氢气流量和系统进出气流量比对钨粉性能及压坯强度的影响研究

以黄钨为原料,采用分步还原工艺制备钨粉,系统研究了氢气流量和系统进出气流量比对钨粉性能及压坯强度的影响。结果表明:随着氢气流量增加,钨粉粒度细化,但其压坯强度变化较小;当氢气流量为250 L/min时,钨粉粒度为3.3μm,压坯强度为4.1 MPa;当氢气流量增加到800 L/min时,钨粉粒度为2.72μm,压坯强度为4.2 MPa。同时,系统进出气流量比对钨粉压坯强度影响显著,当系统进出气流量比为1∶1时,钨粉粒度为2.76μm,压坯强度为1.6 MPa;提高系统进出气流量比至1∶0.9时,钨粉粒度上升到3.06μm,压坯强度提高到4.4 MPa。

提高粉末冶金制品压坯密度的新技术

粉末冶金是一项以较低的成本制造高性能铁基粉末冶金零件的生产技术。然而 ,其制备的粉末压坯密度通常较低 ,因而影响了零件的性能。在此介绍了几种提高粉末冶金零件压坯密度的新技术 ,如温压、流动温压、高压温压以及高速压制等 。

微波烧结金属纯铜压坯

分别采用常规电阻加热与微波加热对金属铜压坯进行烧结并比较样品烧结密度、表观硬度以及显微组织分布;微波烧结在功率为1kW、频率为2.45GHz微波炉中进行。结果表明:微波烧结样品平均相对密度达97.3%,略高于相同烧结温度下常规烧结样品的平均相对密度;微波烧结可在较短时间内对粉末冶金金属铜样品实现烧结致密化。另外,微波烧结样品表观硬度比常规烧结样品的高。微波烧结样品具有独特孔隙分布规律,样品横截面中心处孔隙率比横截面边缘处的小;并且微波烧结样品孔隙与显微组织较常规烧结样品细小。

基于粉末压坯的氮化锰制备技术

在节能、环保、高效原则下,基于粉末压坯对氮化锰生产工艺进行了试验.结果表明,电解金属锰粉压坯经两次预抽真空后,在823～1173 K温度区间和0.05～1 MPa压力下渗氮9～10 h,可获得含氮量高达8.97%～9.54%的氮化锰产品.

成形剂对碳化硼压坯密度和烧结密度的影响

研究了葡萄糖、酚醛树脂、硬脂酸以及酚醛树脂加硬脂酸这 4种成形剂的加入量和成形压力对碳化硼压坯密度的影响 ,探讨了碳化硼压坯密度和烧结密度的关系 .研究结果表明 :加入葡萄糖所得到的碳化硼压坯密度最高 ;碳化硼烧结密度随压坯密度的增加呈正比例增加 ;颗粒间接触面积增加有利于扩散 ,但当压坯密度为 1 .87g/cm3时(对于粉末 4) ,这种线性关系的斜率明显变小 ,说明压制压力不需过大 ;所选用的成形剂在烧结过程中分解成碳并残留在压坯中 ,这些新生态的碳对烧结起活化添加剂的作用 .因此 ,加入这些成形剂既提高了碳化硼压坯密度 。

金属粉末压坯烧结过程的内耗研究

烧结在粉末冶金过程中对最终产品质量起着关键性作用,理解和探索烧结过程中粉末压坯结构和缺陷的演变,明确烧结的起始温度、结晶温度等,可为烧结工艺的确定提供确切的信息.本文采用内耗技术系统研究了单元系纯Al, Mg, Cu, Fe粉末压坯烧结过程的内耗行为.在第一个循环的升降温过程中各发现了一个内耗峰、升温峰和降温峰.降温峰是一个稳定的弛豫型内耗峰,激活能和峰温表明,该峰起源于晶界的黏滞性滑移.升温峰的出现伴随着相对动力学模量和电阻的下降,材料性能发生显著变化,相应峰温可考虑作为单元系粉末烧结的起始温度.升温峰具有明显的压坯颗粒粒径和成型压力依赖性,随颗粒粒径或压制压力的减小而升高,这与颗粒间弱结合界面数量和微滑移可动性的增大有关.在升温测量时,主要通过弱结合界面微滑移耗能,内耗增加直至峰温所在位置,弱结合界面转化为颗粒间晶界,内耗迅速下降,形成了非稳定升温峰.升温峰的出现表明了粉末压坯烧结过程中颗粒间晶界的形成,相应峰温亦可作为粉末压坯的结晶温度.

