粉末挤压流变学研究（一）

详细分析了螺杆挤压过程中粉末／粘结剂混和料的相转变过程,即在挤压过程中实现喂料由固体变为熔体的熔融过程。采用实验观察总结基础上优化出的简化几何模型,建立了一种称为拖曳迁移过程的熔融机理。通过中喂料由固相到熔体的相转变过程的机理分析,推导出有具代表性的单直挤压机内喂料挤压输运的流变学基本方程－－固体档分布函数Ｘ（Ｚ）的数学表达式。本文采用的简化几何模型再求解复杂物理问题的方法及其结果,对粉末挤压技术     

粉末挤压流变学研究（二）：圆型口模内流变行为的分析

详细讨论了粉末与粘结剂混炼后形成的喂料在圆形口模内的挤出过程,可以将其分为入口区的收敛流动,全展流区的轴向层流,出口区的匀速运动与膨胀行为。探讨了不同流变区域的流动机理和特点,分析了喂料熔体在圆型口区域内流变过程中表现出的一系列流变学特性,重点研究了直接影响挤出物品质的全展流出内熔体的流动行为。通过对全展流区内的流变行为与特点的分析与概括,建立了简化实用的物理模型,并在此基础上通过严密的数学推导,     

硬质合金增塑粉末螺杆挤压成形

探讨了用于硬质合金粉末螺杆挤压成形技术的新粘结剂制备及挤压棒的组织形貌。新粘结剂由几种低分子量组元与1种热塑性弹性体高分子组元构成。采用溶剂溶解与加热熔融相结合的办法制备粘结剂。室温下，用合适的剪切力搅拌，能很快将粘结剂与YG8粉末混合均匀，制得组成均一的料浆式挤压用喂料。用扫描电子显微镜观察了挤压毛坯的微观组织及脱脂试样的组织结构与缺陷。用热重(TG)与微分热重(DTG)方法研究了热脱脂机理与动力学，发现了三维扩散控制热脱脂的速率。在脱脂的第1阶段，低分子量组元被脱除掉，挤压毛坯内形成了连通毛细孔。在脱脂的第2阶段，剩下的高分子量组元被完全脱除；第2阶段的热脱脂能以较快的升温速率进行。制备出了φ20mm的硬质合金挤压棒。     

铝合金熔体在强化相间的流动行为与压力浸渗过程动力学

本文描述了铝合金熔体在压力驱动下浸渗不同几何形貌强化相过程中的微观流动行为；提出了在挤压条件下，熔体在强化相预成形块间隙中单向浸渗的流体动力学模型并阐述了浸渗过程的动力学特征。讨论了压力在熔体浸渗强化相间隙过程中的影响；阐述了熔体微观流动对熔体动态浸渗强化相间隙及浸渗质量的影响。     

钨基合金系挤压喂料粘度与流变特性研究

为了获得有利于成形的粘结剂优化配方,对相同粉末装载量的4种粘结剂体系的93W-Ni-Fe 粉末増塑挤压成形喂料粘度和流变行为进行了研究。采用英国AR2000EX旋转流变仪对钨基合金系挤压料在不同温度、不同剪切速率下的粘度进行测算。结果表明：对于不同粘结剂组成的喂料A、B、C和D中,A的粘度较低,流动性能较好,喂料D流变性能最不稳定;根据剪切速率与粘度的关系曲线可测算出130 ℃时喂料A、B、C的剪切稀化指数分别为0.048,–0.869和–1.717;由温度与粘度的关系曲线可测算出剪切速率为11.07 s-1时,喂料A、B、C的粘流活化能分别为8.524、8.107和31.310 kJ·mol-1;经模拟计算可得在130 ℃和11.07 s-1速率下A、B、C 3种喂料的流动性指数分别为7.2×10-6,4.8×10-6, 1.1×10-6,A喂料的综合流变学性能最好。     

钨基合金增塑粉末挤压成形新技术

采用增塑粉末挤压成形新技术,开发了几种适合钨基合金挤压成形用粘结剂,研究几种配方粘结剂的相容性及挤压、脱脂特性。通过热力学计算和热分析,以及扫描电镜和偏光显微镜观察,发现粘结剂各组元分子间具有较好的相容性。通过优化喂料制备、挤压工艺,分别在60和75℃制备出直径达24mm的大长径比钨基合金棒材。综合采用溶剂-热两步脱脂工艺,实现Ф24mm挤压棒坯的快速无缺陷脱脂。     

等通道弯角挤压过程有限元分析与挤压模具优化设计

等通道角挤压(ECAP)工艺可以积累足够的变形量来制备大块超细晶材料.通过对模具转角和模具中心角半径对挤压过程影响的有限元分析,得出了等通道弯曲角挤压过程的变形机理,得到了优化的模具几何尺寸和工艺参数,为等径弯曲角挤压模具设计提供了可靠的理论数据参考.为实现常温下块体金属材料的反复挤出,在不改变挤压件横截面几何形状的基...     

