冷压烧结法制备Cu-15%Cr_2AlC复合材料工艺研究

以自制的高纯Cr2Al C陶瓷粉体和工业纯铜为原料,采用冷压真空烧结技术制备了Cu-15%Cr2Al C(体积分数)复合材料。通过正交优化试验探讨了压制压力、烧结时间及烧结温度对复合材料相对密度、显微硬度的影响,并对复合材料组织进行扫面电镜分析。结果表明:压制压力对复合材料性能的影响大于烧结时间和烧结温度;随着压制压力的增加,复合材料的相对密度和显微硬度逐渐升高;Cr2Al C颗粒弥散分布于Cu基体中;压制压力为500发MPa,烧结时间为1 h,烧结温度为1 000℃,密度为6.91 g/cm3,相对密度达到97.26%,显微硬度为158.93 HV,压溃强度为280 MPa。     

铝基复合焊丝制备工艺研究

采用设定粒度范围的铝硅合金粉末与氟铝酸钾钎剂粉末混合后压坯、烧结、加热挤压成丝的工艺,制备了铝基复合焊丝。研究了压制压力、烧结、加热挤压对粉坯密度及丝材的影响。研究结果表明:从0~50MPa范围内粉坯的密度随冷等静压压力的升高,从初始零压的1.06g/cm~3急剧升高到1.97g/cm~3;加压到50MPa以上,粉坯的密度增加变缓慢。在研究的温度范围,加压烧结可使粉坯达到理论密度的93%以上;加热挤压粉坯可得到密度达到理论密度的97%的铝基复合焊丝,具有实用价值。     

粉末冶金工艺对纯铁软磁材料性能的影响

利用粉末冶金技术制备纯铁软磁材料,在不同温度和压力下将不同粒径铁粉压制成生坯,并在保护气氛下进行烧结。结果表明:不同粒径铁粉混合有助于压坯密度的增加,适宜的压制温度可以有效地促进粉末流动,避免大尺寸孔洞的形成,优化组织。140℃、800 MPa温压条件下雾化铁粉压坯密度最高可达7.35 g·cm-3。对比常温压制,温压压坯烧结后孔洞分布均匀。烧结体密度随温度的升高而上升,雾化铁粉压坯在1250℃烧结后密度最高可达7.47 g·cm-3。在一定范围内,软磁材料磁性能与密度成正比,混粉压制试样的密度接近理论值,但在混合铁粉中,较细的铁粉夹杂于粗粉中,阻碍磁畴壁移动,造成饱和磁化强度（M_s）偏小、矫顽力（H_c）偏大的现象,M_s为205.51 emu·g-1,Hc为7.9780 Oe。     

高强度氧化钪陶瓷的制备技术研究

采用纯度4N以上(纯度99.99%)的Sc_2O_3为原料,分别通过真空烧结、热压烧结、热压预烧结和热等静压烧结相结合的方法制备了Sc_2O_3陶瓷。分别采用阿基米德法、扫描电镜(SEM)和万能试验机等对上述3种方法制备的Sc_2O_3陶瓷的密度、抗压强度和微观形貌进行分析。研究结果表明:通过真空烧结制备的Sc_2O_3陶瓷密度高达3.80 g·cm-3,抗压强度为460 MPa;利用热压烧结制备的Sc_2O_3陶瓷密度为3.72 g·cm-3,抗压强度为1100 MPa;通过热压预烧结和热等静压烧结相结合制备的Sc_2O_3陶瓷密度为3.84 g·cm-3,抗压强度高达1900MPa。在提高Sc_2O_3陶瓷密度的前提下,减小烧结体的晶粒可以显著提高其抗压强度。因此,采用热压预烧结和热等静压烧结相结合制备的Sc_2O_3陶瓷可以满足特殊使用的要求。     

粉末冶金钛合金SP-700的制备

以Ti、Fe、Mo元素粉及60A140V中间合金粉为原料,通过混料、模压和真空烧结,制备粉末冶金SP-700钛合金,系统研究粉末原料、压制压力及烧结温度等工艺参数对合金相对密度、组织和性能的影响。结果表明,随着压制压力增加,SP-700压坯与烧结体的相对密度均提高;用平均粒度低、氧含量高的Ti粉为原料制备的压坯密度低,而烧结体密度高;烧结温度升高使烧结体密度略微增大。SP-700烧结体组织为晶界和晶内旺层片分布在β基体上;烧结体的性能受粉末原料及烧结温度的强烈影响。与Ti-6Al-4V合金相比,SP-700具有更加细小的组织和更优异的性能。制备SP-700烧结体的最佳工艺以及制品的性能参数为：采用低氧钛粉（0．15％O,平均粒度为73．6μm）,在500MPa压力下压制成形、在1260℃真空烧结5h;相对密度达96．3％,抗拉强度为1008MPa,屈服强度为931MPa,伸长率达4.3％。     

