高性能烧结NdFeB永磁材料市场发展与低成本技术途径

烧结NdFeB永磁材料以其优异的磁性能在各领域获得了广泛应用。首先概括了烧结NdFeB永磁材料的应用领域,然后简要介绍了材料的生产工艺流程。在此基础上,重点阐述了烧结NdFeB永磁材料高性能化和低成本化的重要技术途径——重稀土晶界扩散工艺,详细介绍了各类晶界扩散方法及其优缺点。最后展望了高性能烧结NdFeB永磁市场发展趋势。

工艺因素对铜石墨烧结材料性能的影响

讨论了受电弓滑板材料的成分、烧结温度、复压等对其密度、硬度、抗弯强度和耐磨性的影响，发现以石墨作为固体润滑剂并经浸油处理可起到自润滑和减摩作用．石墨含量越高，润滑效果越好，但材料强度呈下降趋势；磨损以疲劳剥层为主要机制，材料耐磨性取决于减摩性和基体强度；

钨合金粉末和烧结材料的热等静压工艺技术

针对93W-Ni-Fe材料研究钨重合金(WHA)粉末和烧结材料的热等静压(hot isostatic pressing,HIP)强化工艺,在不同的工艺下进行热等静压实验。结果表明,经热等静压强化处理后,93W-Ni-Fe试验件进一步致密化,相对密度和硬度显著提高,分散度明显减小,且其延性保持在较高水平;提高温度和压力都能在一定程度上提高材料的强度及延伸率和断面收缩率,但温度的提高对强化的影响更明显。对两种工艺进行对比,发现钨合金粉末材料的直接热等静压成形试件的性能指标远小于烧结棒材,可通过提高温度得到一定程度的提高,但最优温度压力参数还需探索。

Cu-SiO_2烧结材料的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金技术制备Cu-SiO2烧结材料,通过定速摩擦磨损试验机研究SiO2含量对Cu-SiO2烧结材料摩擦磨损性能的影响规律,在摩擦速度7.8～47 m/s范围内探讨摩擦速度和SiO2含量与摩擦第三体之间的关系.结果表明：随着SiO2含量增加,材料的摩擦系数升高、磨损量降低,同时材料的硬度增加、密度降低、孔隙度增加;摩擦表面所形成的第三体特征与摩擦速度密切相关,当摩擦速度较低时,所形成的第三体疏松而不连续,与基体的结合强度较低,容易从摩擦表面脱离而增加磨损量;当摩擦速度提高时,所形成的第三体致密连续,与基体的结合强度好,有利于提高摩擦系数和降低磨损量;在摩擦温度过高的情况下,基体金属强度降低,削弱了对SiO2硬质点的夹持能力,SiO2破碎严重而使磨损量增加,同时高温状态的第三体变形大且流动性好,可以起到润滑膜的作用而降低材料的摩擦系数.

SiO_2和SiC对Cu-Fe基烧结摩擦材料性能的影响

研究了在Cu Fe基烧结摩擦材料中SiO2 和SiC对材料的力学性能特别是摩擦磨损性能的影响。结果表明 :添加SiO2 摩擦材料的抗弯强度和摩擦因数分别为 141MPa和 0 .2 77,添加SiC的分别为 89MPa和 0 .2 5 5 ,添加SiO2 +SiC的分别为 10 9MPa和 0 .2 5 5。添加SiO2 的摩擦材料磨损量为后两者的 2倍 ,而添加SiC和SiO2 +SiC的摩擦材料对对偶的磨损量比前者约大 10倍。

纯铝粉末多孔烧结材料等通道转角挤压

以纯铝粉末多孔烧结材料为研究对象,在200℃下采用粉末包套?等通道转角挤压工艺制备了完全致密的块体超细晶材料,研究在挤压过程中3种路径(A、BC、C)对其组织和性能的影响。结果表明:在3种路径挤压下均实现了材料的晶粒细化与致密,其中路径BC和路径A的细化效果优于路径C的;以细化效果最佳的路径BC为例,初始平均粒径为46.8μm,相对密度为0.88的粗大等轴晶组织经过4道次挤压后得到平均粒径为1.5μm完全致密的超细晶组织,且屈服强度比初始时提高了两倍左右;3种路径下显微硬度与挤压道次的关系基本一致,即一次挤压后硬度比初始值提高了75%,之后随着挤压道次的增加,硬度增加趋于缓慢。

