铁基粉末的流动温压行为

为探讨流动温压工艺对铁基粉末成形的效果,采用自行设计的流动温压测试系统,研究了雾化铁粉与细羰基铁粉的混合粉末的流动温压行为.研究显示:与常温压制相比,流动温压过程中的侧压力随横向距离的增加下降趋势更为缓慢,特别是在常规粉末成形压力600～700MPa下具有比常温压制更高的侧压系数,即在相同位置处具有更高的侧压力和致密度;以聚乙二醇(PEG)作为铁粉的粘结剂时,最佳压制温度、压制速度分别为62℃、240mm/min,适宜的PEG含量为2%～3%;在流动温压条件下,粘结剂将金属粉末包覆并粘结在一起,改善了金属粉末的填充能力,并提高了润滑膜的承载能力,从而改善了粉末的压力传递效果,可成形形状较为复杂且具有较高致密度的粉末冶金零件.     

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。     

机械蓄能式粉末高速压制试验机的研制

在综合分析现有常见的高速压制设备的基础上,提出了一种机械蓄能式粉末高速压制成形方法.设计了机械蓄能式粉末高速压制成形试验机,介绍了其工作原理并推导了冲击锤速度和动能的数学模型.建立了试验机的虚拟样机模型,运用ADAMS软件的刚柔耦合仿真分析方法对试验机进行了动态仿真分析.最后成功制作了试验机,运用316 L不锈钢粉末高速压制试验测试了试验机的实际性能.实践表明,机械蓄能式高速压制成形方法能够实现粉末的高速压制,试验机具有较好的粉末成形加工能力.     

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。     

粉末冶金不等高制品压制规律的探讨

目前国外对不等高制品压制规律的研究多是从压缩比方面进行的[1]、[2],并提出了压缩比相等的原则。 但是压缩比相等的原则,只是从粉末的两个静止态,即装粉态和压制终了态的特征进行描述的。两其假设条件是:粉末在压制过程中没有侧向运动。但实际压制时,往往伴随有侧向运动。所以在生产中,尽管按压缩比相等的原则设计压模、进行压制工作,但不等高制品的密度仍不能精确控制,以致产品内部存在有巨大的应力,造成很多压坯断裂,质量很难控制。     

纯铁粉的温压行为

在Instron热模拟机上对不添加润滑剂的纯铁粉进行温压和冷压的实验比较,用扫描电镜、X射线衍射和金相显微镜对粉末及其压坯进行分析,并对纯铁粉的温压致密化机理进行探讨。结果表明:在不同的压制压力下,纯铁粉在压制时,粉末在加热和保温过程中严重氧化使铁粉的显微硬度提高,铁粉颗粒的加工硬化程度增大,塑性变形能力降低,并最终导致温压压坯中铁粉晶粒(110)面衍射峰的半高宽比室温压制时的低;同时,由于纯铁粉在130℃时被氧化,使得粉末的剪切强度增加,导致粉末之间以及粉末和模壁之间的摩擦增大,温压成形的有效压力降低;在这些因素的综合作用下,使得在130℃压制的温压压坯的密度低于相同压力下纯铁粉冷压压坯的密度,并且其脱模力也要远远大于冷压压坯的脱模力。     

模壁润滑对铁基粉末制品力学性能的影响

以成分为Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.25(Y2O3)雾化粉末为原料,分别使用聚乙二醇为模壁润滑剂,硬脂酸为粉末润滑剂进行压制。对比了模壁润滑与粉末润滑对模压制品的力学性能影响。研究铁基高温合金粉末模压成形致密化过程中的影响因素和作用机理。研究结果表明:粉末润滑有助于在低压条件下颗粒的重排和致密化,但是其本身占据了压坯的体积从而限制了致密度的进一步提高;采用模壁润滑避免了粉末中混入有机物,使得制备高致密材料成为可能;粉末的退火软化有助于压制成形,并提高合金的致密度;在较高压力下,使用模壁润滑的样品颗粒之间结合更为紧密,孔隙明显减少,这是导致其力学性能提高的主要原因。     

集成油缸驱动的多层模板粉末压制成形模架

为了压制具有上二台面和下三台面的复杂零件,在分析国内外现有粉末成形模架特点的基础上,设计和制造了一套与粉末冶金精密成形压机相匹配、用于成形带上二台面和下三台面复杂粉末冶金零件的集成油缸驱动多层模板粉末压制成形模架.三层下模板分别由均布的4个油缸驱动,以保证模板受力平衡,因此集成油缸共由12个模架用油缸构成.通过光栅尺采集各模板的位置信息,并采用液压系统闭环精确控制压制过程中各模冲的位移,模冲的轴向位置精度为±0.01mm.通过各模板的协调运动,实现了复杂粉末冶金零件的压制,并保证了压制成形的粉末冶金零件密度的均匀分布.     

