近球形TC4钛合金粉末注射成形

以低成本的氢化脱氢(HDH)TC4钛合金粉末为原料,通过气流磨(Jet-milled,JMed)技术对粉末进行整形改性,并进行了注射成形工艺研究。其中,分别以HDH、JMed HDH和气雾化球形(GA)3种粉末为原料,研究并对比了不同粉末原料注射成形的喂料极限装载量、烧结致密度、杂质含量、显微组织及力学性能等。结果表明,经气流磨处理后的JMed粉末形貌呈近球形,其球形度较未处理原始HDH粉末得到了显著提高,其喂料极限装载量(体积分数)较未处理原始HDH粉末提高了6%,在1300℃烧结2 h后,JMed粉末烧结件的致密度为98.3%,高于原始HDH粉末烧结件的致密度(95.3%),且与GA粉末烧结件的致密度(98.4%)相当;JMed粉末烧结件的室温抗拉强度为904.2 MPa,屈服强度为809.1 MPa,与GA粉末烧结件强度相当,断裂延伸率8.14%,显著优于原始HDH粉末烧结件。本研究制备的近球形HDH TC4粉末在注射成形领域展现出良好的应用前景。

金属注射成型技术及其在不锈钢制品中的应用

在“碳达峰、碳中和”大背景下,工业领域要推进绿色制造,金属注射成型作为近净成形技术而倍受关注。介绍了金属注射成型技术的工艺过程,对比传统的切削加工、挤压、精密铸造、热锻等加工方法,分析了金属注射成型工艺优势。在材料利用率方面,金属注射成型可达98%,比切削加工高约50%;在能耗方面,金属注射成型每加工1 kg重量零件需要消耗29 MJ能量,远低于切削加工的66 MJ;在设计自由度方面,金属注射成型可以像注塑成型一样,加工各种复杂结构零件,优于其他金属加工工艺;在加工精度方面,金属注射成型零件线性尺寸公差可控制在±0.05μm,粗糙度可达Ra0.8~1.6μm,优于精密铸造。并讲述了注射成型不锈钢制品在3C产品领域、汽车制造领域、医疗器械领域的应用,着重介绍了在电网二次插箱结构件中的应用。

钛合金激光快速成形过程中缺陷形成机理研究

采用微观测试分析方法,研究了钛合金激光快速成形过程中缺陷的形成机理。结果发现,成形件内部存在两种类型的缺陷,即气孔和熔合不良。气孔形貌呈球形,在成形件内部的分布具有随机性,气孔是否形成取决于粉末材料的特性,主要是指粉末的松装密度,氧含量对气孔的形成没有影响。熔合不良缺陷形貌一般呈不规则状,主要分布在各熔覆层的层间和道间,熔合不良缺陷是否产生取决于成形特征参量是否匹配,其中最显著的影响因素是能量密度、多道间搭接率以及Z轴单层行程?Z。

多层喷射沉积的装置和原理

为了解决铝合金厚壁管坯、厚板坯和大直径圆锭坯的制备技术问题 ,提出了多层喷射沉积的概念 ,发明了多层喷射沉积技术和一系列装置 ,采用该装置制备出了规格为 Φ外 80 0 mm/ Φ内 3 6 0 mm× 12 0 0 mm,重达10 0 0 kg的耐热铝合金 (80 0 9)管坯 ,Φ70 0 mm× 12 0 0 mm的 6 0 6 6 Al/ Si Cp的复合材料圆柱锭坯 ,管、锭坯冷速达 10 4K/ s,经挤压后性能优异 .研究了多层喷射沉积的过程原理 ,结果表明 ,在多层喷射沉积工艺中 ,金属液滴的沉积轨迹、粘结方式、凝固规律以及工艺特点与传统喷射沉积技术有明显区别 ,多层喷射沉积装置是一种制备大尺寸快速凝固近形坯件的理想装置 .