时效处理对挤压态Mg-Y-Nd合金断裂行为的影响

研究了不同温度时效对挤压态Mg-Y-Nd合金断裂行为的影响。结果表明,挤压态Mg-Y-Nd合金的断裂行为与时效工艺有密切的关系,这主要是不同温度时效导致了不同的析出相特征。挤压态Mg-Y-Nd合金主要由韧窝和撕裂棱组成,然而由于热挤压过程中少量粗β相的析出,部分区域也表现出解理断裂和晶间断裂。随着时效温度从150℃增加到280℃,析出序列从共格的β'相转变为半共格的β'相,最后转变为粗大稳定的β相。而断裂机制也从晶内断裂逐渐转变为晶间断裂。     

大气等离子喷涂莫来石粉末及制备涂层的结构表征

喷雾造粒制备莫来石粉末,采用大气等离子设备对造粒粉末进行等离子球化和涂层制备.利用激光粒度分布仪对粉末粒度分布进行测试;扫描电镜和X射线衍射仪分别表征了粉末和涂层的相组成和微观形貌.结果表明:喷雾造粒和等离子球化后的莫来石粉末粒径为正态分布;造粒的莫来石粉末主要由晶态莫来石和SiO2相组成;等离子球化后,粉末中出现玻璃态非晶相;等离子球化过程中,较小粒径粉末表面基本上完全熔融,较大粒径粉末的表面为部分熔融;同时,制备的莫来石涂层具有良好的微观形貌和较高的显微硬度;涂层经热处理后,非晶相转变为晶态莫来石,并且有部分石英相析出.     

连续挤压成形过程的计算机仿真

在分析连续挤压技术特点的基础上,采用刚粘塑性有限元模型,建立了连续挤压的计算机仿真模型,包括几何模型、材料模型、塑性力学模型、摩擦力学模型和热力耦合模型;组建了一个有关连续挤压的计算机仿真系统,对连续挤压的成形过程进行了计算机仿真,得出了有关连续挤压全过程的应力场、应变场和温度场.     

挤压铸造对α-Al_2O_3p/ZL109复合材料组织与性能的影响

采用半固态搅拌技术向铝熔体中加入SiO_2粉末,通过熔体原位反应成功制备了α-Al_2O_(3p)/ZL109复合材料,并在不同挤压力下对复合材料进行了成形试验。利用扫描电镜和X射线衍射仪对复合材料的微观组织和相组成进行了分析,并测试了其力学性能。结果表明,挤压铸造原位α-Al_2O_(3p)/ZL109复合材料铸件内部缺陷少、增强颗粒均匀分散;挤压铸造后,复合材料在铸态和热处理态的抗拉强度、硬度、伸长率均明显高于ZL109合金,且随挤压力增加而提高。     

金属粉末注射成型模具流道中熔体的流动分析

介绍了金属粉末喂料熔体在注射成型模具流道中的流变规律.根据熔体流变学方程从理论上推导出圆形流道以及夹缝流道中喂料熔体的流速、体积流率、压力降与喂料的材料参数以及流道几何参数之间的关系.分析了圆形流道和夹缝流道的最大流速和平均流速以及压力降的比值.为金属粉末注射成型模具流道的设计提供理论指导.     

增塑粉末挤压成形新技术

以硬质合金材质体系为对象，针对目前主要的一类挤压成形设备－真空螺杆挤压机，开发出了一种增塑粉末挤压成形新技术。从理论上系统分析了成形过程的物理本质及粘结剂非等温脱脂机理与动力学，并推导出了一系列流变学材料函数。理论分析与实验相结合，开发出了一种多组元新粘剂设计与制备技术，优化了挤压工艺参数，制备了直径20mm的硬质合金挤压棒。     

粉末高温合金挤压变形组织及变形机理研究

挤压能够提高材料的力学性能,改善材料的组织状态,并为后续的变形提供性能优良的坯料.本文通过对粉末高温合金(FGH96合金)挤压变形,获得了组织良好的挤压棒材.采用徕卡DMLM显微镜对显微组织进行了观察分析,结果表明:挤压变形后,FGH96合金的原始颗粒边界得到了破碎,再结晶后获得了细小、均匀的等轴晶,晶粒尺寸为3μm～10um.通过对γ'相的分布和形貌观察,结果表明:挤压变形后,γ'相得到了破碎,并均匀分布在晶粒边界.同时,采用JEM-2010EX透射电子显微镜(TEM)对挤压试样的塑性变形机理及规律进行了观察研究.     