粉末压制功与不完全Γ函数的关系

本文导出了粉体从应变为0(ε=0)到应变无穷大(ε=∞)时的压制总功: α_总=MW(1/d_o-1/d_m)Γ(m+1)式中,M是粉末压制模量,W是粉末的重量,d_o是粉末的原始密度,d_m是致密金属的理论密度,Γ(m+1)是m+1的Γ函数, Γ(m+1)=∫_0~ ∞e~(-ε)ε~mdεε是压制应变, ε=ln(d_m-d_o)d/(d_m-d)d_od是压坯密度,m是非线性指数。还导出了应变从ε_1到ε_2时实际的粉末压制功, α=∫_(ε_1)~(ε_2)e~(-ε)ε~mdε式中,∫_(ε_1)~(ε_2)e~(-ε)ε~mdε是m+1的不完全Γ函数,其函数值可由电子计算机近似求得。文中列表给出了钨粉压制功的计算实例。     

基于振动微量下料技术的药物粉末流动性检测方法

传统的药物粉末流动性检测方法对物性接近的粉末流动性差异区分度不高,造成部分受粉末流动性影响较大的工艺缺少对材料进行准确物性评价。针对这一问题,以8种乳糖为药物模型,研究基于振动微量下料技术的药物粉末流动性检测方法。根据粉末流动的质量流量、连续与间断下料的流速变化等情况,由粉体流动方程推导得到下料流速与过程参数间的关系式,给出了表征流动性的特征常数。结果表明,基于振动微量下料技术的药物粉末流动性检测方法适用于中值粒径为20～135 μm的药物粉末,对在这个粒径范围内物性相近的乳糖的流动性有明显的区分度,并具有在其他更多的药物粉末流动性检测中推广的潜力及良好的工业应用价值。     

细砂路基碾压密实的颗粒流模拟与试验验证

利用PFC2D软件建立了模拟细砂路基密实过程的颗粒流模型,研究了碾压方式、静碾作用力大小、振动碾压遍数对细砂密实情况的影响,并通过现场试验进行了验证.结果表明,细砂的碾压机理主要包括颗粒挤密和长轴定向;静碾作用下,细砂孔隙率减小值沿深度方向无明显差异,且颗粒长轴的方向性改变不显著;振动碾压时,细砂上部孔隙率的减小较静碾更为明显,且颗粒长轴与水平方向夹角小于30°的颗粒数量增加了33.3%;增加振动碾压遍数可使细砂上部的孔隙率进一步减小,但5遍后增加振碾次数对密实度的提升效果不再明显;模拟结果与现场试验结果较为吻合,颗粒流模拟结果可供实践参考.     

温压过程致密化机制探讨

从温压的压制压力、压制温度、压坯中铁粉颗粒的显微硬度和润滑剂在压坯中的分布等方面对温压过程致密化机制作了分析．结果表明,温压过程中铁粉的固结规律基本上与传统压制过程的相同．温压压坯密度比传统压制提高的值相当于相同压制压力下有效压制压力的增大．温压温度的作用在于延缓铁粉压制过程的加工硬化程度和提高铁粉的塑性变形能力．润滑剂在最佳的温压温度下具有粘流性,部分被挤出压坯,有效地减小铁粉颗粒之间及颗粒与模壁之间的摩擦,降低了脱模压力．     

温压成形技术的研究进展

主要介绍了温压技术研究概况，对其关键技术（包括粉末，润滑剂，温压温度和温压系统），致密化机理，温压材料，数值模拟及其工业化应用的最新研究进展进行了较全面的综述，目前，国外粉末冶金温压技术绝大部分受到专利保护，国内研究时间较短，因而，研究开发出我国拥有自主知识产权的温压技术，具有重要的现实意义，在不久的将来，高性能铁基粉末冶金零件在汽车，机械工业中的应用将不断扩大，温压粉末冶金零件的潜在市场十分广阔。     

