W-Ni-Fe高比重合金纳米晶预合金粉的制备

采用行星式高能球磨机制备W-Ni-Fe高比重合金纳米晶预合金粉，研究了不同的球磨介质（研磨球）包括硬质合金球、不锈钢球、钨球和球料比以及不同的保护气氛N2、Ar等对球磨后粉末性能的影响。采用XRD分析了粉末相变化、晶块尺寸和晶格畸变。采用SEM和EDX对球磨后粉末形貌和颗粒成分进行分析。

纳米晶W粉和W-Ni-Fe预合金粉的制备

采用高能球磨法制备纳米晶W粉和W-Ni-Fe预合金粉,研究了不同的球磨材质包括硬质合金球(CCB)、钨球(TAB)和球磨转速、球料比及球磨时间等条件对球磨后粉末性能的影响。利用XRD,TEM和EDX分析球磨后粉末的晶粒尺寸、晶格畸变、形貌、结构变化及颗粒成分变化。结果表明:高能球磨法可制得10nm^80 nm的W粉和W-Ni-Fe预合金粉,纳米级颗粒含量达80%以上。相同材质的钨球制得的纳米粉末综合性能较好。球磨过程中,粉末保持颗粒状结构,纳米级粉末颗粒形状最终趋于等轴化。

Characterization of Prealloyed Ti–6Al–4V Powders from EIGA and PREP Process and Mechanical Properties of HIPed Powder Compacts

Prealloyed Ti-6Al-4V powders were prepared by electrode induction melting gas atomization （EIGA） and plasma rotating electrode process （PREP） in this work. A comparative study of EIGA and PREP powders for hot isostatic pressing （HIPing） compaction was conducted. Characterization of important technological parameters such as particle size distribution, powder surface morphology and flowability was carried out. Microstructure and mechanical properties of Ti- 6Al-4V powder compacts HIPed from EIGA and PREP powders were also investigated. The results showed that the EIGA powder has a finer average particle size and higher tap density, while the PREP powder has better flowability and less pores. Micropores can be observed in heat-treated EIGA powder compacts by X-ray tomography and the porosity was found to be about 0.02%. There are no micropores （≥4 μm） to be detected in heat-treated PREP powder compacts. Transgranular fracture mode as well as micropores contributes to the scatter in fatigue property of heat-treated PREP powder compacts. The respective advantages and disadvantages of both EIGA and PREP powders for producing Ti-based complex parts through HIPing were also discussed.

坚硬致密地层自锐锯齿金刚石钻头的研制及应用

相山铀矿田鹏姑山地区岩层胶结致密,可钻性级别高,为坚硬致密难钻进地层。为研发适用于该矿区地层的高效长寿命金刚石钻头,将钻头唇面结构设计成软硬夹层式的分层复合型结构。由Fe基预合金粉末FJT-A1作为低硬度辅助工作层的胎体配方,在FJT-A1预合金粉中添加质量分数为15%的碳化钨(WC)作为高硬度主工作层的胎体配方。室内试验显示FJT-A1胎体出刃能力良好,该设计能够实现胎体自磨出刃效果。野外钻进试验表明,所研发的自锐锯齿钻头对鹏姑山地区岩层有良好的适应性和广谱性,在钻进过程中能够保持唇面尖齿状态。试验钻头在可钻性级别9~10级碎斑熔岩中钻进时效能达到2~3 m/h、寿命达50 m,在可钻性级别8~9级流纹英安岩中时效达3~4 m/h、寿命80 m以上。相比常规同心圆锯齿钻头,试验钻头平均寿命提高近一倍。

雾化预合金胎体粉末的制备及其在金刚石工具中的应用

采用高压水雾化快冷技术,将熔融的金属液流注入上部设有漏包坩埚的水雾化喷嘴,当熔融的金属液流通过倒流嘴流经喷嘴时,被喷嘴射出的高速水流击碎成小液滴,随后合金液滴落在水中凝固成粉末的方法制取Follow系列预合金胎体粉末;利用SEM,差热分析等手段研究了粉末的特性,结果表明预合金粉末呈不规则状,压制性能好,成分均匀,烧结温度低;用Follow系列预合金粉末制成金刚石工具,切割性能优异,可切中硬花岗岩品板500m^2以上,中硬花岗岩荒料250m^2以上,具有寿命长切割效率高,成本低等特点。采用Follow系列预合金粉末可降低生产成本,提高金刚石工具的使用性能。

