金属/陶瓷润湿性研究的综述

综述了金属/陶瓷润湿性的各种测定方法、理论研究方法,以及改善润湿性的一些措施,并评价了各种金属/陶瓷体系中润湿性的测试和研究结果。

金属/陶瓷润湿性(上)

本文综述了金属／陶瓷的润湿性测定方法，理论研究方法，改善润湿性的技术方法，并系统收集和评价了各种金属／陶瓷体系中润湿性的测试和研究结果。

金属/陶瓷润湿性(下)

本文综述了金属／陶瓷的润湿性的表征及测定方法，理论研究方法，改善润湿性的技术方法。并系统收集和评价了各种金属／陶瓷体系中润湿性的测试和研究结果。

磷、碳质量分数对粉末冶金高锰无磁钢组织与性能的影响

在高锰钢合金粉中添加不同质量分数Fe3P粉和石墨粉,采用压制烧结方法制备Fe–Mn–P–C无磁钢平衡块零件,研究了磷、碳含量(质量分数)对高锰无磁钢组织与性能的影响,并比较了Fe–Mn–P–C高锰钢与Fe–Mn–Cu–C高锰钢的性能。结果表明:添加Fe3P粉到高锰钢粉末中可以制备出组织均匀的无磁高锰钢。烧结件的密度和硬度随Fe3P添加量的增加而增大,当添加Fe3P质量分数超过2%之后,烧结件的密度基本保持不变;添加质量分数3%Fe3P的烧结件硬度最大,达到HRB 95左右。添加Fe3P质量分数小于1%的烧结件呈现无磁特性,添加Fe3P质量分数为2%时,烧结件呈现弱磁特性,添加Fe3P质量分数为3%时,烧结件呈现强磁特性。烧结件的密度和硬度随着石墨添加量的增加而增大,添加质量分数0.30%石墨时,烧结件的密度超过7.30 g·cm^(-3);石墨添加量小于0.30%时,烧结件呈现无磁特性;石墨添加量为0.60%时,烧结件呈现弱磁特性;石墨添加量超过0.75%时,烧结件呈现强磁特性。与Fe–Mn–Cu–C高锰钢相比,Fe–Mn–P–C高锰钢的密度相对较低,硬度和磁性与Fe–Mn–Cu–C高锰钢相当,但力学性能均优于Fe–Mn–Cu–C高锰钢。

Ti(C,N)基硬质合金中的润湿性研究

主要研究内容包括如下几个方面： 粘结相 Ｎｉ－ Ｃｏ（ Ｎｉ ∶ Ｃｏ ＝ １ ∶１ ， 质量比， 下同） 与不同 Ｎ／ Ｃ 比的硬质相 Ｔｉ（ Ｃ， Ｎ）（ Ｔｉ Ｎ／（ Ｔｉ Ｃ＋ Ｔｉ Ｎ） ＝ ０ ．１ ，０ ．３ ，０ ．５ ，０ ．７ ，０ ．９） 之间的润湿规律；粘结相 Ｎｉ－ Ｃｏ － Ｍｏ ， Ｎｉ － Ｃｏ － Ｔａ ， Ｎｉ－ Ｃｏ － Ｍｏ － Ｃ 与硬质相 Ｔｉ（ Ｃ， Ｎ） 之间的润湿情况；以及在 Ｔｉ（ Ｃ， Ｎ） 硬质相中添加 Ｔａ Ｃ， Ｎｂ Ｃ 等对润湿性的影响。研究表明，当硬质相中 Ｔｉ Ｎ／ （ Ｔｉ Ｃ＋ Ｔｉ Ｎ） ＜ ０ ．５ 时宜采用 Ｎｉ － Ｃｏ 作粘结相， 而当 Ｔｉ Ｎ／ （ Ｔｉ Ｃ＋ Ｔｉ Ｎ） ≥０ ．５时，则应选择 Ｎｉ－ Ｃｏ － Ｍｏ － Ｃ 作粘结相更适合。

类金刚石自润滑涂层对粉末冶金零件耐磨性的影响

制备了不同密度的粉末冶金铁基零件,采用超声喷丸技术对粉末冶金样品进行表面致密化处理,选择不同密度的烧结态及喷丸处理粉末冶金样品作为基体,利用物理气相沉积技术在粉末冶金零件表面沉积了类金刚石自润滑涂层,研究类金刚石涂层的结合力与摩擦学性能。结果表明:密度高的基体与涂层结合力较好,经过喷丸强化处理的基体具有更好的结合力,约为28.0 N;但是在超声喷丸处理过程中,基体表层会产生巨大的压应力,基体与涂层内的残余应力累积会导致涂层过早失效;为减小超声喷丸带来的应力累积,对喷丸处理后的样品进行退火处理,退火后基体表面和涂层之间有更高的结合力,约54.5 N。相比于裸基体,具有类金刚石涂层的样品摩擦性能大幅度提高,没有涂层保护的基体摩擦系数约为0.60,具有类金刚石涂层保护的烧结态样品摩擦系数约为0.15;与只做喷丸处理基体表面涂层的润滑性相比(摩擦系数0.13~0.17),退火处理基体表面涂层的润滑性更稳定(摩擦系数约为0.13)。