基于DEM的埋管鼓泡流化床内颗粒运动特性模拟

该文采用离散单元法(DEM)对水平埋管的鼓泡流化床内颗粒流化过程进行了数值模拟研究。DEM方法通过求解Newton方程来模拟颗粒的运动过程,气相仍采用连续流方法模拟。因此,DEM方法能够获得颗粒尺度量级的详细结果。通过模拟不同埋管布置方式下流化床内密相区颗粒流化过程,研究了埋管布置方式对于鼓泡流化床内的颗粒运动的影响。结果表明:埋管布置方式会改变床层有效流通面积和埋管对颗粒的阻碍作用等,从而影响流化床内的颗粒群和气泡形态。埋管数量越多,颗粒与埋管由于相互作用而消耗的能量越大,平均颗粒速度和颗粒温度值越低。不同的埋管布置方式会导致颗粒混合速率的差异,增加埋管数量会降低颗粒混合程度。     

考虑咬合修正系数的自密实砂浆3D-DEM模型

在自密实砂浆的3D离散元模拟(discrete elementmethod,DEM)中,为了准确模拟其摩擦特性,降低单元间相互咬合引起的阻碍作用,该文采用咬合修正系数(engagingfactor,fe)对砂浆单元接触模型进行修正。计算单元接触力时,将与运动方向相反的作用力乘以fe后进行合力的计算。采用自主开发的离散元程序对剪切算例进行数值模拟,验证了fe可有效降低单元间阻碍作用,抗剪摩擦力最大可降低85%以上。对自密实砂浆的摩擦性能进行实验研究并对结果进行模拟,结果表明:通过选取合适的fe和接触参数,模拟结果与实验结果比较吻合。     

温压粉末原料的设计

温压粉末原料是采用温压成形技术制造高密度粉末冶金零件的基础和温压工艺的技术核心．高价格的进口温压粉末制约了我国高密度铁基粉末冶金零件的开发与应用,因此,必须开发出符合我国国情的温压粉末原料体系．作者根据我国资源特点,采用鞍钢产水雾化铁粉、水雾化低合金钢粉和攀枝花钢铁公司产转炉烟尘铁粉为原料,进行了制备相应体系的温压粉末原料和温压工艺参数优化的研究．以水雾化铁粉为原料设计制造的Fe-1．5Ni-0．5Mo-0．5Cu-0．6C粉末637MPa压制,温压密度为7．46g/cm     

高速压制制备高密度纯铁软磁材料

以退火纯铁粉末为原料,采用粉末退火结合高速压制技术的方法制得高密度压坯(7.70 g·cm-3),经烧结后获得高密度高性能的纯铁软磁材料.研究退火粉末的高速压制行为,以及烧结时间和烧结温度对材料磁性能和晶粒大小的影响.结果显示：退火粉末的压坯密度随压制速度的增加而增加,压坯密度最高可达到7.70 g·cm-3,相对密度可达到98.10%.烧结温度为1450益,烧结时间为4 h时,材料密度达到7.85 g·cm-3,相对密度为99.96%,最大磁导率达到13.60 mH·m-1,饱和磁感应强度为1.87 T,矫顽力为56.50 A·m-1.     

COREX竖炉物料运动流型及瞬态特性的离散元模拟

基于离散单元数值计算方法,建立COREX竖炉内物料颗粒尺度运动行为的数学模型,研究炉内物料运动流型及其瞬态特性,特别是颗粒的瞬态速度和瞬态应力分布.模拟结果表明:COREX竖炉内存在三种类型的流动区域:活塞流区、准停滞区以及沟流区.炉内颗粒的瞬态速度分布表明炉内存在两种类型的速度波:装料过程引发的向下传播的速度波和底部排料引发的向上传播的速度波.COREX竖炉内颗粒法向应力随时间的变化较小,竖炉底部导流锥顶部存在较强的应力区,而无导流锥竖炉底部中心存在较强应力区,沟流区的应力较弱.     

Densification Model for Porous Metallic Powder Materials

A new mechanical model for powder metallurgy compaction is presented. In this model, various amount of voids can be introduced into a continuous solid, therefore porosity can be conveniently controlled. The elastic-plastic finite element method was used to analyze the sintered powder material. The model was used to simulate compressing of a sintered cylinder. MSC.Marc of MSC. Software Corporation was applied here, and the sintered powder model was built in MSC.Mentat. The sintered cylindrical powder metallu...     

黄土地区公路路基冲击压实试验

基于中国北方某湿陷性黄土路基工程,利用动力触探和面波法等方法对冲击压实工后的黄土路基进行对比检测。试验认为,冲击压实效果主要受路基填土含水量、起始压实度和颗粒组成等因素的影响;冲击压实能使路基整体强度得到均匀提高;可以用核子法、面波法、动力触探与标准贯入测试方法检测冲压质量。研究还表明,正确掌握试验与检测的时效性,有利于准确评价公路路基压实质量。