预合金粉末在金刚石工具中的应用研究

本文初步分析研究了预合金粉末在金刚石工具胎体材料中的应用情况，讨论了预合金粉末作为工具胎体材料的优越性能和应用前景，分析发现，只要选择得当，预合金粉末胎体材料的性能可达到钴基胎体材料的性能水平，并且具有切割速度快，寿命长，对金刚石粘结牢固等优点，预合金粉末的应用成功必将推动金刚石工具制造技术的进一步发展。

金刚石工具预合金代钴粉末的研究及应用

近年,国内外开展了金刚石工具代钴粉末的研究。本文采用水雾化法开发了三种预合金代钴粉末:对粉末的基本属性、形貌,粉末的相组成,粉末的差热性进行了分析研究;测定了它们的烧结密度、硬度、抗弯强度、弹性模量随热压烧结温度变化的规律;采用作者自行建立的磨料磨损试验方法,测定了它们的质量磨损百分率(即耐磨性);测定了它们的冷压生坯密度、模拟生坯强度以及高频钎焊的结合力矩;观察了热压烧结SEM腐蚀组织和SEM断口形貌。结果表明: 三种预合金粉末有着优良的低温烧结性能和耐磨性,表现出接近于超细钴和相当于国外代钴粉末的优良的物理、机械性能,对金刚石把持力高;具有高的高频钎焊结合力矩;粉末成本较低,用粉量可降低。实际切割花岗石、混凝土,切割锋利,使用寿命长。

金刚石制品用FeCoCu预合金粉末的制备及应用研究

采用共沉淀法制备了金刚石制品用FeCoCu预合金粉末,研究了共沉淀反应溶液的浓度、反应温度与还原温度、时间对粉末收得率与粒度的影响,并对其使用性能进行实用性研究。结果表明:采用共沉淀法可以制备出良好的预合金化粉末,随着混合金属盐溶液与沉淀剂溶液的浓度的增大,预合金粉末的粒度呈现明显的增加趋势,同时收得率也随之缓慢增加;随着温度的升高,粉末的粒度与收得率均呈增大趋势;随着还原温度的升高和还原时间的延长,粉末的含氧量逐渐降低,而粉末的粒度却逐渐增大。在850℃下烧结的预合金粉末烧结块体具有较高的弯曲强度和硬度,同时还具有较高的致密度。FeCoCu合金粉末过渡层的焊接强度完全达到并超过BS En13236—2001安全标准。与国外某公司过渡层相比,FeCoCu合金粉末过渡层具有更高的焊接强度以及更好的安全性和可靠性。

金刚石工具用预合金粉末的研究动态

本文介绍了金刚石工具用预合金粉末特点 ,重点分析了国外NEXT 、Diabase -、Cobalite系列最新预合金粉产品性能及应用特点 ,着重比较了各预合金粉产品激光焊接性能及其与加强胎体特殊应用性能元素的混合使用性能 。

共沉淀-热分解法制备金刚石工具用预合金粉

研究用共沉淀-热分解法制备金刚石工具胎体用预合金粉,其中包括共沉淀反应pH值、反应温度和热分解反应温度等对粉末收得率和粒度等方面的影响。采用XRD和SEM对粉末物相组成和形貌进行了分析,同时采用激光衍射粒度分析仪对预合金粉粒度分布进行了分析。研究结果表明:采用共沉淀-热分解法可以制备出良好的预合金化粉末,粉末呈棒状和不规则形状,粉末粒度较细,分布比较均匀、集中;粉末收得率随着共沉淀反应pH值的增大而提高,在pH值约等于9.8时达最大值;随着共沉淀反应温度的升高,粉末粒度逐渐增大;随着前驱体热分解反应温度的升高,粉末粒度逐渐增大。

