激光选区烧结粉末包覆设备研制

快速成型技术(RapidPrototyping)是近年来发展起来的新型高科技技术,在几何图形快速实体化及复杂零部件制造等方面具有无可比拟的优势。激光选区烧结(SelectiveLaserSintering)作为快速成型技术的重要组成部分,其成型材料在激光选区烧结工艺中占有至关重要的位置,本文在考虑激光选区烧结成型材料性能要求的前提下,研制了一台SLS粉末包覆设备,并对设备参数的调节及相关问题进行了分析与讨论。

金属包覆FeCuNi粉末对金刚石工具胎体性能的影响

为解决Co基金刚石工具成本高,Fe基金刚石工具烧结温度高、把持力弱、胎体易烧死等问题,通过化学法将Cu、Sn、Bi等金属分别包覆于FeCuNi合金粉末表面,制备成金属包覆FeCuNi合金粉末。结果表明:配方中添加金属包覆FeCuNi合金粉末后,三点抗弯强度提高近20%;金属包覆FeCuNi合金粉末烧结过程中,FeCuNi颗粒表面的Sn、Bi率先熔化,与Cu反应形成的Cu-Sn、Cu-Bi等液相能够形成连续的网络状结构,将FeCuNi、Fe、Ni等颗粒包裹和黏结,使得金刚石工具胎体的成分和组织结构分布更加均匀、更加致密,避免了成分偏析的发生。通过以上试验得到初步结论,金属包覆FeCuNi合金粉末可等效替代贵重金属Co,极大地降低金刚石工具生产成本,具有显著的经济效益。

适于3D打印的金属及陶瓷粉末表面包覆研究进展

3D打印技术自出现以来,受到人们的普遍关注。其成型材料主要以粉末为主,粉末材料的性能对成形件有显著的影响。在粉末3D打印的过程中,常常由于粉末的流动性差、收缩系数大等问题,极易出现成形件组织不均匀、开裂、孔洞等缺陷,这都与3D打印的粉末材料性能有着十分密切的关系。由于3D打印所需粉末材料具有比表面积大、吸附团聚效应强、表面活性大等特点,很多打印粉末材料如果不进行预处理,极易在3D打印中出现分散不均匀的现象,这对打印成形件质量会造成明显的恶化。对打印用的粉末进行表面改性处理,可以有效地提高成形过程的工艺性能,从而改善3D打印结构零件的综合性能。常见的粉末改性手段有很多,粉末表面包覆使得材料拥有良好的浸湿性、流动性、耐腐蚀性等,还可以使材料的“壳”和“核”的性能得到更好的发挥。对3D打印技术所用的金属或陶瓷粉末表面进行包覆,可以在粉末材料制备过程中,按需要对粉末表面进行包覆处理,使其能够更好地展现材料的优异性能。本文结合主要的金属/陶瓷粉末包覆方法,并对当前关于3D打印的金属/陶瓷基粉末包覆常规方法进行归纳分析,总结了3D打印过程中利用陶瓷/金属/高分子表面材料来包覆金属或陶瓷基的粉末材料,为进一步探索关于3D打印的金属/陶瓷粉末的研发提供参考和启发。

镍包覆型粉末的制备方法与应用

简要评述了镍包覆型粉末的制备方法和应用进展。对不同方法所制镍包覆粉末的特点也作了评述。

银铜包覆粉末的制备与表征

采用液相还原法制备银包铜超细粉末。以抗坏血酸为还原剂采用葡萄糖预还原法制备铜粉末,以水合肼为还原剂制备银包铜粉末,引入不同的分散剂来制备超细铜粉末。并对样品进行SEM、TEM-EDS和XRD等检测。结果表明,通过条件控制可得粒度均匀、球形度好的包覆粉末。该方法设备简单,且易于操作,适合工业生产。

粉末置换包覆的热力学及其影响因素

从热力学角度分析了置换包覆粉末的原理,并探讨了原料粉末、镀液浓度、温度、搅拌速度、添加剂等因素对置换包覆的影响。通过热力学计算表明,置换反应速度随镀液浓度的增大和温度的升高而增大。过程为化学反应控制时,搅拌不影响置换包覆速度;过程为扩散控制时,随着温度升高,置换包覆速度增加。镀液pH值过大会发生析氢反应,过小会使金属离子水解降低置换包覆速度。另外在镀液中加入合适的添加剂有利于改善镀层的质量。