纯钼粉末多孔烧结材料ECAP的数值模拟及实验

采用DEFORM-3D软件对纯钼粉末多孔烧结材料等径角挤压过程进行单道次三维有限元模拟和实验研究,获得变形过程中试样的应力、应变、致密行为等相关场量变化规律。模拟结果表明:等径角挤压工艺对粉末材料具有强烈的致密效果,整个变形过程可分为3个阶段,即初始变形、过渡变形及稳定变形;试样纵横截面上,等效应变均存在不均匀分布现象,靠近模具内角和上表面处试样所获应变较大,相对密度也较高。试样不同部位所处应力状态及应变速率分布状态的不一致是导致其应变分布不均匀的根本原因。单道次挤压实验结果与模拟结果具有较好的一致性,证明了所建立有限元模型的可靠性。

铜-石墨烧结材料中第三体对摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金技术制备了铜和铜-石墨粉末冶金材料。通过定速摩擦试验机测试了材料的摩擦磨损性能,观察比较了两种材料摩擦学特征和表面摩擦第三体的变化过程。结果表明:摩擦表面第三体状态与材料成分密切相关,并影响材料的摩擦系数和磨损量。纯铜摩擦时,形成的第三体颗粒尺寸大、粘着性强,金属间的粘着撕裂造成摩擦系数剧烈波动和磨损量加大;添加石墨,细化了第三体颗粒尺寸,流动性好的第三体容易覆盖表面的损伤区,这有利于增加真实接触面积,减少应力集中,起到稳定摩擦系数、降低磨损量的作用。

可压缩粉末烧结材料塑性变形与屈服条件

本文分析了粉末烧结材料塑性变形的基本规律 ,指出了现有粉末烧结材料屈服条件与实际情况不相符的问题。通过烧结铜圆柱体试样单向压缩实验 ,确定了粉末烧结材料真实应力应变关系 ,建立了普适的粉末烧结材料屈服条件和塑性本构关系。本文的屈服条件不仅用统一的函数形式表示了粉末烧结材料初始屈服和后继屈服 。

非金属颗粒镀铜及对烧结摩擦材料强度的影响

研究了在石墨、SiO2等非金属颗粒表面化学镀铜的工艺和配方，然后将镀Cu的非金属颗粒 加入到Cu-Fe基金属粉末中，混料、压制、烧结成试验用摩擦材料。进行了摩擦材料的抗压 、抗弯强度试验，结果表明，镀Cu的石墨比未镀Cu的石墨，能明显提高摩擦材料的强度。探 讨了镀Cu的非金属颗粒能改善摩擦材料强度的机理。

烧结NdFeB系永磁材料的TEM观察

利用透射电镜对经过机械性能测试的烧结 Nd Fe B系永磁材料进行了微观组织结构的观察和分析 .结果表明 ,合金元素对 Nd Fe B的组织影响不大 ,主要都包括基体相 Nd2 Fe14B和富 Nd相 ,还有少量富 B相 ,含 Nd的样品中出现了棒状沉淀相粒子 .但是 ,在各种样品中都发现基体相中存在位错 ,这是和其他研究者的结果完全不同的 .

烧结FeCrAl纤维多孔材料的吸声特性

采用Φ20μmFeCrAl纤维制备纤维多孔材料,孔隙度大于85%。在常声压与高声压条件下分别对烧结FeCrAl纤维多孔材料进行吸声性能检测。结果表明,在常声压下,材料的吸声特性随孔隙度的增加而提高,但是对于高频的吸收,孔隙度过高或过低都不利于吸收。厚度越大,材料的吸声性能越好。增加空腔可以提高材料在低频的吸声性能;在高声压条件下(100～140dB),该材料的吸声特性不随声压级的变化而变化,各参数对吸声性能的影响规律与在常声压条件下的规律一致。频率在2.5～6.4kHz之间,声压级为120dB条件下,孔隙度为94%、20mm厚的FeCrAl纤维多孔材料吸声系数达到90%。

烧结材料塑性变形与致密

用实验确定了烧结材料的等效屈服强度,并以此为基础建立了烧结材料的后继屈服条件。用烧结铜进行了单向压缩、平面变形和闭式镦粗试验,分析了预制坯变形抗力与致密的关系。提出了烧结材料塑性加工中预制坯的密度设计原则,并指出剪切塑性变形有利于致密。