SPS法制备Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的组织与性能

采用等离子烧结(SPS)预合金粉末法制备了Ti-25Nb-3Zr-3Mo-2Sn(质量分数,%)(TLM)医用β型钛合金,研究TLM预合金粉末的特征和SPS制备的TLM合金在固溶时效后的组织形貌与力学性能。结果表明:等离子旋转电极法制备的TLM钛合金预合金粉末球形度好、内部致密度高,粉末凝固组织主要由细小枝晶和单晶构成。SPS制备的TLM合金其烧结态和固溶态组织为等轴β相及少量的球状α″马氏体。固溶态合金展示了良好的综合力学性能,其屈服强度约为500 MPa,抗拉强度为624 MPa,伸长率为40%,弹性模量为54.5 GPa。经500℃时效6 h后,合金在一定塑性的前提下,抗拉强度达到1015 MPa,弹性模量为84 GPa。

金刚石制品胎体用预合金粉的制备

采用共沉淀还原法制取金刚石制品胎体的铜基预合金粉末。用X射线衍射仪(XRD)分析其物相组成,扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌特征。研究了共沉淀还原法制备预合金粉末的机理。将预合金粉末经过真空热压烧结后,测试了其基本力学性能。研究结果表明:用该法制取的预合金胎体粉末形貌较均匀、粒度较均一,成分组成达到了设计的要求。共沉淀还原法制备预合金粉末的机理为:各种金属盐在共沉淀反应过程中相互固溶形成了复合金属盐,复合金属盐再通过还原得到预合金粉末。与传统机械混合法制成的胎体材料相比,用该预合金粉制成的胎体材料,均匀性更好,力学性能明显优于传统机械混合法,相对密度达98.24%,硬度达100.4 HRB,抗弯强度达1127.45 MPa。

Fe基预合金粉的结构及低温烧结性能研究

采用共沉淀法制备了Fe基预合金粉,并进行了不同温度下的烧结实验,对烧结后的试样块进行了力学性能测试及结构表征。结果表明,在共沉淀过程中该预合金粉已经形成了固溶体,实现了合金化,粉末的微观结构更有利于烧结的进行。预合金粉的烧结温度不宜超过900℃,最佳烧结温度为850℃,在此温度下试样具有较好的综合力学性能。烧结体的SEM观察表明在850℃烧结温度下材料的微观结构比较均匀,无明显晶粒长大,胎体材料对金刚石的包镶能力也最好。

合金化铁粉对金属/金刚石复合材料性能的影响

本文研究了预合金化的铁磷及铁铜粉末对金属 /金刚石复合材料性能的影响。结果表明 ,采用预合金化的铁基粉末能够提高金属基体的密度、抗弯强度和耐磨性。以铁磷预合金粉末为基础粉末时 ,金属基体相对密度可达 99 6 %、抗弯强度可达 15 6 7MPa、磨损速率为 1 2 5× 10 -2 g/min ,比以还原铁粉为基础粉末的强度提高 30 %、磨损速率降低了 79%。粉末的颗粒尺寸对金属基体的硬度有明显的影响 ,降低基础粉末的颗粒尺寸 ,有利于增加硬质相的弥散强化作用 ,增加材料的硬度。

金刚石制品用Fe-Co-Cu预合金粉末的制备及其粒度控制

用共沉淀热分解法制备了用于金刚石制品的Fe-Co-Cu预合金粉。研究了共沉淀反应的pH值、温度、溶液浓度、加料顺序和速度对粉末粒度的影响,以及热分解条件对粉末粒度和含氧量的影响。用X射线衍射仪(XRD)分析粉末的物相组成,用扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌特征。研究结果表明:采用快速并流共沉淀方式,当共沉淀反应pH值为6.5～7.0、反应温度为50～70℃、金属盐溶液A与复合沉淀剂溶液B浓度均为0.5～0.8 mol.L?1时,制得的前驱体粉末在510～550℃分解30～50 min,得到收得率高、含氧量较低、粒度适中的Fe-Co-Cu预合金粉末。