添加Cu粉对GCr15磨屑粉体性能的影响

分析了GCrl5轴承钢粉体的压制规律,探索了添加Cu对压坯密度、弹性后效、烧结密度和力学性能的影响及压制压力和烧结温度对材料密度、硬度的影响。结果表明:GCr15轴承钢粉体符合黄培云压制方程,在小于1 300MPa的压力下,压坯密度随压力的增大而增加;在低于1 300℃烧结温度下,烧结坯的密度随烧结温度的升高而增加;添加Cu可以提高压坯密度和烧结密度,但对弹性后效影响不大;压制压力为1 200MPa时,不含Cu的GCr15轴承钢磨屑粉压坯密度为6.60g/cm~3,弹性后效为1.73%,H_2气氛中1 150℃烧结2h后密度为6.91g/cm~3;添加5%Cu(质量分数)粉的压坯在H_2气氛中1 300℃烧结2 h后密度达7.23g/cm~3,硬度为36.3 HRC。     

冷等静压-烧结法制备ITO磁控溅射靶材的工艺研究

采用冷等静压-烧结法制备了ITO磁控溅射靶材。该工艺用化学沉淀法制备ITO复合粉末,通过冷等静压(CIP)进行粉末压制,压坯的相对密度约为60%,将此压坯在1600℃下烧结6h,可得到相对密度>90%的ITO靶材。同时还通过实验考察了粉末粒度、烧结温度、烧结时间对靶材密度的影响,并对ITO靶材的烧结过程和烧结气氛进行了讨论。     

冷压烧结法制备碳纤维增强铜基复合材料的研究

以碳纤维和Cu粉为原材料,采用冷压烧结法制备了碳纤维增强铜基复合材料,研究了压制压力、烧结温度和烧结时间对复合材料性能的影响。结果表明:随着压力的增加,冷成形压坯的密度和压溃强度均先快速提高,而后缓慢增长,较合理的压制压力为238~286 MPa;碳纤维增强铜基复合材料的密度和强度都随着烧结温度的增大而快速提高,但在800℃以上,密度基本不变,强度开始下降;提高烧结温度可提高复合材料的抗摩擦性能,当烧结温度超过750℃时,摩擦性能基本保持不变;碳纤维增强铜基复合材料的密度、强度和抗摩擦性能都随着烧结时间的延长而提高,但是提高速度越来越慢,当烧结时间超过40 min后,这些性能基本不再随时间变化。     

氢化钛粉烧结Ti-6Al-4V性能研究

研究了以氢化钛粉与铝钒合金粉为原料,在冷等静压机压制成型后分别采用真空烧结和气氛烧结制备Ti-6Al-4V合金,并对制备的Ti-6Al-4V合金进行相对密度、微观组织及力学性能进行分析。结果表明:在真空条件或气氛条件下烧结制备Ti-6Al-4V合金的相对密度均大于98%,力学性能满足ASTM B348要求;与真空烧结相比,气氛烧结制备的Ti-6Al-4V合金晶粒尺寸较小,力学性能在真空烧结的基础上提高了8%~10%。     

Al-50Si合金电子封装材料的热压法制备及性能表征

本文采用热压法制备了一种性能优良的Al-50Si合金电子封装材料。通过比较不同烧结工艺下烧结体的密度,获得了制备该合金的最佳烧结工艺:低温(460℃)压制压力100MPa、烧结温度800℃、烧结时间2h,热等静压工艺参数:温度540℃、压力200MPa,保温保压4h。对在最佳烧结工艺条件下,经过热等静压处理后的材料进行了性能表征,具体性能:相对密度达到99%,抗弯强度223MPa,硬度153HB,热膨胀系数在0～200℃达到9.3×10-6/K,热导率达到142W/(m.K)。     