喷射沉积Al-30Si组织及其半固态保温转变规律

对喷射沉积Al- 30 %Si合金组织及其在半固态保温过程中的转变进行了试验研究 .喷射沉积Al-30 %Si合金沉积态组织是由细小的Si相与α基体组成 ,提出这种组织是由于离异共晶引起的 ,并运用该机制对组织中Si相的集聚进行了解释 ,认为其形成机制为 :其一 ,在沉积阶段凝固过程中大量细小的Si发生了粗化和团聚 ;其二 ,大量的Si在沉积时会发生碰撞而靠在一起 ,在随后的离异共晶凝固过程中 ,共晶硅附着在初生硅上从而将原来相互独立的Si联结在一起 .在半固态保温过程中 ,基体发生熔化而出现球形α ,而Si相则发生粗化 。

金属注射成形技术进展

分析了影响金属注射成形（ＭＩＭ）产业化进程的两个主要技术因素，即适合ＭＩＭ要求的原料粉末的生产方法和ＭＩＭ生产工艺，并概述了目前ＭＩＭ技术的发展状况。

金属雾化过程中气体流场动力学行为

利用流体动力学软件计算了喷射成形雾化室内气体的流场状态 ,分析了不同导液管出口长度对气体流动的影响。结果表明 :雾化室内气体流速随轴向和径向的位置变化而发生变化 ,距导液管出口处距离越远 ,气体速度越低。对于本文选用雾化器 ,当导液管出头长度小于 1mm时 ,导液管内气体逆流 ,会造成金属反喷。导液管出口长度大于 1mm时 ,导液管内气体向下流 ,产生对液态金属的抽吸作用 。

固液混合铸造的研究

采用作者自行发明的固液混合铸造技术制备了高硅铝合金和耐热铝合金。该工艺所制备的各种铝合金晶粒微细 ,合金力学性能明显优于传统铸造和半固态铸造合金 ,并且解决了高合金化铸件难以热加工的问题 ,使得很多新合金得以实际应用。固液混合铸造技术具有工艺简单、生产成本低廉、能成形复杂形状件和大件等优点 。

激光快速成形Rene88DT高温合金开裂机理研究

采用微观测试分析方法对沉淀增强型镍基高温合金Rene 88DT激光快速成形裂纹产生机理进行了研究。发现裂纹为液化裂纹,具有典型的沿晶开裂特征。激光快速成形过程中,沉积当前层时,已经凝固的前一层沉积层经受再热循环,晶界处的γ/γ′低熔共晶发生液化,在随沉积过程进行而逐渐增大的残余拉伸应力的作用下被拉开,形成液化裂纹。激光成形件组织具有典型的外延柱状生长特点,沉积层底部为近似平行于沉积方向的细长枝晶,其顶部由于热流方向改变枝晶发生转向,在沉积下一层时,道与道之间的搭接区容易存在转向枝晶未熔的区域,因此生长方向偏离沉积方向一定角度的枝晶在搭接区交汇形成晶界,使得该区域成为开裂的敏感区域。柱状枝晶的晶界沿层与层之间具有贯通的渠道,液化裂纹一旦形成就会沿晶界迅速扩展,因此裂纹大体沿道与道之间搭接区域发展。

喷射成形过程中雾化熔滴的凝固行为

通过对高温合金喷射成形过喷粉末凝固组织的分析 ,结合热传输分析结果 ,研究了喷射成形过程中雾化熔滴的生核与生长动力学行为。研究结果表明 :雾化过程中以异质生核为主 ,先凝固小颗粒与大尺寸熔滴相碰撞而成晶核在生核机制中起重要作用 ,不同粒度粉末均呈快速凝固枝晶生长形态。并给出了组织细化程度与冷却速度之间的定量关系。

注射成形W-Cu研究现状及产业化发展趋势

本文就高热导率钨铜复合材料的应用及最新制备方法———注射成形作了报道 ,集中对比介绍了Jin-ChunKim、THKim ,以及German等人在这方面的最新研究成果。注射成形作为一种新型的材料近净成形技术 ,有独特的优势 ,钨铜复合材料的注射成形技术必将成为今后钨铜复合材料的重要发展方向之一。但是由于钨铜复合材料的注射成形技术起步较晚 ,其工业化还需加倍努力实现。本文对W -Cu的产业化现状及趋势作了总结 。

粉末注射成形过程计算机模拟研究

综述了国内外近年来在粉末注射成形计算机充模流动模拟研究方面的一些重要成果 ,主要涉及粉末注射成形充模流动过程的各种模型、控制方程及其数值计算方法等。并对各自的优缺点进行了分析和比较 ,在此基础上阐明了该技术的主要发展趋势和方向。

