、Co、Cr、Ni、Cu、Pb、Cd、As、Sn、P、Mn、Ca、Mg、Zn以及80钒铁中的基体元素Fe。考察了样品基体V、Fe以及共存元素之间的干扰影响,优选了元素分析谱线、背景校正位置和仪器工作参数。采用基体匹配和同步背景校正相结合的方式消除钒铁基体对试液雾化传输、ICP平衡与激发和元素测定的各种干扰影响因素。用本法测定80钒铁中上述元素的结果表明:方法检出限为5～55 μg/L,背景等效浓度为5～95μg/L,回收率在94.0 %～106.0 %之间,元素含量大于1.0 %时RSD<0.86 %,元素含量大于0.001 %而小于0.10 %时RSD<7.2 %,元素含量大于 0.10 %而小于1.0 %时RSD<1.4 %。方法用于测定标准样品,其测定值与认定值一致。     

WC质量分数对Ti(C0.7N0.3)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金低压烧结方法制备Ti(C_0.7N_0.3)基金属陶瓷, 结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察、能谱(energy dispersive spectrum, EDS)分析、力学及磁学性能测试, 研究了WC质量分数从0增大到20%的过程中, Ti(C_0.7N_0.3)基金属陶瓷的显微组织、力学性能及磁学性能变化。结果表明, 经1420℃低压烧结1 h后, Ti(C_0.7N_0.3)基金属陶瓷显微组织有明显的芯/壳结构, 且随着WC质量分数增大, 黑色硬质相数量及体积减小, 环形相和黏结相体积增大。WC质量分数从0增大到20%的过程中, 硬度先增大后减小, 抗弯强度先增大后趋于稳定, 饱和磁化强度逐渐减小, 矫顽磁力逐渐增大。WC质量分数为15%时, 力学性能最佳, 其中HRA 91.6, 抗弯强度2160 MPa。