激光焊接金刚石工具用铁钴预合金粉末的制备与性能

采用共沉淀法制备了用于激光焊接金刚石工具过渡层的铁钴预合金粉末,用X射线衍射仪分析其物相组成,用扫描电镜观察其形貌特征;将预合金粉末进行热压烧结后,对其相对密度、硬度、抗弯强度和焊接性能进行了研究。结果表明:制备的粉末为FeCo(α′)相,随烧结温度的升高,烧结试样的相对密度略有增大,而硬度有所下降,抗弯强度变化较小;高温烧结试样的焊接性能优于低温烧结试样,在850℃烧结制备的试样焊接强度达到51.6 N.m。

铬对铁基预合金粉末烧结组织和性能的影响

采用冷压烧结方法制备Fe-Ni-Mo-Cu-Cr系铁基粉末冶金材料,研究了铬对粉末烧结密度、微观组织特征及耐磨性能的影响,并借助于扫描电镜观察分析磨损形貌、探讨其摩擦磨损机制。结果表明,添加少量铬的Fe-Ni-Mo-Cu预合金粉末,在1120℃下烧结,可获得较高的烧结密度；微观组织硬度随铬量的增加而增加,表观硬度随密度的增加而增加。干滑动摩擦磨损率随磨损滑移距离的增加先增加而后逐渐降低,磨损机制主要为粘着磨损和氧化磨损。

CuMn基含Ti预合金钎焊金刚石的结合界面分析

设计并用气雾化法试制以CuMn为基的含Ti预合金粉末,以此为粘结胎体在粗真空钎焊条件下制备金刚石复合材料,考察预合金与金刚石之间的界面结合状况。钎焊制备的主要依据是经差热分析测定的预合金熔点(约为1 151 K)和试验定性观测的流动性及铺展性。结果表明,在试验条件下伴随界面两侧成分的迁移变化,预合金胎体中的Ti原子与金刚石表层的C原子发生化学反应并生成TiC,且呈非连续岛状分布于金刚石表面,这有助于提高金刚石的把持力。

铁基超细预合金粉对花岗岩切割锯片锋利度的影响

通过测试胎体硬度、抗弯强度以及测定切割花岗岩的切割速度,分析了铁基超细预合金粉对改善胎体性能的作用,并研究了铁基超细预合金粉对干切圆锯片锋利度的影响。研究发现铁、铜、镍、锡构成的胎体中,超细预合金粉提高胎体的硬度和抗弯强度,使胎体对金刚石的包镶能力更强,从而提高胎体对金刚石的把持力,提高锯片的锋利度,并且某些情况下超细预合金粉可以完全替代钴粉而不降低锯片的锋利度。使用超细预合金粉时,含钴的和不含钴的锯片搭配较粗粒度40/45金刚石能提高切割效率;对于不使用超细预合金粉的、由铁、铜、镍和锡粉混合组成的不含钴的胎体,选择较细粒度50/60金刚石可提高锯片的切割效率。并且通过在其中添加钴粉发现,钴提高锯片的切割效率,防止锯片在切割过程中产生"烧刀"现象,并且添加钴的胎体选择较粗粒度40/45金刚石能提高切割效率。

镍的合金化方法对铁基合金组织和力学性能的影响

针对Fe-1.75Ni-0.50Mo-1.5Cu-0.6C粉末冶金合金,采用羰基Ni粉混合和水雾化预合金化两种方法添加Ni元素,研究Ni元素的合金化方式对该合金组织和性能的影响。结果表明:在相同的条件下,由Ni预合金Fe粉制备的烧结合金密度和抗拉强度较低,硬度较高,组织为均匀的珠光体和铁素体混合组织;而由羰基Ni粉混合合金化方法制备的烧结合金密度和抗拉强度都有提高,硬度略有降低,金相组织为分布不均匀的珠光体和铁素体,在原始Fe粉粉末颗粒周围存在富Ni区。