场活化烧结中场特点、影响和作用

场活化烧结技术是一种在电场、应力场和温度场作用下实现快速致密化的粉末活化烧结技术。场活化烧结的特殊致密化过程和活化机理,源自于其特有的电场、应力场以及温度场作用。本文就各种场在场活化烧结过程中的特点、作用和影响的研究进展进行介绍。对于各种场在场活化烧结中的特点、作用和影响的认识,仍存在较多问题和分歧。各场间交互作用显著。从多场耦合的角度研究场活化烧结过程,有助于更准确、全面掌握各种场的特点、作用和影响,深入揭示场活化烧结的特殊致密化过程和活化机理。通过外加磁场提高场活化烧结的均匀性,进一步赋予材料特殊性能,具有良好的研究开发前景。

电热冲击对场活化烧结微成型制备微型铜齿轮的影响

为研究场活化烧结微成型过程中电热冲击对粉末烧结致密化的影响,将装有铜粉末的模具在100 MPa压力下以50℃/s的预设升温速度加热至600℃,不保温,然后冷却至500℃,随后继续在500~600℃的温度范围内以同样的速度加热升温和冷却,如此循环1~5次,研究了快速加热时的电热冲击对制备微型铜齿轮的影响。研究发现,随着电热冲击循环次数的增加,所制备的分度圆直径为1.6 mm的8齿微型铜齿轮的致密性逐渐提高。当电热冲击循环次数为5次时,微型铜齿轮的相对密度为98.7%,整个制备过程仅为53 s。微观分析表明,微型铜齿轮的快速微成型过程由粉末颗粒的重新排列、粉末的弹塑性变形及碎化、颗粒间熔接及界面消失、电热冲击循环4个阶段组成。

烧结温度对多物理场耦合活化烧结制备WC-11Ni硬质合金的影响

利用多物理场耦合活化烧结法在不同烧结温度(1050、1100、1150、1200℃)下制备WC-11Ni硬质合金。结果表明:随烧结温度的升高,WC颗粒尺寸轻微长大,试样的致密度逐渐升高,在1200℃时达到最高值97.5%;随烧结温度升高,显微硬度及断裂韧性增大,在1200℃时,分别达到最大值2087 HV30、8.402 MPa·m1/2。

Micro-FAST中升温速率和烧结温度对零件致密化的影响

采用Gleeble-1500D热模拟机对316L不锈钢粉末进行烧结,制备出尺寸为Φ1.0 mm×1.0 mm的微型零件,并研究了升温速率和烧结温度对微型零件微观组织及性能的影响。结果表明:随着升温速率和烧结温度的提高,烧结试样体系的孔隙数量减少,试样的相对密度增加;在升温速率为50℃/s、烧结温度为900℃时,得到了近全致密的试样,且烧结温度低于传统烧结方法的烧结温度;试样最大轴向尺寸变化出现在快速升温阶段,说明在多物理场活化烧结微成形中升温速率对致密化的贡献比烧结温度更大。

Micro-FAST制备WC-TiC-Co硬质合金的性能和组织研究

将多物理场耦合活化烧结技术(Micro-FAST)和燃烧合成技术相结合,在WC-8Co原始粉末中加入一定量的Ti粉和C粉,通过原位合成了TiC,制备了尺寸为φ4 mm×4 mm的WC-TiC-Co微型圆柱硬质合金。研究了工艺参数对硬质合金性能和组织的影响。结果表明,WC-8Co-4Ti-2C和WC-8Co-6Ti的样品在成分检测中均检测出TiC相,同时还伴随着(W,Ti)C相的生成。WC-8Co-4Ti-2C和WC-8Co-6Ti的样品致密度随着烧结温度的增加而增加,最高可达到96.82%;同时,试样的微观孔隙减少。显微硬度及断裂韧性均随烧结温度的增加而减小,显微硬度最高可达1936.7 HV30,断裂韧性最高可达8.0270 MPa·m^(1/2),整体上WC-8Co-6Ti样品的力学性能要优于WC-8Co-4Ti-2C样品的。