润滑剂对粉末制品模压成形的影响分析

依据粉末冶金制品模压成形的机理，通过对模压成形过程中粉末颗粒的运动状态分析，受力状态分析及润滑剂对压制过程和脱模过程的影响分析，揭示了润滑剂对粉末制品模压成形的影响实质，指出了选用润滑剂的原则和要求．     

润滑剂对粉末制品模压成形的影响再论

文中依据粉末冶金制品模压成形的机理通过对模压成形过程中糟末颗粒的运动状态分析，受力状态分析及润滑剂对压制过程和脱模过程的影响分析．揭示了润滑剂对粉末制品模压成形的影响实质，指出了选用润滑剂的原则和要求。     

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。     

置氢TC4粉末模压成形-烧结后的组织性能

采用置氢TC4钛合金粉末室温模压成形+保护气氛下烧结工艺,研究了置氢TC4合金粉末模压成形-烧结后合金组织性能的变化规律.结果表明:随着置氢量的增加,置氢TC4合金粉末模压成形烧结体致密度基本呈现逐渐增高趋势,模压成形烧结体由魏氏体组织向双态的过渡状组织转化,模压成形烧结体退火后组织较退火前发生了明显的破碎和细化;烧结体退火后压缩屈服强度基本呈逐渐增大趋势,且烧结体真空退火后氢含量可达到安全状态,其中,置氢量0.42%(质量分数)TC4合金粉末烧结体致密效果好、综合力学性能高.     

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．     

TiC/316L复合材料的致密化和力学性能试验

采用真空烧结法制备出TiC颗粒增强316L不锈钢复合材料.通过对试样进行光学显微分析并测定其相对密度和拉伸性能,研究了增强相含量和模压压力对复合材料的致密化和拉力学性能的影响,并对断口形貌进行分析.结果表明:添加TiC颗粒有利于复合材料的烧结致密化;TiC颗粒的体积分数对复合材料的拉力学性能有较大影响,当TiC的体积分数从0%增加到10%时,复合材料的抗拉强度从543MPa提高到655MPa,而断裂应变却从0.325减至0.052;在较低的模压压力下,提高模压压力有利于复合材料的相对密度、抗拉强度的增加;但过高的模压压力会使试样在烧结后残余封闭孔隙,降低复合材料的塑性性能和抗拉强度.当模压压力为500MPa时,可得到相对密度高、组织致密、增强相颗粒分布均匀、拉伸性能良好的复合材料.     

镁颗粒在烧结过程中的变化方式及其对泡沫铝制备的影响

 研究了粉末冶金法制备泡沫铝材料过程中,提高可发泡预制坯致密度的方法.分析了预制坯制备过程中影响致密度的因素以及致密化过程;研究了烧结处理过程中烧结温度、烧结时间对预制坯内部组织结构及其致密度的影响.着重分析了烧结处理对Mg颗粒以及泡沫铝孔径结构的影响.对于粉末粒度为75~150μm的原料粉末来说,将在400MPa的压制压力下制备的预制坯进行450℃烧结处理2h以上,可提高预制坯的致密度并能够增加基体的连续性,烧结后Mg颗粒尺寸为原来的2~3倍.实验结果表明：采用冷压的方式,在400MPa的压力下,对经过450℃烧结2h后的预制坯进行发泡,可以得到孔径均匀、孔隙率高的泡沫铝材料.     

氧化锆粉末压制成形的多粒子有限元模拟

采用多粒子有限元法模拟氧化锆颗粒的双向压制成形过程。采用离散元法建立氧化锆颗粒无序堆积模型,系统分析氧化锆粉末压制过程中相对密度、应力分布、空隙填充行为,以及保压和卸压过程中力链的演变规律。结果表明,随着压制力增大,氧化锆颗粒的相对密度不断增加,颗粒间的作用力也逐渐增大。在压制初期,颗粒的重排对粉体成形的致密化起主要作用。随着成形的进行,大部分颗粒在压制力作用下形成网状力链,颗粒内部应力也随之增大。卸压后,原本密集的网状力链变得稀疏,甚至部分力链消失。     

粉末铁基高温合金的制备工艺研究

采用粉末机械合金化-温压成型-真空烧结等方法制备了氧化物弥散强化铁基高温合金MA956,并对其制备工艺和组织性能进行了研究。结果表明,高能振动球磨4h粉末颗粒细小均匀,已经基本实现了合金化,将其在120℃、500MPa条件下进行温压成型,压坯密度比常温模压工艺提高了0．3g／cm3;烧结温度对烧结体组织和性能有较大的影响,粉末压坯在1350℃烧结其致密度最高,为90．8％,且显微组织致密性好。     

含非晶和纳米晶Al-Ni-Y块体合金的制备

采用紧耦合惰性气体雾化技术制备Al82Ni10Y8非晶和纳米晶粉末,并利用超高压固结成形技术对雾化粉末进行致密化.利用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对合金的热稳定性、物相组成、微观组织和形貌进行分析,研究合金的致密化机理.研究结果表明:所制备的块体材料保持了原始粉末状态的非晶及纳米晶结构;非晶相的粘滞流动和在三向应力作用下氧化膜的破裂促进颗粒结合是低温下材料获得较高致密度的主要原因.     

