粉末热锻模具磨损特性的实验研究与机理分析

为研究粉末热锻模具的磨损特性和磨损机理,文章通过制取预锻坯、设计和制造模具,搭建实验平台,在不同压下量(15.8%、18.1%、20.9%)下进行粉末热锻实验,将经混粉、压制和烧结后的预锻坯锻造到不同的相对密度(92%、94%、96%);对试验前、后的模具沿轴向标记点进行磨损量检测,使用扫描面电镜和物相分析等手段对试验后的模具进行微观分析。试验结果表明:粉末热锻过程中模具的磨损量随着锻造密度的增加而增大;模具在工作段沿轴向上越靠近上端,磨损量越大;粉末热锻模具的磨损机理是氧化和剥落交替进行的动态平衡过程。     

旋锻对Mo-Ti-Zr合金性能及显微组织的影响

将Mo粉、Ti粉和Zr粉按质量比99.35:0.55:0.10混合,采用冷等静压和1920℃高温烧结制备直径为28mm的Mo-Ti-Zr合金棒材,然后,将合金棒材进行旋锻形变强化后续处理。研究旋锻工艺对Mo-Ti-Zr合金棒材密度、硬度等性能和组织结构变化的影响。研究结果表明:随着变形程度的增加,Mo-Ti-Zr合金棒材的相对密度和硬度逐步提高;在1250℃旋锻,当断面收缩率为33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材相对密度提高到98.5%,洛氏硬度(HRB)为92.8。当断面收缩率为19.2%时,Mo-Ti-Zr合金棒材致密化速率最低;烧结态Mo-Ti-Zr合金棒材断口呈现典型的沿晶脆性断裂特征,晶界强度低;在1250℃旋锻,当断面收缩率达到33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材转变为穿晶和沿晶的混合型断裂,晶界强度增加;在1380℃旋锻时,晶粒发生合并与长大。     

TiH2粉末制备钛合金的烧结脱氢规律及工艺

 以TiH₂粉末为原料,通过压制成型和烧结工艺制备粉末钛合金,不同于传统钛粉末冶金方法。通过热分析和热膨胀技术研究不同球磨粒度TiH₂粉末的脱氢和收缩规律,以此入手研究了TiH₂粉末压坯和TiH₂-Al-V粉末压坯的烧结致密特性,以及影响烧结过程的主要工艺因素,包括烧结温度、烧结时间、升温速率、压坯密度、压坯成型方式、合金体系,并对烧结组织进行了分析。结果表明,TiH₂粉末球磨后脱氢温度降低,粉末越细,开始温度越低。TiH₂粉末压坯在烧结过程中脱氢后获得新鲜钛,其易发生黏接并引起α-Ti的强烈收缩,这时烧结体很容易致密,并获得相对密度大于99%坯体;相比之下,TiH₂-Al-V粉末压坯烧结时因为合金元素的溶解,不如纯TiH₂粉末压坯的烧结容易致密。TiH₂-Al-V粉末经过成型、烧结脱氢可获得典型的层片状α+β钛合金组织,合金元素分布均匀。     

表面强化铁基粉末冶金材料的表面处理工艺探究

铁基粉末冶金部件材料成本一般占部件总制造成本的20%-25%,采用高强度级别的烧结材料改善其性能在经济性方面是可行的。但是,高性能随之带来的是压制和加工的困难。欧洲和日本等采用在压制性能佳的铁基粉末中加入弥散合金元素的方法来制造高性能粉末烧结材料,既保留了基体铁粉的优良压制性能而得到高的压制密度,又大幅度提高了烧结材料的强度。     

高能球磨钨基高密度合金超细粉末的烧结

研究了采用行星式高能球磨机球磨后的９７Ｗ－２Ｎｉ－１Ｆｅ（质量分数,％）高密度合金混合粉末的特性和烧结行为．实验结果表明,球磨可以生成纳米晶粉末和Ｗ的超饱和固溶体,产生大量的缺陷,促进烧结致密化,在１２５０～１４２０℃固相烧结时可以达到几乎全致密和得到非常细的晶粒．作者还对烧结过程中出现的问题进行了初步探讨．     