聚乙烯醇在镍铁氧体压坯中的脱脂行为

使用TGA、DSC等分析手段对聚乙烯醇(PVA)在NiFe2O4粉末压坯中的脱脂行为进行了实验研究,以期进一步揭露PVA热脱脂反应对NiFe2O4粉末压坯机械强度的影响。实验时,先用含1%PVA的NiFe2O4粉末及不含PVA的NiFe2O4粉末进行同轴压制,再将制得的压坯于空气中脱脂,并用径向受压实验测试压坯强度。试验表明在PVA脱脂过程中,其脱脂行为及粉末压坯强度随温度的升高呈明显的阶段性变化,粉末压坯的强度随粘结剂PVA的脱除逐渐降低。

Fe-Ti-C系粉末压坯的电导性研究

通过对Fe-Ti-C三元粉末混合物压坯的加压成形过程的研究,分析了影响粉末压坯电导性的因素。实验表明:压坯的电阻率与其孔隙率呈近似的线性关系变化,且随孔隙率的增大而增加。当压坯经1250℃烧结后,其电导性的变化和体积的变化符合Kirkendall效应。

粉末冶金压坯裂纹成因与防治

作为粉末冶金的一项重要技术手段,冷等静压技术正以其突出的优越性,在许多领域取代了常规的成型技术。针对金属粉体冷等静压成形坯体在某些情况下较易产生裂纹这一现象,从粉体特性、包套材料、装料与压实、保压、卸压、脱模等涉及整个冷等静压压制过程的各个步骤,分析了产生裂纹的各种可能原因及其相应的防治措施。

侧压系数及压坯高径比对温压有效性的影响

钢铁粉末温压技术的有效性不仅取决于粉末／模具加热温度、压制压力及润滑剂的特性，而且取决于所要生产的零件的特点，如几何形状。本文通过引入温压侧压系数（β）并运用唯象的温压压制方程着重分析了压坯高径比或高径差比对温压生坯密度的影响。理论分析表明，当β值超过某值时，温压生坯密度明显降低。不同β值的压坯温压实验表明，当β＝３～１０，温压生坯密度随粉末／模具温度变化有一最大值；而β≥２４时，无模壁润滑生坯密度随粉末温度升高而降低，而适当的模壁润滑却可保证得到６９０ＭＰａ下的７３８ｇ／ｃｍ３的高的温压生坯密度。

CuO-Al-Cu粉末压坯中CuO和Al的反应机理

对CuO Al粉末预制块在不同温度下反应 ,测试其温度随时间的变化曲线 ,利用X射线衍射仪对其反应后的试样进行物相分析 ,得出产生热爆的反应温度及不同温度下的反应产物。结果表明 ,CuO Al体系化学反应存在 3个不同温度区域 ,即稳定区、反应不完全区和反应完全区。反应完全区易出现热爆现象。

CO_2激光烧结金刚石微粉压坯的实验研究

为了改进金刚石微粉烧结体的机械性能,利用现有的激光技术,采用高功率横流CO2激光烧结金刚石微粉压坯,研究在不同的激光工艺参数下,烧结体中的金刚石微粉与金属粉末粘结的结合性能、微观结构以及形成机理。结果表明,在合适的激光工艺参数下可以得到组织结构良好的金刚石微粉压坯烧结体,显著提高烧结体的致密性和耐磨性,开辟了一种金刚石工具制造的新工艺。

电场诱导下压坯密度对Fe-V-C体系燃烧合成的影响

采用Gleeble热模拟机,在电场和大热流密度作用下,研究压坯密度对Fe-V-C三元系粉末压坯燃烧合成的影响。结果表明,当压坯相对密度为73%～83%时,体系的点火温度范围为753～771℃;随压坯密度增大,体系点火温度提高,点火延迟时间增加,所达到的最高温度也有所提高;压坯密度对燃烧合成产物的相组成影响不大,均由FeC、V8C7和V6C5组成;但随压坯密度增大,产物颗粒有所长大。