制备工艺对碳化硼陶瓷性能的影响

以活性炭和碳化硅为烧结助剂,采用真空热压工艺,制备了碳化硼陶瓷材料.研究了真空热压工艺、烧结助剂对碳化硼陶瓷性能及断口的影响,结果表明,以活性炭和碳化硅为烧结助剂的碳化硼陶瓷随热压压力增加,开口孔隙度减小,相对密度和抗弯强度增加.添加活性炭的碳化硼陶瓷在热压压力为35MPa下,开口孔隙度有最小值(1.7%),相对密度(91.7%)和抗弯强度(277.6MPa)达最大值;以碳化硅为烧结助剂的碳化硼陶瓷在热压压力为30MPa下,开口孔隙度有最小值(0.66%),相对密度(91.9%)和抗弯强度(173.6MPa)达最大值.添加活性炭的碳化硼陶瓷随保温时间由30min增加到90min,开口孔隙度逐渐减小而相对密度逐渐增加(90min时分别达到0.19%、99.6%),抗弯强度先增加后减小,在保温时间为60min时抗弯强度达到最大值(351.7MPa).在相同的真空热压工艺下,添加活性炭的碳化硼陶瓷与添加碳化硅的碳化硼陶瓷相比,其开口孔隙度低,抗弯强度高.初步探讨了真空热压工艺以及添加剂促进碳化硼陶瓷烧结的机理.     

液相反应烧结制备Al–Si合金半固态坯料

通过Al、Si元素粉末的液相反应烧结制备了用于半固态成形的Al–6%Si（质量分数）合金坯料。研究结果表明,Al–6%Si混合粉末具有较好的冷压成形性能,经500 MPa冷压之后,其相对密度可达到97.6%。混合粉末的冷压压制特性可用黄培云压制方程进行描述。Al、Si元素粉末可以在585 ℃下发生反应生成液相,液相围绕等轴状的固相Al晶粒形成半固态组织。Al晶粒尺寸和液相含量随着反应时间的增加而增加。Al–6%Si元素粉末的反应烧结是一个液相持续存在的反应烧结系统,可以通过控制反应时间来控制半固态坯料的微观组织。     

Refractory and ceramic materials

The paper examines the consolidation of 95 mole% ZrO₂-2 mole% CeO₂-3 mole% Y₂O₃ nanocrystalline powder in cold uniaxial double-action pressing, cold isostatic pressing (60 and 120 MPa), and sintering. Five starting powders are produced by processing a suspension after hydrothermal decomposition in different conditions. It is established that a homogeneous microstructure forms only in a material from the powder subjected to two homogenizing grindings. After cold uniaxial pressing and cold isostatic pressing, the sintered samples reach a relative density of 0.96 to 0.94. The bending strength is 600 to 660 MPa. The efficient consolidation of ceramics requires comprehensive processing of starting nanocrystalline powders to modify their morphology. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Vol. 46, No. 7–8 (456), pp. 45–58, 2007.     

Formation and Sintering Behavior of Nanocrystalline Fe-Ni Powder by Mechanical Alloying

Thepotentialapplicationofnanostructuredma terialsusedasnovelstructuralorfunctionalengi neeringmaterialslargelydependsontheconsolida tionofpowdersbywhichthebulknanostructuredsolidsaremade .Theretentionofthemetastablemi crostructureintheconsolidationprocessismandato ryforpreservingthesuperiormechanical,electricalorcatalyticpropertiesofthematerial.Severalau thorsshowedthatthepressure assistedsinteringisadequateforbothreachingfulldensityandprevent inggraingrowth ,besidesthenanostructuredmateri als…     

冷等静压法制备Mo-30Cu合金的组织与轧制性能

采用冷等静压法(cool isostatic pressing,CIP)制得大尺寸钼骨架,对骨架进行渗铜制备Mo-30Cu合金,并在350℃进行温轧,研究CIP压力及熔渗温度和熔渗时间对合金致密度的影响以及合金的轧制性能。结果表明:采用冷等静压法在120~180 MPa压力下可制备孔隙分布均匀,无分层等缺陷的钼骨架,熔渗后坯料的线收缩率随CIP压力增加而逐渐降低,最佳CIP压力为160 MPa;在一定范围内升高熔渗温度与延长保温时间均有助于提高合金致密度;冷等静压–溶渗法制备的高致密Mo-30Cu合金具有较好的温轧性能,有效提高了大尺寸试样的加工性能。CIP压力为160 MPa压制的骨架在1 350℃渗铜6 h后相对密度达到99%以上,合金的温轧变形量可达到65%。     