机械活化粉末制备W-Cu合金的微观组织

为了改善制备工艺和提高W-Cu合金的密度与性能,对原料粉末进行了机械活化处理,通过成形和烧结制备了W-Cu合金,考察了活化后粉末的变化,观察了合金的烧结组织并测量了密度.结果表明,机械活化能增大钨铜粉末的表面能和晶格畸变能,有效地促进烧结,改善烧结组织;烧结体中存在大量团絮状组织,团粒内部钨颗粒主要以固相方式烧结在一起,而团粒之间则以液相烧结为主.烧结组织细密、均匀,相对密度达98%以上;烧结组织中钨铜两相在微米尺度下仍然结合良好,部分界面出现了互溶.     

铁基粉末的恒流电致快速烧结

采用恒流电致烧结方法对铁基混合粉末进行了快速烧结,通过对不同通电时间烧结样品的显微组织、断口形貌进行分析,并对其电阻、密度及各项机械性能进行测试,研究了粉末的电致烧结行为.结果表明：在较低的测量温度下,粉末中出现了烧结颈,并发生了铁-碳的互扩散,且颗粒界面有局部熔化的迹象,证实电致烧结初期在颗粒接触区域存在局部高温;随着烧结过程的进行,烧结体的密度、横向断裂强度和显微维氏硬度均呈上升趋势,电阻则逐渐降低.     

脉冲电流烧结Al2O3颗粒的广义热弹性分析

脉冲电流烧结过程的颈部形成机理,特别是非导电粉末材料,是需要着重研究的核心问题。以非导电Al_2O_3粉末为研究对象,引入L-S(Lord and Shulman)型广义热弹性方程,初步探究烧结初期非导电粉末颈部局部高温形成以及快速烧结机理。利用Comsol Multiphysics模拟得到脉冲电流烧结过程中颗粒内部的温度场和应力场分布以及烧结颈部的化学势和空位浓度变化规律。数值结果表明,热以波的形式在烧结颈部产生叠加,形成局部高温。化学势变化表明:烧结初期表面扩散占主要作用,空位浓度差的突变使烧结颈部产生局部空位浓度梯度,促进烧结颈长过程,缩短烧结时间。     

旋锻工艺对Pt-10Pd-20Ag合金组织性能的影响

为了解决Pt-25Ag合金加工困难和性能不够稳定问题,采用Pt-10Pd-20Ag的成分设计,通过真空感应熔炼和喷铸成形成功制备出成本较低的铂银合金,并深入研究了静液挤压后的试样进行多次小变形量旋锻工艺对Pt-10Pd-20Ag合金组织性能的影响,即在旋锻加工过程中穿插进行1 010℃退火+保温2 h并随炉冷却的热处理,并对加工后的试样进行显微组织分析。结果表明,采用该旋锻工艺能够明显细化试样的显微组织,可使试样包套从8 mm旋锻至2 mm无断裂,加工性能明显改善。     

纳米晶W-Ni-Fe复合粉末烧结过程中的致密化与显微组织演变

采用溶胶喷雾干燥-热还原法制备纳米晶93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末,利用高温热膨胀仪测定和研究纳米品复合粉末的烧结收缩动力学曲线特征,计算纳米晶W-Ni-Fe复合粉末的固相烧结激活能,并利用金相显微镜和扫描电镜分析致密化过程中显微组织的演变规律.研究结果表明:纳米晶W-Ni-Fe复合粉末的开始收缩和剧烈收缩温度分别为900℃和1 120℃,其最大的线收缩率达0.097 ％/℃;在1 200℃以下的固相烧结阶段,压坯便发生显著的致密化,其致密化程度可达98％以上,固相烧结的表观激活能为154.83 kJ/mol,比传统粉末烧结激活能大大降低;在固相烧结期间,W晶粒尺寸长大缓慢,在1 380℃以上液相烧结时W晶粒长大急剧加快.     