Fe-Al系粉末压坯激光反应烧结的研究

探讨了Fe Al系粉末压坯在激光作用下的反应烧结行为、物相转变、微观结构和硬度特征。结果表明:在短暂的烧结过程中,粉末压坯实现了燃烧和蔓延,完成了单元素组分向产物相的转变,富Al相大多在颗粒边界形成,也有部分是在颗粒内部析出;随Al含量的增多,边界上析出相的Al含量比内部析出的多,试样的硬度值提高。

粉末冶金压坯缺陷分析

在粉末冶金零件压制过程中,由于原材料、零件设计、模具设计、成形设备工装、模具组装、压制工艺等原因,而产生粉末冶金压制件(压坯)缺陷,如密度不合格、尺寸超差、裂纹等,最终导致粉末冶金零件批量报废。本文列举了在粉末冶金零件压制过程中常出现的各类压坯缺陷,并结合真实案例详细地分析了产生缺陷的原因,提出了克服压坯缺陷的方法和措施。

基于DPC-CZM混合模型的金属粉末压坯裂纹三维数值模拟

消除和控制金属粉末压坯裂纹对生产高质量粉末冶金零件具有指导作用。本工作将修正的Drucker-Prager Cap(DPC)模型与内聚力模型(CZM)相结合,分别定义金属粉末压坯实体单元与零厚度内聚力单元的力学行为。通过巴西圆盘和单轴压缩试验获取压坯断裂性能参数,编写Python程序在实体单元中批量插入零厚度内聚力单元,模拟金属粉末压坯在外载荷作用下的拉伸和剪切裂纹以及裂纹扩展过程,并与实验结果进行对比分析。研究结果表明,采用指数型内聚力本构模型与DPC模型混合,可更准确地描述压坯裂纹损伤区的变化,与零厚度内聚力单元相关的裂纹扩展过程与实验结果更为一致。

Fe-Cr-Mo-C 系粉末压坯烧结致密化机理

研究了烧结温度对Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｏ－Ｃ系试样密度及性能的影响，探讨了实现烧结致密化的机理．结果表明，采用真空烧结工艺，在１１６０～１２６０℃范围内，Ｆｅ－（１３～２０）Ｃｒ－１．５Ｍｏ－（１．８～３．６）Ｃ粉末压块可实现液相烧结致密化，制得密度大于７．３ｇ／ｃｍ３，硬度ＨＲＡ７０以上的高Ｃｒ烧结铁基材料．适宜的液相烧结温度随Ｃ含量增加而降低．

用平台巴西圆盘实验确定金属粉末压坯的力学性能参数

为确定金属粉末压坯的力学性能,本文采用平台型加载方式的巴西圆盘实验对铜、铁两种不同相对密度的金属粉末压坯进行直径压缩。利用同步实验图像记录,研究了圆盘中心裂纹的生长和金属粉末压坯的拉伸断裂过程。通过压缩实验获得了金属粉末压坯的位移-载荷曲线,结合弹性力学理论和数值分析方法,确定了压坯的三个力学性能参数:由直线段确定弹性模量E、由线性段与非线性段的转折点确定抗拉强度σ_t和由局部最小载荷确定张开型断裂韧度K_(Ic),它们与相对密度的关系均符合幂指数函数变化规律。

铜-铝系合金粉末压坯烧结机理

针对铜-铝系粉末压坯烧结出现的异常膨胀,采用熔铸中间合金γ_2(Cu_9Al_4)相实现 Al合金化,Cu-γ_2 预合金化处理,及添加羰基镍实现微量液相烧结等措施。解决了由于克肯达尔效应、相体积效应及相变潜热等综合作用引起的异常膨胀。为开发铜-铝系粉末冶金产品奠定了理论及实践基础。

钼粉的形貌与粒度分布对压坯强度的影响

采用三点弯曲法测定4种不同钼粉压坯的抗弯强度,并观察样品的形貌,研究钼粉的粒度分布和颗粒形貌对钼粉压坯强度的影响。结果表明,通过调节二次还原工艺,可以有效地控制钼粉的粒度分布与形貌;在粉末费氏粒度相当的条件下,非单一粒度组成的粉末,粉体中细颗粒的含量越高,压坯强度越高。