Mechanical properties of fully densified injection-molded carbonyl iron powder

The mechanical properties of carbonyl iron powder shaped by injection molding techniques are affected by the grain size, sintered density, and carbon content. Control of the carbon level depends on several factors, including the binder composition, debinding approach, and sintering conditions (atmosphere, temperature, time, and furnace design). Sintered compacts were densified by containerless hot isostatic pressing, giving smaller grain sizes and superior properties than were possible by pressureless sintering at a high temperature. A quick hot isostatic pressing route (gas forging) with a peak pressure higher than 500 MPa for 1 minute helps retain carbon and results in excellent properties due to a high final density and small grain size. This approach resulted in a final strength of 732 MPa with extensive ductility (23 pct reduction of area) for injection-molded carbonyl iron.     

气固反应原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料

以氢化脱氢钛粉为原料, 经冷等静压成型, 在一定温度下通过CH4和钛粉颗粒间的气固反应在钛粉表面原位生成均匀的TiC颗粒, 采用真空烧结技术制备得到氧含量(体积分数)低于0.2%的TiC颗粒增强钛基复合材料。研究表明, TiC颗粒体积分数比可通过气固反应温度和时间控制, 可获得较高体积分数(> 30%)的TiC颗粒增强钛基复合材料。TiC首先在钛粉颗粒表面形成, 烧结过程中, 钛粉颗粒明显阻碍TiC晶粒长大, 细化TiC晶粒; 同时, 过多的TiC颗粒也阻碍烧结过程中钛的自扩散, 降低烧结相对密度。钛粉压坯在700℃、CH4气氛下发生气固反应(30 min), 再经1300℃烧结后获得的相对密度为98.6%的烧结试样, 试样的综合力学性能较好, 抗拉强度为606 MPa, 延伸率达14.4%, 硬度为HV 442。值得注意的是, 较短时间的气固反应不能够保证压坯内外整体实现原位生成均匀TiC颗粒, 导致烧结试样内外组织的不均性。     

The powdered calcium hydride TiNi intermetallic compound

A complex investigation of physicochemical properties and structural components of the calcium hydride TiNi intermetallic compound is performed. Peculiarities of the influence of various consolidation types (hot isostatic pressing and hydrostatic pressing with subsequent sintering in vacuum) on the chemical and phase compositions of compacts from studied powders are investigated by optical and scanning electron microscopy, X-ray structural analysis, and analysis of gas-forming elements. It is established that vacuum sintering makes it possible to decrease contents of oxygen, nitrogen, and especially hydrogen.     

热等静压原位合成SiC–TiC复相陶瓷的微观组织与性能研究

采用纳米级β-SiC粉末、Si粉末、C粉末以及微米级TiH_2粉末为原料,利用热等静压原位合成工艺制备了SiC–TiC复相陶瓷,研究了不同原位合成反应和烧结工艺对复相陶瓷微观组织及力学性能的影响。结果表明:以SiC、TiH_2、C粉末为原料的原位合成反应,无明显副反应发生,更有益于制备成分符合预期、致密度良好且性能优秀的SiC–TiC复相陶瓷。在1600℃,120 MPa,4 h等静压烧结工艺下原位合成得到的体积分数为SiC–32%TiC复相陶瓷具有最好的致密度、硬度、三点弯曲强度以及良好的断裂韧性,分别达到98.7%、21.2 GPa、428 MPa和5.5 MPa·m1/2。提高热等静压压力有助于提高材料的烧结扩散活性,从而提高材料的致密度,有益于力学性能的提升。     

一种新型难熔金属异型件的制备技术及其应用

主要介绍了粉末高能喷涂成形技术及其在耐高温材质构件上的应用研究。采用真空热压和高压热等静压提高构件的致密度。结果表明:等离子喷涂成形纯钨喉衬的相对密度为85.6%;经真空热压处理后,喉衬相对密度提高到91.7%;经高压热等静压处理后,喉衬相对密度增大至96.7%。由此可见,高压热等静压可大大提高喷涂成形件的致密度。高能喷涂成形技术可制备出形状复杂的耐高温材质构件,如钨/钼复合喷管、钨坩埚?钨发热体、破甲弹药形罩等异形构件和二硅化钼回转体等。