ZrO2粉体压制轴对称块体过程有限元数值模拟

在对ZrO2粉体压制过程力学模型研究的基础上,应用国际大型通用有限元分析软件MSC.Marc对ZrO2粉体压制轴对称块体过程中流动行为、规律和致密度进行分析.给出成型过程中,粉体变形几何形状、应力应变场、密度分布等数据,并根据此数据分析出现质量缺陷的原因,快速有效地确定模具的最理想形状.     

废定影液制取超细银粉

阐述了以胶片定影液废液和尿素为原料制备银氨络合物溶胶 ,再采用喷雾热分解法制取超细银粉的新工艺 ,并对其发展前景作了分析     

溶胶—凝胶法制备钛酸铅细粉

本文对用溶胶－凝胶法制备肽酸铅（ＰＴ）压电细粉的工艺进行了探索，对制备出的样品分别进行了红外光谱分析，Ｘ射线衍射分析及扫描电镜分析等，结果表明，采用本溶胶－凝胶工艺可以制备出结晶性好，粒径为纳米级的ＰＴ细粉。     

921A钢激光熔覆的工艺参数研究

根据激光熔覆的主要影响因素,用实验的方法,通过宏观和微观的分析,探究了WC添加量、激光功率、预置粉末厚度和扫描速度对在921A钢基体上制备Fe基WC复合粉末熔覆层的影响。实验结果表明WC20%添加量、激光功率5 500 W、预置粉末厚度1.5 mm和扫描速度8 mm/s是激光熔覆制备Fe基WC复合粉末涂层的较优工艺。这一结果对921A潜艇钢表面激光改性的工艺参数优化具有重要的参考意义。     

矿渣微粉生产过程全流程优化

简述了矿渣微粉生产整体流程,研究了以最大化经济效益为目的的全流程优化问题.通过协调生产管理、运行优化、过程控制等部门的工作,结合立磨粉磨过程的工艺特点,提出了针对矿渣微粉生产过程的全流程优化整体解决方案.基于某微粉厂提供的大量数据,分析挖掘出矿渣微粉生产过程中影响经济效益的生产指标,以及在生产过程中影响这些生产指标的控制指标.将运行优化分为两层,并给出数学描述,为矿渣微粉生产过程全流程优化的深入研究奠定基础.     