铜连续挤压的有限体积法数值模拟

对铜母线连续挤压过程的几何模型进行简化,基于MSC.Superforge软件平台,对铜母线连续扩展成形过程进行了数值模拟,确定了压下量为铜杆料直径的25%时为压实轮对铜杆压下量的最佳值,分析了铜连续挤压成形过程中坯料在挤压轮沟槽内的温度分布,指出在铜的连续挤压过程中,坯料的温度上升主要源于坯料的塑性变形.结果显示,铜坯料作用在腔体挡料块上的压力高达528～600 MPa,在坯料镦粗段前偶尔会发生折叠回流,这是造成连续挤压产品表面产生较大气泡和冷拔时断线质量缺陷的重要原因之一.为了避免金属流动造成的产品质量缺陷并提高腔体的使用寿命,应对腔体、挤压轮进行优化设计.     

基于Archard的正挤压模具磨损模拟分析与研究

对Archard模型进行了修正,建立了挤压磨损模型。采用Deform磨损分析模块对典型正向冷挤压过程进行了凹模模具磨损分析,得到了模具工作表面各点的磨损分布图,确定了最大磨损发生区域。通过对比分析,研究了模具几何形状、变形程度、滑动速度对模具磨损的影响关系。研究结果表明,挤压磨损模型反映了挤压过程中主要工艺参数与磨损之间关系,并从工艺设计方面提出了减低挤压磨损的措施。     

NdFeB辐射取向环形磁体的反挤压法生产

变形过程一般概括为 3点 ,即 :获得近终形的样品 ;生产具有足够机械稳定性的无裂纹样品 ;控制显微组织以便获得所要的性能。基于微晶粉末的永磁NdFeB是由传统的粉末冶金技术制造的 ,纳米晶粉末可以由熔体急冷溅射法、机械合金化、强烈反应研磨技术或氢辅助方法 (如氢化—歧化—脱氧—合成法—HDDR法 )。对纳米晶粉末压实及随后的热变形可以产生全密实的永磁体。由于模锻过程的热变形导致平行于加工方向的排列 ,可用反挤压法生产辐射取向大环磁体。在每种情况下都可获得垂直于塑性流动沿c轴晶粒排列的四方晶NdFeB相 ,这对于薄壁环磁体尤…     

高铬铸铁半固态挤压件组织差异性分析

采用过流冷却体式流变挤压成形工艺制备高铬铸铁半固态挤压件,对挤压件内部组织差异进行了分析。结果表明,由于凹模中熔体内部存在温度梯度,从而使制备的高铬铸铁半固态挤压件顶部、中部、底部组织存在明显的差异。顶部组织中部分先共晶枝晶状奥氏体或较粗大的杆状M7C3碳化物经过流冷却体时得以保留,受凸模激冷没有发生长大和相变。中部和底部的组织中枝晶状奥氏体或杆状M7C3碳化物经过流冷却体时发生蔷薇化、球化或折断、破碎、磨圆,因在凹模中凝固时间较长,先共晶相和剩余液相发生相变并有长大现象。比较而言,中部组织中先共晶相的转变产物或先共晶相较底部凝固时间更长,长大更明显。     

7075铝合金流变挤压铸造研究

通过对7075铝合金熔体进行环缝式电磁搅拌处理,获得具有均匀温度场和成分场的浆料,并采用挤压铸造方式成形,分析了铸件的金相组织,采用ProCAST软件对充型过程进行数值模拟。结果表明,环缝式电磁搅拌处理后的铝合金熔体,凝固过程中的枝晶生长被抑制,铸态组织细化;流变挤压铸造成形件组织致密,减少了热裂、缩松等缺陷的产生。     

注射成形钛合金喂料装载量及流变特性研究

以Ti-6Al-4V合金粉末为原料,选用石蜡70%(质量分数)、低密度聚乙烯25%和硬脂酸5%为粘结剂配方制备了注射成型喂料。通过实验确定了喂料的临界固体粉末含量为74.14vol.%;采用毛细管流变仪测定了喂料的流变参数,通过线性回归分析,计算出非牛顿指数n和粘流活化能Ea。结果表明,本实验制备喂料的n值和Ea值都较小,而且喂料在140,150,160℃下的综合流变学因子αSTV值相差不大。