粉末近净成形溶剂脱脂技术

溶剂脱脂技术在粉末注射成形和粉末挤压成形工业生产中广泛应用。本文阐述了溶剂脱脂的基本过程,介绍了目前常见的一些溶剂脱脂方法及其研究进展,讨论了溶剂脱脂理论的研究现状,指出了当前溶剂脱脂技术发展要解决的主要问题。     

粉末近净成形技术研究现状

概述了粉末注射成形技术和粉末挤压成形技术的工艺及特点.探讨了粉末注射成形技术和粉末挤压成形技术关键工艺的研究现状,总结了粉末注射成形技术和粉末挤压成形技术的应用现状及目前的研究热点,提出了今后的发展趋势和研究方向.     

粉末增塑挤压成形脱脂技术研究

综述了粉末增塑挤压成形中几种传统脱脂工艺的脱脂机理及其理论模型,包括热脱脂、溶剂脱脂、催化脱脂和虹吸脱脂,介绍和评述了国内外最新发展的几种脱脂方法,指出了粉末增塑挤压成形脱脂技术当前的研究重点.     

粉末增塑挤压成形粘结剂的设计依据及其发展新动向

粉末增塑挤压成形是在金属铸坯和高聚物加工的压挤工艺基础之上发展起来的一种近净成形新技术,其关键和核心是粘结剂.探讨了粘结剂的设计依据,从几个方面系统分析了粘结剂组元间的相容性,包括相容性的要求、热力学条件、判断依据和实验表征.并结合国内外粘结剂的发展新动向,介绍和评述了几种新型的粘结剂体系,指出了我国粘结剂工作者当前的研究重点.     

粉末特性对30CrMnSiNi2A钢组织和性能的影响

采用水雾化（water atomization,WA）、气雾化（gas atomization,GA）和等离子旋转电极雾化（plasma rotating electrode process,PREP）方式制备30CrMnSiNi2A钢粉,对比分析了不同雾化粉末的特征及其烧结体的组织与性能。结果表明:不同雾化粉末的形貌、粒度分布、氧含量及流动性等特征均存在一定差异,其中水雾化和气雾化粉末中存在空心粉和卫星粉,等离子旋转电极雾化粉末无内部缺陷,具有优异流动性,且氧含量最低。三种雾化粉末的烧结样品组织均为粒状贝氏体,但呈现出不同的原始颗粒边界形貌,随粉末氧含量的降低,原始颗粒边界处夹杂物尺寸减小,成分由富Al氧化物变为富Al、Si氧化物。相比于水雾化和气雾化粉末,等离子旋转电极雾化粉末的烧结样品拉伸性能最优,其拉伸强度和伸长率分别为1310 MPa和11.5%,这得益于良好的粉末质量和低的氧含量。     

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。     

大厚度钨基合金正挤压棒坯的溶剂脱脂特性

为了实现厚度达15 mm钨基合金正挤压棒坯的无缺陷脱脂,对大厚度正挤压棒坯的溶剂脱脂行为和机理以及大厚度棒坯溶剂脱脂过程的优化方法和效果进行研究。结果表明:大厚度棒坯的溶剂脱脂对温度非常敏感,极易产生脱脂缺陷;棒坯厚度增大,粘结剂脱除速率降低,产生缺陷的几率增大,d 12 mm和d 15 mm棒坯的适宜溶剂脱脂工艺为(30℃,12 h);d 15 mm棒坯在30℃下脱脂6 h,脱脂量不足30%,且随着脱脂时间的进一步延长,脱脂速率显著下降;大厚度棒坯的溶剂脱脂受扩散控制,棒坯越厚,扩散路径越长,棒坯脱脂速率越小;采用短周期多次浸溶剂方法来优化脱脂过程,实现了正挤压棒坯的无缺陷脱脂,且d 12 mm和d 15 mm棒坯的脱脂量分别可高达55%和45%以上。     

扩散焊接钨/钒/钢体系的界面结构及力学性能

采用厚度为0.5 mm钒片作为中间层,在1050℃/10 MPa/1 h的工艺条件下,对钨/钢异种材料进行扩散焊接.采用扫描电镜、能谱仪和纳米压痕分别对接头的微观组织、元素分布及显微硬度进行分析和测试;对接头的拉伸性能进行测试,并对其断口形貌和元素分布进行分析.结果表明,利用母材与中间层之间元素的相互扩散,可实现钨/钢材料的焊接;钨/钢焊接接头界面区由钨-钒固溶体层、未反应钒层及钒-钢扩散层3部分组成,其中钒-钢界面层结构为钒/VC层/脱碳层/钢;钢/钒扩散层具有最高的显微硬度;钨/钢接头抗拉强度为75 MPa,含脆性相VC的钒/钢界面是接头失效的主要断裂源.     

钒/镍复合中间层扩散焊接钨与钢的界面结构及力学性能

通过添加钒/镍复合中间层,在1 050℃/10 MPa/1 h的工艺条件下,对钨/钢异种材料进行真空扩散焊接.采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子探针(EPMA)、纳米压痕、X射线衍射对接头的微观组织、元素分布及显微硬度进行分析和测试;对焊接接头的拉伸性能进行测试,并对拉伸断口的形貌特征,元素分布及物相组成进行分析.结果表明,采用钒/镍复合层可实现钨与钢的可靠焊接;钨/钢焊接接头界面区由钨-钒固溶体层、未反应的钒层、钒-镍界面层、未反应的镍层、镍-铁固溶体层五部分组成,其中钒-镍界面层结构为碳化钒层/钒-镍金属间化合物和碳化钒混合层/钒-镍金属间化合物层;钒/镍界面由于硬脆碳化物与金属间化合物的产生,具有最高的显微硬度,硬度高达9.7 GPa;接头强度达164 MPa,断裂点位于含脆性相碳化钒及钒-镍金属间化合物的钒/镍界面.     

93W-Ni-Fe粉末挤压成形坯溶剂脱脂工艺

以93W-Ni-Fe粉末挤压成形坯为研究对象,在研究溶剂脱脂动力学的基础上,考察溶剂种类、溶剂加入方式以及脱脂温度对溶剂脱脂过程的影响,并对脱脂前后的坯体断口进行SEM观察。结果表明:以正庚烷作为脱脂溶剂,具有较高的脱脂率,脱脂坯无鼓泡、开裂等缺陷;通过分段优化的脱脂工艺,在45℃的正庚烷中脱脂8 h,脱脂过程中周期性更换溶剂,最终可脱除65%以上的石蜡,且整个脱脂过程均为扩散控制,相应的动力学参数为1.6751×10-5 cm2/s。