粉末形状与松装密度对不锈钢烧结多孔材料制备工艺及其性能的影响

通过选用气雾化及水雾化两种工艺方法制备的不锈钢粉末来制取粉末烧结多孔材料。探讨了粉末形状及松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料制造工艺中的成形压力和烧结温度等工艺参数的影响;研究了原料粉末松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料的透气性、拉伸强度的影响。结果表明:成形压力、烧结温度和制品的透气性受粉末松装密度影响显著。粒度范围为0.18～0.90mm时,气雾化粉末的成形压力比水雾化粉末要高近1倍;当粉末的粒度相同时,采用松装密度大的球形粉末所需的烧结温度比松装密度小的不规则粉末的高60～70℃;粒度为0.45～0.60mm时,选用松装密度为4.13 g/cm3粉末所制备的多孔制品的透气性为3.16×10-10m2,而选用松装密度为2.67 g/cm3的粉末所制备的多孔制品的透气性仅为8.8×10-11m2。不锈钢多孔材料的强度受原料粉末的松装密度影响显著;粒度相同,制备工艺相同时,采用较低松装密度的粉末的制品,能够得到较高的强度。

连续梯度不锈钢多孔材料烧结变形分析

采用模压成形工艺制备连续梯度不锈钢多孔材料。试验对所制备的不同厚度连续梯度不锈钢多孔试样的收缩率及微观形貌进行了分析。结果表明:通过烧结试样的几何轮廓证实连续梯度多孔试样烧结后发生变形——相邻梯度层烧结应力的不同造成圆柱状试样烧结后变成圆台状;烧结过程中连续梯度多孔试样相邻梯度层间力的作用能够促进粉末烧结,对试样的烧结收缩产生影响,并且,粉末粒度越小,这种影响越明显;选择合适的级配粉末以及梯度层间合理的粉末体积或质量搭配,通过不同梯度层间烧结应力的相互抑制作用,可以实现同步收缩烧结,有效解决连续梯度不锈钢多孔材料烧结过程中出现的变形、开裂问题。

造孔剂含量对粉末冶金不锈钢多孔材料孔隙率和抗压强度的影响

利用粉末冶金法制备了不锈钢多孔材料,研究了造孔剂含量对其孔隙率和抗压强度的影响。结果表明:随着造孔剂含量的增加,不锈钢多孔材料的平均孔隙率增大、抗压强度下降;造孔剂的质量分数控制在40%～50%之间时,可在保证强度的前提下使不锈钢多孔材料具有较高的孔隙率。

多孔不锈钢材料的制备及孔隙控制

利用凝胶注模工艺结合微波烧结的方法制备孔隙可控的多孔不锈钢,实验研究了凝胶注模参数、微波烧结参数、粉末形状和粉末粒径等因素对孔隙结构的影响.研究表明：体积固相含量达56%,明胶和海藻酸钠含量分别为1%和0.8%,混合液p H值为7时,浆料流动性好,干燥后的坯体强度较高;烧结温度达1 200℃,保温时间为30 min,孔隙形貌较好;原料的粉末形状因子越大,粒径越小,则多孔不锈钢的孔径和孔隙率越小,分布越均匀;采用粒径35~60μm,形状因子0.85~1.0的粉末,制备出的多孔不锈钢孔隙率为20%~35%、孔径为10~30μm,接近现有透气模具钢水平.通过选取不同粉末形状因子和粒径的粉末,以及合理的凝胶注模和微波烧结工艺参数,可以准确控制多孔不锈钢材料的孔隙率与平均孔径.

烧结不锈钢丝网多孔板材的结构表征及冲击性能

以不锈钢丝网和不锈钢粉末为原材料,经过卷绕、压制、轧制和烧结工艺制造了烧结不锈钢丝网多孔板材.研究了不锈钢多孔板的孔隙结构特征和冲击力学性能,并进一步分析了孔隙率、原材料丝径及烧结参数对冲击性能的影响.结果表明:不含粉末的多孔板内的空隙呈规则的矩形,且孔隙尺寸分布均匀,孔隙尺寸分布范围较小;含有粉末的多孔板内的空隙形状复杂多变,孔隙尺寸分布范围较宽;多孔板的成型烧结温度越高,其冲击韧性越高;原材料丝径越粗,冲击韧性越好;材料孔隙率越低,冲击韧性越高;孔隙率对于冲击性能的影响最为显著,材料孔隙率从10. 64%上升到29. 18%时,不锈钢多孔板的冲击韧性从26. 32J/cm2下降到了8. 02 J/cm2.根据冲击试样断裂的宏观和微观形貌分析推断,材料在冲击载荷下经过了致密化、裂纹萌生、裂纹扩展、冶金结合点破坏、应力迅速上升后断裂几个过程,金属丝骨架断裂为典型的韧性断裂,在断裂时受到了轴向拉伸应力和垂直于断裂方向的剪切应力.