强迫润滑拉拔——干粉润滑剂强迫润滑拉拔压力管的长度

采用本文设计的强迫润滑装置进行试验,测量出口钢丝表面润滑剂的附着量和温度,以及拉拔力与压力管长度和拉拔速度的关系,并和常规润滑拉拔进行了比较。通过试验和理论公式,给出了压力管较适宜的长度。     

Synthesis and characterization of copper foams through a powder metallurgy route using a compressible and lubricant space-holder material

In the present work, a compressible and lubricating space-holder material commonly known as “acrawax” was used to process Cu foams with various pore sizes and various porosities. The foams were processed without using binders to avoid contamination of their metal matrices. The lubricant space-holder material was found to facilitate more uniform flow and distribution of metal powder around the surface of the space holder. In addition, the use of acrawax as a space-holder material yielded considerably dense cell walls, which are an essential prerequisite for better material properties. The foams processed with a smaller-sized space holder were found to exhibit better electrical and mechanical properties than those processed with a coarser-sized space holder. The isotropic pore shape, uniform pore distribution throughout the metal matrix, and uniform cell wall thickness were found to enhance the properties pertaining to fine-pore foam samples. The processed foams exhibit properties similar to those of the foams processed through the lost-carbonate sintering process.     

强迫润滑拉拔时压力管中润滑剂的压力

由压力管与工作模同心轴排列成模芯,在拉拔时,由于流体(润滑剂)动力作用,运动的钢丝不断地将润滑剂带入,在压力管与工作模相邻附近的口腔内形成高压区,因而实现强迫润滑拉拔。它比一般润滑拉拔具有很多优点。高压区润滑剂压力很高,是一般高压泵难以达到的。本文通过实验测定及理论分析证实高压区的形成,存在及其压力值的大小,并指出影响其压力值的有关参数。     

聚甲基丙烯酸酯含硼水基润滑剂的合成

采用乳液聚合方法合成了聚甲基丙烯酸酯含硼水基润滑剂。以聚甲基丙烯酸酯分子作为极压剂硼化物的载体，既可利用高聚物微粒的弹性、柔韧性，又可以利用硼化物的极压润滑性，二者复合形成润滑性能优良的吸附膜。实验结果表明，该润滑剂具有优良的润滑性、防锈性，且不易腐败，对环境低污染。     

Span60在石墨烯润滑油中分子行为及协同作用

石墨烯常被使用在润滑油中,以此提高油的润滑性能,但其在油中极易发生团聚,需要借助分散剂抑制团聚。石墨烯、分散剂及润滑油间分子行为可揭示分散机理、润滑机理及协同作用。本文采用对环境无毒无害的span60作为分散剂,基于分子动力学研究石墨烯润滑油添加span60前后的润滑性能变化,建立氮化硅-润滑油-轴承钢层结构模型,分析span60/石墨烯的含量比、工作温度、压强以及剪切速度等因素对润滑油膜在摩擦副表面吸附能、剪切应力以及形成的类固膜厚度的影响,并通过实验进行验证。分散剂span60与石墨烯在润滑油中起到协同效应,提高了润滑油在Si3N4-GCr15摩擦副表面的润滑能力。当span60/石墨烯含量比为7:1时,润滑效果最好;温度为373 K、压强为102 MPa、剪切速度为25 m?s-1时,润滑油润滑性能最好。添加适量span60可以有效解决石墨烯在润滑油中的团聚问题。石墨烯、分散剂及润滑油间的协同效应受温度、压强及速度的影响。     

冷挤压成形工艺中润滑特性的研究

文章对冷挤压工艺中的非稳态成形过程进行分析,在考虑金属塑性成形工艺中润滑剂呈非牛顿特性的条件下,运用塑性成形理论和摩擦学原理建立了比较精确的润滑模型,并运用该模型推导出油膜压力、润滑膜厚度、摩擦力的计算公式     

润滑失效分析

介绍了笔者等人近年来在润滑失效方面的研究结果，通过对润滑剂非牛顿性，润滑剂温升和固体表面粗糙度对润滑失效的影响的研究，发现了固－液表面的边界滑移，推导了热本构方程，分析了固体材料粘弹性的影响，分析表明：（1）润滑剂的在固体表面会发生滑移，滑移将不再增加润滑剂的传动摩擦力，而且它将导致润滑膜的承载能力大大降低；（2）润滑剂内部的摩擦热导致的润滑膜的承载能力不会无限增大，当其增加到最大值后，会逐渐降低，从而导致润滑膜的破裂；（3）在实际变形下，表面粗糙和变形的耗时将引起润滑条件下的固体表面磨损。     

非牛顿特性下冷挤压流体动力润滑模型的建立

应用磨擦学和金属塑性成形理论，对冷挤压工艺中的流体动力润滑机理进行了分析。针对冷挤压高压、大剪应变率工况下，润滑剂呈非牛顿特性的特点，运用Ostwald非牛顿体模型，分别建立了冷挤压非稳定流体动力润滑状态和稳定流体动力润滑状态的数学模型，并运用该模型对以蓖麻油作润滑剂的纯铝冷挤压进行了分析。计算结果揭示了冷挤压过程中，润滑油膜厚度及油膜压力的分布。     

利用原状磷石膏制备石膏基复合胶凝材料的力学性能

以未经处理的原状磷石膏制备磷石膏基复合胶凝材料,测试磷石膏基复合胶凝材料的力学性能,考察生石灰的掺量、水灰比以及成型压力对磷石膏基复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明:当生石灰掺量为4%时,磷石膏-矿渣复合胶凝材料具有较好的力学性能,矿渣微粉对磷石膏-粉煤灰复合胶凝材料的力学性能有增强作用。对于磷石膏-矿渣-炉渣复合胶凝材料,当成型压力超过3 MPa时,制备的材料力学性能明显下降。同浇注成型试样相比较,在5 MPa成型压力下的压实成型试样,材料孔隙率提高,特别对于200 nm以上孔所占体积分数来说,其所占体积分数要远远高于浇注成型试样,导致了材料微观结构劣化,力学性能变差。