金属包覆型复合粉末及其在工程材料中的应用

金属包覆型复合粉末是一种壳-核状结构的粉末,兼有金属与非金属的性质,因而在众多领域得到广泛应用。在简述这种粉末制备方法的基础上,对化学镀法制备的粉末在陶瓷刀具、金刚石磨具、碳刷电极、摩擦片、电触头以及金属基复合材料、热喷涂粉末、减震材料等工程材料方面的研究现状进行了综述,并展望了其发展方向。

包覆不锈钢粉末激光烧结深度的影响因素

制备一种用于激光烧结成形的包覆不锈钢粉末。应用数值模拟预测结合实际测量方法,研究激光功率、激光束扫描速度、预热温度及铺粉密度等参数对激光烧结深度的影响。结果表明,随着预热温度、铺粉密度与激光功率增加,烧结深度增加;随着扫描速度增加,烧结深度降低。但当扫描速度不超过2 mm/s时,烧结深度随扫描速度的增加反而增大。提出一种利用数值模拟预测结果进行激光烧结工艺参数选择的方法。

热喷涂用镍包覆粉末表面渗铝工艺(英文)

采用固体粉末渗铝方法在镍包覆复合粉的镍层中引入铝成分,使其均匀分布。研究了热处理温度、保温时间、保护气氛及所采用的固体铝粉原料对渗入效果的影响。对热渗入之后的粉末进行表面形貌观测,表明采用低氧含量的超细铝粉在氢气保护气氛下进行热处理可使渗入元素分布均匀,粉末表面形貌球形度好,粉末流动性能好。

镍、钴和铜包覆型复合粉末的制备与应用现状

简要评述了镍、钴和铜包覆型复合粉末的主要制备方法及其优缺点，概述了镍、钴和铜包覆型复合粉末的应用现状及其进展。

Cu-Ag核壳包覆粉末的制备

采用液相还原法制备银铜包覆粉末,用葡萄糖溶液预还原法制备超细铜粉,利用水合肼作为还原剂,讨论不同的分散剂,反应体系不同温度,Ag+不同初始浓度制备出的包覆粉末的形貌及性能。并对其进行SEM、TEM-EDS、XRD等检测。结果表明,用PVP分散剂制备的铜粉形貌好,粒径均一;反应体系温度以70℃为最佳;Ag+初始浓度分别为0.2mol/L为最佳。

等离子喷涂Mo包覆Ni20Cr自粘结粉末制备的粘结层结合性能

针对如何提升金属粘结层结合强度的问题,本研究提出了使用Mo包覆Ni20Cr复合粉末作为新型粘结层材料的方法。高熔点Mo包覆层可以减少喷涂过程中核芯元素的蒸发,在大气等离子喷涂条件下获得超高温熔滴,有助于涂层与基体以及涂层内部实现冶金结合。采用机械合金化法制备了Mo包覆Ni20Cr复合粉末,并在大气等离子喷涂条件下制备涂层考察其结合强度。通过一维传热模型预测了镍基合金熔滴碰撞在镍基合金、奥氏体不锈钢和低碳钢基体上实现铺展熔合冶金自结合所需要的温度,采用DPV-2000测试系统对粒子飞行过程中的温度进行测量,使用扫描电子显微镜(SEM)对涂层的微观结构进行了表征。粒子温度测量结果表明,在大气等离子喷涂条件下,Ni20Cr-Mo熔滴可加热至2620℃以上,满足碰撞铺展过程中引起基体表面熔化而产生冶金结合的温度条件。涂层结合强度拉伸试验中所有试样都从胶中断裂,涂层结合强度大于76.1 MPa。组织观察结果表明涂层组织结构致密,不仅大量粒子层界面间产生了冶金结合,涂层与基体界面处也观察到一定深度的熔坑,表明涂层与基体以及涂层层间界面均实现了冶金结合,由此显著提高了结合强度。