铁基粉末冶金零件蒸汽处理膜层的影响因素及评价体系

蒸汽处理技术是一种应用广泛的铁基粉末冶金产品化学强化方法,能够在产品表层形成一层结合性强、硬度高且致密的保护膜,具有耐腐蚀、抗磨损、提升产品硬度的效果。本文系统阐述了蒸汽处理技术的反应原理,讨论了反应热力学和动力学过程对蒸汽处理保护膜质量的影响。由于目前对蒸汽处理层的检验检测手段不统一,为推动铁基粉末冶金零件蒸汽处理工艺的标准化,本文结合生产现状系统总结了蒸汽处理保护膜膜厚、结构、成分以及结合力的检测方法,并结合实际实验结果说明了各检测方法的优劣势。

钎焊材料预处理及烧结气氛对铁基粉末冶金零件烧结钎焊的影响

采用水雾化Ancorbraze 72(AB72)粉为钎焊料,对铁基粉末冶金材料进行烧结钎焊。通过钎焊料预处理和改变烧结气氛研究钎焊料润湿性及其在母体材料中的渗入深度。结果表明:随着钎焊料预处理温度的上升,钎焊料在母体表面残留物的最大直径明显减少,钎焊料在距离润湿面1000μm处的扩散范围逐渐降低。当预处理温度为800℃时,钎焊料残留物最少,距润湿面1000μm处扩散范围最小,预处理效果最好。当预处理温度为800℃,处理时间长度为2 h,处理气氛为75%N_(2)+25%H_(2)(体积分数)时,烧结钎焊后钎焊料表面残留较少,距润湿面1000μm处钎焊料的扩散范围最小。烧结钎焊时通入一定量的吸热性气氛可以明显改善钎焊料在基体中的渗入情况,当通入吸热性气氛流量为20 m^(3)·h^(-1)时,对润湿角和渗入深度的改善效果最好。

超支化聚酯粘结剂对Fe–Fe_(3)P混合粉末性能的影响

以超支化聚酯(hyperbranched polyester,HBP)作为粘结剂,制备了Fe–Fe_(3)P粘结预混合粉末。通过扫描电镜观察粉末微观形貌,研究了超支化聚酯粘结剂含量(质量分数)对Fe–Fe_(3)P混粉以及烧结产品性能的影响。结果表明:Fe-Fe_(3)P粘结预混合粉末中粒径≤10μm的小粒径粉末颗粒数(绝大多数为Fe_(3)P粉)占粉末总颗粒数的比例为0.65%,远低于未粘结预混合粉末中小粒径粉末颗粒数占粉末总颗粒数的比例(5.93%),证明超支化聚酯可成功将小粒径的Fe_(3)P粉末粘结到铁粉表面,有利于改善混合粉末中磷的均匀性和防止偏析。添加质量分数0.10%末端羟基超支化聚酯的Fe–Fe_(3)P粘结预混合粉末具有最优的粉末流动性和松装密度;压制相同密度的Fe–Fe_(3)P生坯,压制压力随超支化聚酯的质量分数的增加而增大;超支化聚酯粘结剂的添加可以降低烧结体烧结前后的尺寸变化率,提高烧结体横向断裂强度,同时在实际生产过程中也可以保持良好的粘结性能。

高密度铁基粉末冶金零件制备技术

介绍了东睦新材料集团股份有限公司已经使用的高密度铁基粉末冶金产品制造技术,包括温压成形、温模压制、复压复烧等,并讨论了这些技术的优缺点。所述高密度铁基粉末冶金零件制备技术虽可以提升粉末冶金零件的密度,强度也达到较高的水平,但是零件的精度及粗糙度等尚不能满足高端应用的要求,仍需进一步机加工。未来仍需提升粉末冶金模具的制造精度、粉末特性和工艺稳定性,开发低成本、高精度、高强度的烧结铁基零件制备技术。

Ti(C,N)基硬质合金中的润湿性研究

本文主要研究内容包括如下几个方面,粘结相Ni-Co(Ni:Co=1:1,质量比,下同)与不同N/C比的硬质相Ti(C,N)(TiN/(TiC+TiN)=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)之间的润湿规律;粘结相Ni-Co-Mo,Ni-Co-Mo-Ta,Ni-Co-Mo-C与硬质相Ti(C,N)之间的润湿情况;以及在Ti(C,N)硬质相中添加TaC,NbC等对润湿性的影响。研究表明,当硬质相中TiN/(TiC+TiN)<0.5时宜采用Ni-Co作粘结相,而当TiN/(TiC+TiN)≥0.5时,则应选择Ni-Co-Mo-C作粘结相更适合。

Al_2O_3/C复合材料中抗氧化添加剂对预氧丝原位碳化及强度的影响

研究了不同抗氧化添加剂B_4C粉、SiC粉和铝粉对碳纤维前驱体即预氧丝在氧化铝/炭复合材料中原位碳化的影响及其碳化后纤维对材料的强化效果。研究表明,在氧化铝/碳复合材料中添加B_4C后,由于高温下在材料表面形成了一薄层致密的玻璃相物质,抗氧化效果最为明显,预氧丝原位碳化后达到同类碳纤维的强度,复合材料强度也大幅度提高。其次,添加少量铝粉也能起到较好的保护作用。