碳化钨粉末的微观结构与工艺参数的关系

本研究的主要目的是研究反应温度对碳化钨粉末性能的影响。为此,选用蓝色氧化钨作原料,用氢气还原,还原温度采用900℃和1050℃。用这两种温度还原出来的钨粉再分别在1700℃、1800℃、1900℃和2200℃进行碳化,碳化团块在球磨机中打碎,过筛,得到平均粒度为15μm的粉末,然后对不同工艺得到的8组碳化钨粉进行X射线分析和扫描电镜观察。为分析湿磨对粉末性能的影响,将这8组粉末分别与10％钴粉在酒精溶液中湿磨24小时,并于X射线分析之前,将混合粉末在10％盐酸溶液中煮沸1小时,以去除钴对衍射线形的干扰。X射线衍射标样选用1050℃还原2200℃碳化的碳化钨粉。为研究碳化钨粉末的断口形貌,将碳化后的碳化钨粉单独球磨1小时,制成扫描电镜试样。 X射线分析时,采用CuKα辐射和石墨晶体单色器,实验前用标准硅试样对衍射仪进行校准。相干散射区和微观应变是根据Stockes方法计算的。由标准试样和被测试样的衍射线形,分离出合成的物理加宽线形的Fourier系数A_L,再根据B.E.Warren和B.L.Averbach提出的分离晶格畸变和晶块细化效应的分析方法,将合成的Fourier系数A_L分离为晶块碎化的Fourier系数A_L~S和晶格应变效应Fourier系数A_L~D,即A_L(hkl)=A_L~S·A_L~D(hkl)。应变系数A_L~D与微观应变<ε~2L>~(1/2)的关系为:A_L~D=exp[-2π~2·ε_L~2·L~2Σh_i~2/a~2],其中Σh_1=4(h~2+hk+k~2)/3+(a/c)~2·L~2。L为垂直衍射面方向相干散射区的长度;a,c为六方晶体的点阵常数.平均有效亚晶尺寸D_e由(dA_L~S/dL)_(L→0)=-1/D_e求出。制作形貌相观察的试样时,用酒精将粉末充份分散在试样台上,在粉末上喷镀金膜以增强导电性。图1和图2为Fourier余弦系数A_L与L的关系,图1中的试样为900℃还原钨经1700℃碳化及2200℃碳化的碳化钨粉(称原生碳化钨粉)。由图中(100)和(300)衍射线的变化趋势可以看出,对应不同的L值,A_L(100)和A_L(300)之间存在差别。从而可知,在原生碳化钨中存在微观畸变,而且这种畸变随碳化温度的提高而下降。各批原生碳化钨的亚晶尺寸和微观应变见表2。图2中的试样为经24小时湿磨后的碳化钨粉。曲线在L→0处变化很陡,说明碳化钨己经得到破碎,亚晶尺寸比原生碳化钨大为减小,微观应变则相应增大,图中高指数曲线的摆动是由于处理漫散射线形分析时本底不易取确切的缘故。比较图1与图2可以看到,结晶较为完整的高温碳化粉末比缺陷较多的低温碳化粉末更易破碎。由图3、图4可知,从低温还原的钨粉所制取的碳化钨,晶体内存在较多的缺陷,随碳化温度的提高结晶趋于完善.比较图3和图4还可见到,从1050℃还原的钨粉制取碳化钨时,提高碳化温度的作用比低温还原钨粉的这种作用要显著。对于1050℃还原生成的钨粉,当碳化温度达到1900℃时,碳化钨结晶已相当完善。比较图5与图6,可以看到亚晶尺寸大的粉末比亚晶尺寸小的粉末易于破碎,后者易于与钻粉冷焊,阻碍表面磨擦破碎过程的进一步进行。图7a为结晶完整的碳化钨晶体形貌相。这种粉末是从1050℃还原的钨粉经2200℃碳化制取的。图中可看到平行于六方晶体底面的生长平台。前述X衍射标样即取自这种粉末。由此形貌可知这种碳化钨晶体已完成了再结晶过程。图7b为1050℃还原的钨粉经1700℃碳化制取的粉末,这种粉末为多晶聚合体。图7c中的粉末试样,其碳化条件与图7a中粉末的碳化条件相同,则是还原温度较低(900℃)。图7d为低温还原(900℃)低温(1700℃)碳化的碳化钨粉。比较图7b和图7d,可以看到虽然两者颗粒尺寸相近,但结晶完整性完全不同,这与前述X射线分析结果十分吻合。比较图7a,b,c,d四张照片可以看出,随碳化温度的提高,晶粒长大,结晶也趋于完善。图8a,8b为粉末的断口形貌,图8a为1050℃还原和1900℃碳化的碳化钨粉,断裂出现在晶粒间的狭窄带(图中c处。图8b为900℃还原1700℃碳化的碳化钨粉,结晶形态差,晶内缺陷多,出现贯穿颗粒的大面积断裂(图中c标记)。图9a,图9b分别为1050℃和900℃还原的钨粉,图中清楚地显示了两种钨粉在结晶形态上的差别。本试验所用的试样均以这两种钨粉为原料,由此可知碳化钨粉末的结构和性能与原始粉末的特性有重大关系。最后应当指出,曾经用本试验的8批粉末在相同压制和烧结条件下制成的硬质合金,其力学性能规律与原始碳化钨中微观应变的规律大致相同,即碳化钨的微观应变越低,结晶越完整,合金的综合性能越好。本试验得到以下四点结论:1)原生碳化钨粉中存在微应变,工艺条件可控制微应变的程度。2)碳化钨粉中的微观结构与钨粉的制取温度和碳化温度有密切的关系,提高反应温度,可使碳化钨结构变得完整,而钨粉的制取温度具有更重要的作用。3)湿磨过程的效率与原始碳化钨粉的结构有关,结构完整的粉末易于破碎。4)碳化钨粉的断裂特征与粉末的内部结构有关,结构缺陷较多的粉末可以发生贯穿多晶聚合体的断裂。     