烧结金属粉末多孔材料的应用及发展趋势

烧结金属粉末多孔材料作为一种结构-功能一体化材料,由于其比表面积大、强度高、透过性能优、可焊接且机械加工性能好,因此在近年来得到了迅速发展。介绍了粉末冶金多孔材料的特点及成型工艺,围绕烧结金属粉末多孔元件在过滤分离、粉煤加压流化输送、汽车零部件、流体流量控制和吸声等不同领域的应用,提出了烧结金属粉末多孔材料的发展趋势。

粉末直接激光烧结技术制备17-4不锈钢

EOS GmbH采用粉末直接激光烧结技术（DMLS）成功地制备了17-4不锈钢材料．该材料强度高、耐腐蚀，而且可以制造大块，有望在医疗设备、齿轮及其他工程元件领域得到广泛应用。目前，该材料已在小范围内试验成功，且有12家以上客户正式投入使用，波音公司新开发的飞机中就采用DMLS制备的17-4不锈钢作为客机舱照明装置的支架材料，一家亚洲航空公司也在计划为其19架飞机改用DMLS制备的17-4不锈钢支架。EOS公司还将在2007年度致力于Co-Cr MP1的生产和钛合金粉末的商业化。

增塑挤压法制备不锈钢多孔过滤管

采用316L不锈钢粉末与增塑剂的混合物,用增塑挤压烧结法制备了不锈钢过滤管,研究了烧结温度和时间对挤压管组织结构和性能的影响。结果表明:合适的挤压料配比为8%～14%,挤压力为30～50kN;随烧结温度、时间的提高,挤压管的烧结收缩率和抗拉强度都提高;最大孔径和相对透气系数呈现先增大后降低的趋势;温度的影响大于时间的影响。最佳烧结参数为1100℃及2h,此时多孔体的最大孔径为5.8μm、相对透气系数为30.5 m3/(h.kPa.m2)。孔隙度与抗拉强度有密切关系,当孔隙度为32%时,抗拉强度达到136MPa。

冲击载荷下铜基粉末冶金(Cu-PM)多孔材料的动态应力-应变特性研究

粉末冶金多孔材料具有较低的密度和弹性波速 ,对其施加动态压缩实验具有一定的难度。本文在分析该材料的各种特性后 ,在对该材料进行动态测试时 ,采用半导体应变片技术等方法 ,得出该材料在冲击荷载作用下的应力应变曲线。填补了该粉末冶金材料动态性能数据的空白 。

粉末冶金多孔材料

粉末冶金多孔材料,也称多孔烧结材料,由金属或合金粉末经成形、烧结工艺而制成。常用的金属或合金有青铜、不锈钢、铁、镍、钛、钨、钼以及难熔金属化合物等。粉末冶金多孔材料具有孔径和孔隙度均可控制、导热、导电、可焊接和加工、高的比强度、冲击韧性、能量吸收性能、化学活性、阻波性能、独特的光学性能、良好的透过性、选择性的渗透与吸附性、止振性能等一系列优异的性能。在气体和液体过滤、高温燃气的净化过滤、熔融金属的过滤、固体催化、缓冲器及吸震器、电极材料、屏蔽材料、流体分布装置、热交换器、加热器、散热器、结构材料、生物材料等领域得到广泛应用。

国外烧结不锈钢的发展和研究

一、前言不锈钢是最重要的耐腐蚀材料,用途广泛,但是难于切削加工,而且塑性加工性差,因此在制造机械零件中存在许多技术疑难。利用粉末冶金工艺,可以不通过切削加工而制成复杂形状的高精度制品。因此,国外工业先进国家都重视发展烧结不锈钢。近几年来,国外对不锈钢技术的研究有了进一步的突破,例如通过液相烧结可制成高密度、高强度和弥散硬质颗粒的高耐磨性不锈钢以及非晶材料。不锈钢管技术的成功应用。

不锈钢粉末与丝网复合的孔隙和透过性能

将不锈钢粉末与韧性丝网复合,通过变化材料、料浆粒度和覆层方式,可获得既具有金属的强韧、耐蚀和热震性,又可调结构及性能的柔性微孔材料,该微孔材料可冲压、折叠和焊接成复杂形状的滤芯。不锈钢粉末与丝网复合的孔隙和透过性能研究表明,料浆粒度显著影响孔隙和透过性能,末级料浆粒度起决定性作用;二次双向涂覆时,相同料浆粒度料浆形成外细内粗的三明治结构,不同粒度料浆形成由粗到细的梯度结构;复合多孔材料具有均匀的孔径分布和高透过率。

制多孔不锈钢过滤片的试验研究

通过以水雾化0Cr18Ni9不锈钢粉为原料,以钢模压制或等静压制成形,在真空中或纯氢中烧结制取多孔不锈钢过滤片的试验,提出了制品的气泡试验最大孔径与水雾化不锈钢粉末颗粒平均尺寸关系的经验公式,并针对不锈钢粉末粒级、成形压力和添加剂对多孔不锈钢过滤片的孔隙度、气泡试验最大孔径、相对透气系数和拉伸性能的影响进行了研究。研制的多孔不锈钢过滤环片已批量生产,取得了明显的经济效益。