气氛对铁基粉末冶金制品烧结的影响

实践证明,烧结气氛对粉末冶金产品的性能有重要影响,研究这类问题对提高粉末冶金产品质量至今仍有重大意义。文章作者试验研究了铁基粉末冶金产品在氮基气氛、吸热性气氛和真空下的烧结特性,分析了在不同气氛中性能存在差异的原因。结果表明,在氮基气氛和吸热性气氛中预烧结铁基粉末冶金产品,烧结态的抗拉强度差别不大,分别为423.5MPa和414.1MPa,但是在吸热性气氛中的冲击韧性仅为9.8J/cm2,比氮基气氛的低3.3J/cm2。产品直接真空烧结后抗拉强度仅为388.8MPa,但是冲击韧性高达17.5J/cm2。直接真空烧结会造成产品较多地脱碳,应改进工艺,以弥补产品脱碳造成的性能降低。在真空炉中高温复烧后的结果显示,吸热性气氛中预烧产品的抗拉强度最高,达587MPa,冲击韧性提高到15.7J/cm2。而在真空和氮基气氛中预烧,结果相差不大,抗拉强度约为430MPa,冲击韧性约为18J/cm2。

粉末冶金新技术在烧结齿轮中的应用

烧结齿轮的性能与粉末冶金工艺密切相关,不同工艺和技术路线生产的齿轮,性能差异很大,而粉末冶金技术的发展促进了烧结齿轮性能的提高和尺寸的稳定。文章作者根据其多年从事粉末冶金齿轮生产与科研的实践经验分析和评述了近年来发展起来的温压成形、高速成形、烧结硬化、高温烧结、熔渗和齿轮表面致密化等技术及其在齿轮制造中的应用;指出:采用温压成形、高速成形、烧结硬化、高温烧结或溶渗等新技术配合表面数字化,可望同时实现高密度、低成本和高精度的齿轮生产。

粉末冶金烧结钢的加工性

通过烧结和在铣床上切削加工的实验,研究了添加硫化锰和氟化钙的烧结钢的加工性。结果显示,添加不同的改善切削加工性的第二相颗粒后的粉末烧结制品,其切屑形态有很大差异。添加硫化锰或氟化钙,其切屑变小,利于从孔中排出。在雾化前加入硫化锰的烧结制品,其加工性最好,1个d9.5 mm的高速钢钻头可在其中钻凿532个总深13.51 m的孔而毋需更换。硫化锰和氟化钙在混料过程中会发生团聚现象,降低了切削加工性。改善硫化锰和氟化钙的分布,将会改善切削加工性。

抗氧化添加剂对预氧丝原位碳化及强度的影响

研究了不同抗氧化添加剂Ｂ４Ｃ粉、ＳｉＣ粉和铝粉对预氧丝在氧化铝／碳复合材料中原位碳化的影响及其碳化后纤维对材料的强化效果。结果表明，在氧化铝／碳复合材料中添加Ｂ４Ｃ后，由于高温下在材料表面形成了一薄层致密的玻璃相物质，抗氧化效果明显，预氧丝原位碳化后达到同类碳纤维的强度，复合材料强度也大幅度提高。其次。

烧结铝合金及其在汽车上的应用

本文总结了烧结铝合金的性能特点,比较了烧结铝合金与传统铁基粉末冶金零件在粉末特性和力学性能等方面的性能差异。介绍了粉末冶金铝合金在连杆,皮带轮,油泵齿轮,轴承盖,VVT(可变气门正时系统)的链轮、转子及轴承等方面的应用。铝合金的低密度特性与粉末冶金工艺能制造形状复杂零件的特点相结合,可以大批量、低成本地生产高精度烧结铝合金零件。

铁基粉末冶金零件的连接与焊接

铁基粉末冶金零件的焊接性与材料成分、焊接工艺以及孔隙等因素密切相关。文章作者根据其从事铁基粉末冶金零件连接和焊接的生产与科研的实践经验,分析和评述了电弧焊、点焊、钎焊、激光焊接、摩擦焊接以及组合烧结的性能特点以及在东睦公司的应用。指出：随着科技的发展,将会有更多的新工艺以及焊接材料满足各种铁基粉末冶金零件的焊接要求。粉末冶金零件良好的焊接性,可以拓宽粉末冶金的应用领域,生产更为复杂的零件,增强粉末冶金行业的整体竞争优势。

中国粉末冶金零部件产业依托汽车工业的发展研究

简述了中国粉末冶金零件产业的发展情况,以及汽车工业对中国粉末冶金零件产业发展的驱动作用;概述了粉末冶金零件的制造工艺特点,并介绍了中国生产的代表性的粉末冶金汽车零件和近年新开发的典型粉末冶金汽车零件;简要介绍了近年国外开发的典型粉末冶金汽车零件,以及国外关于粉末冶金产业技术发展路线图及与汽车工业的关系。