放电等离子烧结粉末材料的多场耦合有限元模型及其数值模拟

提出了改进的放电等离子烧结粉末材料的有限元模型,该模型实现了温度场、电场和位移场的耦合.考虑到放电等离子烧结的一步成形工艺,将粉末材料的热电性能参数假设为温度和密度的双变量函数.结果表明,在烧结初期,接触电阻在升温过程中起到至关重要的作用;伴随着致密化进程和电流的增大,系统的最大温度区域由石墨冲头末端向粉末内部移动;引入随位移变化的接触热阻和接触电阻有助于描述接触部位的非连续温度场变化;模具热电偶位置处的实测温度和该模型的预测结果基本吻合.     

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。