无造孔剂模压烧结制备多孔Cu_(60)Zn_(40)合金的工艺及组织调控

金属多孔材料在制备过程中通常需要掺杂造孔剂以调控孔隙结构,但去除造孔剂需要较长时间,且残留造孔剂会对母材造成污染或腐蚀。以水雾化Cu_(60)Zn_(40)合金粉末为原材料,在未掺杂造孔剂条件下,采用单轴限位模压和烧结工艺制备了多孔Cu_(60)Zn_(40)合金,深入研究了高度压缩比和烧结时间对其孔隙结构的影响。研究结果表明,在未掺杂造孔剂的情况下,粉末冶金制备的多孔Cu_(60)Zn_(40)合金的孔隙结构主要受压制条件和烧结工艺控制。随着压坯高度压缩比从1.6增加至2.0,多孔Cu_(60)Zn_(40)合金的孔隙率降低了48.15%,同时最大孔径、平均孔径和最小孔径分别减小了45.51%、46.72%和66.43%。尽管孔隙形貌未发生明显变化,但该调控方式有效改变了合金的孔隙尺寸。随着烧结时间延长,多孔Cu_(60)Zn_(40)合金的孔隙形状明显趋于球形化,而孔隙率和孔隙尺寸变化幅度较小。因此,采用模压烧结法制备的多孔Cu_(60)Zn_(40)合金,可通过调整高度压缩比灵活调控开孔隙率和孔隙尺寸,可通过调控烧结时间优化孔隙形貌。此外,在多孔Cu_(60)Zn_(40)合金的烧结过程中,锌的挥发量与高度压缩比成反比,与烧结时间成正比。本研究为无掺杂造孔剂调控金属多孔材料孔隙结构提供了可靠的理论和技术支持,对粉末冶金制备金属多孔材料具有重要理论和实际意义。

一种烧结多孔铝基复合材料的生产工艺

本发明所涉及的这种烧结多孔铝基复合材料的生产工艺包括：将铝粉与包括钛和氢化钛中的一种或两种的助烧结粉末混合以得到混合的粉末原材料;将一种水溶性树脂粘结剂、水、含至少一种多羟基醇的塑化剂、醚类和酯类,不溶于水且含5到8个碳原子的碳氢基有机溶剂加人到粉末原材料中,与之混合,以便得到一种有一定黏度的混合物;烧结前在铝箔或铝板上使这种有一定黏度的混合物发泡形成预成体;在烧结前于氧化性气氛中将预成体置于铝箔或铝板上加热烧结,最终得到多孔烧结铝基复合材料.

金属多孔材料发展现状

介绍了多孔金属材料的种类、制造工艺、性能与表征方法、应用现状，并指出我国的多孔金属材料的开发应产业化、规模化，产品的精度等级要系列化。

不锈钢金属蜂窝的制备、组织结构及力学性能研究

采用410L不锈钢粉末与增塑剂的混合物，用增塑挤压烧结法制备了不锈钢金属蜂窝，研究了挤压成形过程、烧结温度和时间对蜂窝组织结构的影响及蜂窝的压缩性能。结果表明，合适的挤压料配比为70％～80％，挤压力为9．5～11MPa；随烧结温度、时间的提高，蜂窝的表观密度等结构参数都提高，但温度的影响大于时间的影响；烧结组织由Fe—Cr固溶体、（Fe，Cr），Si和（Fe，Cr）3C组成，最佳烧结参数为1235℃及25min；蜂窝屈服强度与表观密度密切相关；径向压缩为单一层状屈服，最大屈服强度可达40．9MPa（表观密度2．16g／cm^3）；轴向压缩变形为多变形带屈服，最大屈服强度为224．7MPa（表观密度2．02g／cm^3）。

Fe_3Al金属间化合物多孔材料的研究

采用粉末冶金方法制备了Fe3Al多孔材料,研究了烧结温度等工艺参数对Fe3Al多孔材料的力学性能、过滤特性的影响,考察了制得的Fe3Al多孔材料的高温强度和耐腐蚀性能。结果表明,Fe3Al烧结多孔材料具有很好的抗拉强度、渗透特性和耐腐蚀性能。

球形多孔高温合金材料的制备与性能

采用含有机物的镍基高温合金原粉,用粉末烧结法制备了球形多孔高温合金材料。利用扫描电镜观察试样的显微组织,利用Instron电子拉伸试验机测试试样的抗压强度。结果表明:试验条件下该材料的最佳烧结工艺是烧结温度1200℃、保温时间1 h随炉冷却;其孔隙分布均匀,孔径大小一致;其素坯通过高温烧结,骨架处的金属颗粒之间产生了烧结颈,形成了烧结结合;其孔隙率随造孔剂(尿素)含量的增加而增加,当造孔剂含量为40%时,可得到孔隙率为81.62%的多孔材料。该材料具有优良的能量吸收性能,其压缩性能随孔隙率和孔径的增加而下降。