粉末低电压电磁压制实验研究

将低电压电磁成形方法用于粉末材料压制 ,采用间接加工方式对铝、铜、锡粉进行了压制实验 ,在成功压制出高密度粉末制品的基础上 ,分析了电压、电容、摩擦、压制次数、粉末粒度等因素对制品压实密度的影响。实验结果表明 ,对不同粉末材料 ,在保证一定加载速率和放电能量的前提下 ,降低电压和增加电容 ,有利于提高粉末制品压实密度及其均匀性 ;电压越高 ,摩擦能量消耗率越大 ;当设备放电能量有限时 ,多次压制是获得致密均匀。

喷射轧制Fe-4.5%Si硅钢片的组织和性能

摘要:采用喷射成形和轧制工艺制备了厚度为0.5mm的Fe-4.5%Si高硅钢片,并对其密度、显微组织和电磁性能进行了测试分析.研究结果表明:在最佳的喷射成形和轧制工艺条件下,所制备硅钢片的磁感应强度B25为1.544T、B50为1.641T;铁损P10/50为1.437W/kg、P15/50为3.43W/kg,说明喷射成形轧制技术可以制备出高磁感应强度、低铁损的高硅钢片.

喷射成形镍基高温合金的研究进展

喷射成形是一种新型快速凝固技术,采用这项技术制备的镍基合金,具有细小、球状的晶粒和均一的组织,从而提高其性能。综述了喷射成形镍基高温合金的发展概况及组织、性能特点。

金属注射成形喂料的流动行为及粘度参数的测定

从材料的综合流动曲线及聚合物、粘结剂的流动性能，分析了金属注射成形喂料的流动行为，给出了用毛细管粘度计测量金属注射成形喂料粘度并确定其流动曲线参数的分析方法。

喷射成形高温合金及其制备技术

简要地总结了喷射成形高温材料近年来的研究状况,包括专用高温材料喷射成形装置、技术及其应用结果。同时比较了喷射成形技术与用常规铸锭冶金工艺和粉末冶金工艺制备高合金化高强度高温合金的异同。通过优化氮气与氩气雾化喷射沉积技术,制备了多种优质高温合金沉积坯,沉积坯整体致密、晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、含气量低、冷热加工性能显著改善、力学性能明显提高。

喷射成形过共晶Al-Si合金的研究

用喷射成形技术制备了过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金沉积坯，对原始态、沉积态和挤压态的微观组织进行了观察和分析，讨论了淬火温度对沉积态组织的影响，探索了喷射成形合金后续致密化的工艺及合适的工艺参数。

硬质合金注射成形脱脂过程中的碳含量控制

研究了不同脱脂气氛 (不同比例N2 与H2 的混合气体 )和脱脂方法 (热脱脂、溶剂脱脂 +热脱脂、冷凝蒸汽脱脂 +热脱脂 )对PIM硬质合金脱脂坯及合金碳含量的影响。结果表明 :N2 热脱脂粘结剂容易以炭黑的形式残留在脱脂坯中 ,造成合金增碳 ;H2 热脱脂导致合金脱碳 ;75 %N2 +2 5 %H2 (体积分数 )混合气体热脱脂既能有效地脱除粘结剂 ,又能保证合金碳含量相对稳定 ;溶剂脱脂和冷凝溶剂脱脂能显著缩短脱脂时间 ,而且由于高温保持时间短 ,在后续热脱脂过程中采用H2 作保护气也可获得满意的碳含量 ,说明该方法对工艺条件的适应性强。通过调整热脱脂高温保持时间 ,可在一定范围内对脱脂坯的碳含量进行调整 ,说明过程的可调控性好。与溶剂脱脂相比 ,冷凝蒸气脱脂粘结剂脱除率更高 ,脱脂坯有较高的强度 ,有效地防止了脱脂坯软化变形的现象。

注塑件的翘曲变形分析与成形尺寸预测

应用有限元方法研究了温度场、压力对注塑件残余应力及翘曲变形的影响 ,重点讨论注塑件的温度场计算、2维粘弹性本构关系下注塑件的残余应力计算 ,以及热塑性小变形理论下的注塑件翘曲变形计算 ,并给出了数值算例。