超音速火焰喷涂WC—Co涂层结构的研究

用Ｘ射线衍射研究超音速火焰喷涂ＷＣ－Ｃｏ涂层的结构及其影响因素的结果表明，超音速火焰喷涂过程中，ＷＣ的分解也会发生，但受ＷＣ－Ｃｏ喷少粉末结构的影响很大。当粉末中的结合相为复合碳化钨（如Ｃｏ３Ｗ３Ｃ，Ｃｏ６Ｗ６Ｃ）而非金属钴时，ＷＣ最容易发生分解，依赖于燃气的种类，将分解为Ｗ２Ｃ或金属钨。钴包覆ＷＣ型粉末喷制的涂层结构明确显示了涂层中Ｃｏ－Ｗ－Ｃ非晶态相的形成。Ｃｏ－Ｗ－Ｃ三元非晶合金经结晶化热处     

降低还原球团盐酸不溶物含量的研究

系统地研究了以某铁精矿为原料生产还原铁粉的一次还原过程中各工艺因素与盐酸不溶物含量变化的关系,一次还原中盐酸不溶物剧增的基本原因是还原过程中的矿物转化,矿物转化除生成盐酸不溶物外,还伴有难溶性矿物出现,各工艺因素中对矿物转化的影响以还原温度最显著。因此,以精矿作原料生产还原铁粉,首先要尽量降低杂质含量,选用纯净的铁精矿;其次应根据原料确定合适的一次还原工艺参数。     

铁矿粉烧结液相流动性能的特征数方程的建立

为解决在研究铁矿粉烧结液相流动性能时通常只考虑面积增长率这一终点信息,而没有考虑过程信息的缺陷以及采用多个指标来表征流动性能在使用上的不便,对影响流动性的因素进行了分析,结合量纲分析和白金汉定理推导出了能定量表征流动性强弱的流动性特征数(LD),简化特征数方程后得到等效流动性特征数(LdΘ)。试验采用了可视卧式高温炉,记录了铁矿粉烧结液相流动的整个过程信息,通过基础实验和对照实验确定液相流动的起点和终点之后,可以得到每一种矿粉相应的等效流动性特征数数值。测量5种铁矿粉在两种方法下的流动性指标,当只考虑面积增长率时的流动性强弱顺序为AC≈DBE,新方法下为LdΘALdΘDLdΘC≈LdΘELdΘB,两种方法下的指标相近,但是综合了各种重要信息的新指标能进一步区分出各个因素对流动性能的影响程度。     

高性能钨合金制备技术研究现状

综述了钨合金中添加物种类、粉末制备、粉末压制、粉末烧结等工艺以及钨合金的热处理和形变强化后处理工艺。着重介绍了W-Ni-Fe合金中元素的添加原则及各元素的作用，水热法在制备钨合金纳米粉末中的应用及热等静压法在粉末压制中的优势等，并对钨合金的循环热处理及热挤压形变强化工艺进行了重点阐述。指出大尺寸钨合金的强化、多种化合物的同步液相掺杂、钨合金近净成形以及钨晶须增强的非晶态复合等钨合金制备工艺的发展方向。