稀土对高合金铁基凸轮烧结材料组织与性能的影响

研究了在铁基凸轮烧结材料中添加稀土后,稀土对材料的组织及力学性能的影响。结果表明,加入一定量的稀土可以提高烧结密度,促进材料致密化,细化试样晶粒,改善碳化物形状,提高材料的硬度和冲击韧度,改善试样的耐磨性。当稀土添加量为0.2%时,试样的综合力学性能最好,与未添加稀土试样相比,硬度提高了11%,冲击韧度提高了48%,耐磨性明显提高。

用于选择性激光烧结功能件的基体聚合物烧结材料的研究

选取PC、ABS和HIPS三种典型的无定形聚合物粉末材料作为基体聚合物烧结材料 ,对其烧结及后处理性能进行了研究。经比较 ,有较好后处理效果的PC和有较好原始力学性能的HIPS均可作为新材料的基体聚合物烧结材料。并提出了进一步提高烧结功能件力学性能的方法 。

自烧结炭材料的制备和性能研究

考察了球磨时间对生焦粉的粒度、粒度分布、挥发分含量的影响．以及生焦粉的上述物性参数对自烧结炭材料性能的影响，并初步分析了其影响机制。

粉末烧结材料屈服条件研究和进展

介绍了粉末烧结材料屈服条件研究现状和粉末烧结材料屈服条件基本形式 ,分析了几种典型的粉末烧结材料屈服条件 ,从临界弹性变形比能的角度说明了粉末烧结材料屈服的物理意义。基于粉末烧结材料屈服和变形的物理性质 ,揭示了粉末烧结材料后继屈服与应力球量、应力偏量、基体材料性质、粉末烧结材料初始相对密度、变形中的相对密度以及加工硬化之间的关系 ,进而建立了粉末烧结材料屈服条件和后继屈服条件的统一表达式。介绍了粉末烧结材料屈服条件的简化和应用 ,指出熔铸致密材料屈服条件是粉末烧结材料屈服条件的特例。通过算例求解了粉末烧结材料等静压变形力和纯剪变形力。结合烧结铜屈服、变形计算 ,将粉末烧结材料屈服条件外推到了松装粉末状态和全致密状态时 ,仍然符合实际情况。

铝粉烧结材料等通道转角挤压组织性能演变

对不同路径和不同道次下铝粉烧结材料的等通道转角挤压工艺进行了试验研究,用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜分析了粉末烧结材料在不同工艺条件下的晶粒细化规律和致密行为,并测量了挤压后试样的密度和硬度等性能.结果表明,等通道转角挤压工艺对粉末烧结材料具有很强的致密效果和细化效果,可显著提高其力学性能.在单道次变形中,大剪切塑性变形和高静水压力状态是粉末烧结材料获得良好的致密效果的关键;在多道次变形中,变形量的累积和不同的剪切特征不断地改变内部的孔隙形状,使内部基体材料进一步致密.而晶粒的细化效果则取决于变形中的静水压力、变形量和剪切特征等关键因素.

利用沼渣为掺料制备多孔烧结墙体材料的可行性研究

利用干化沼渣作为造孔剂加入烧结墙体材料原料体系中,可制备具有节能效果的烧结墙体材料。通过实验研究了沼渣掺量、烧结温度和烧结保温时间对节能烧结墙体材料的物理性能、力学性能和工作性能的影响规律,结果表明:利用沼渣作为造孔剂加入到原料体系中可获得较好的塑性成型能力,将沼渣掺量控制在10%、烧结温度制度控制在1000℃并保温3 h时,能够制备出满足MU10(GB 5101—2003)各项性能指标条件并符合环境保护要求的烧结墙体材料。这为沼渣的综合利用提供了工艺技术方面的指导和借鉴。

赝三元热电烧结体材料制作技术的研究

本文以区熔法生长的Ｂｉ＿２Ｔｅ＿３－Ｓｂ＿２Ｓｅ＿３－Ｓｂ＿２Ｔｅ＿３高优值系数赝三元半导体致冷晶体为原料，采用冷压烧结法，将取向晶体制成烧结体材料。实验研究确定，以颗粒度为７４～２９７μｍ的晶体粉末，４００ＭＰａ下冷压成型，在３８０～４４０℃条件下，经５ｈ烧结处理，可获得高致密度和高强度的半导体致冷器用烧结体材料。这种材料从根本上克服了取向晶体沿生长轴方向发生劈裂和解理现象。