化学镀制备包覆型Fe-Ni复合粉末实验研究

采用化学镀法制备包覆型Fe-Ni复合粉末。通过正交实验研究化学镀镍镀速的影响因素顺序,并通过单因素实验研究次亚磷酸钠浓度对镀层磷含量的影响,进而优化工艺制备了Fe-Ni复合粉末。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对Fe-Ni复合粉末形貌及元素分布情况进行研究。结果表明:化学镀镍镀速影响因素次序为:还原剂次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)浓度、温度、pH及络合剂乳酸(C3H6O3)浓度;当次亚磷酸钠浓度为15 g/L时,镀层磷含量约为4%,表面形貌平整致密;并得出优化工艺参数为:次亚磷酸钠浓度为15 g/L、温度为85℃、pH为9和乳酸浓度为12 m L/L;采用优化工艺制备的Fe-Ni复合粉末,具有完整的核壳结构,元素分布均匀,镀层磷含量较低。

Cu包覆W粉体的制备工艺及表征

在自制的设备上针对不同粒度的钨粉采用化学镀制备铜包覆钨粉末,用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪研究包覆粉末的形貌、成分和物象组成。结果表明,镀层均匀,镀层厚度达到0.45μm。钨粉表面化学镀铜的最佳工艺为:五水硫酸铜20 g/L;酒石酸钾钠13.6 g/L;乙二胺四乙酸二钠27.3 g/L;甲醛15 ml/L;pH=12;温度约60℃、钨粉粒径10μm。

铜包铁粉末表面的钝化处理

通过对2种苯并三氮唑（BTA）有机添加剂复合配方和1种常用的钝化剂对比试验,探索了BTA系复配钝化剂在铜包铁粉末防变色钝化处理中的钝化效果及机理,通过硝酸滴定试验、氨水滴定试验、SO2加速腐蚀试验、大气腐蚀试验及温湿耐蚀试验,得出铜包铁粉末表面钝化的最佳工艺为：0.5%BTA,1～3g/L OP-10,温度为50～60℃,处理时间为3～5 min。BTA复配体系处理后的防护效果好于BTA单一体系,单一BTA处理后的钝化效果好于目前常用的钾肥皂钝化效果。

二水磷酸氢钙包覆镁粉的组织及其在NaCl溶液中的腐蚀行为

运用液相化学沉积技术制备了二水磷酸氢钙包覆镁粉粉末。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)及傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析包覆层特征,用比表面积和孔隙度分析仪测定包覆前后粉末的比表面积,并通过浸泡实验研究包覆粉末的腐蚀行为。结果表明,包覆处理后的镁粉颗粒仍保持球形,表面形成了一层厚度2~4μm细片状的二水磷酸氢钙(DCPD),与未包覆粉末相比,其比表面积增加约60倍,在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐腐蚀性能提高四个数量级。

化学包覆法AgNi(10)触头材料的电弧侵蚀特性

用化学镀的方法在Ni粉末表面镀一层Ag,制备AgNi(10)电触头材料,探讨了Ag、Ni的界面对AgNi(10)触头材料的电弧侵蚀影响。结果表明,材料的抗电弧侵蚀能力明显提高。

化学镀Ni包覆TiC复合粉体的制备及显微组织

采用化学镀工艺,以联氨为还原剂制备纯Ni包覆的TiC复合粉体,并优化化学镀过程的工艺参数;采用DSC、XRD、SEM、EDS等测试方法对优化的工艺参数下制备的Ni包覆TiC粉体的表面形貌、形核长大机制和相组成进行分析。结果表明:当TiC装载量为10 g/L,施镀温度为70℃、pH=10、联氨浓度为100 mL/L时,可得到覆镀速度和镀层质量都比较高的镀层。在优化的工艺参数下,单位质量TiC上平均反应速率为0.013 g/min、平均覆镀量为0.8 g、反应时间约为60 min。TiC表面预处理后形成的台阶状区域成为Ni非均匀形核的活化区域。胞状Ni颗粒长大并彼此接壤后,形成均匀致密的Ni层。温度的变化强烈地影响着镀层的形貌,当施镀温度从70℃升高至95℃时,镀层从致密的胞状结构转变为疏松多孔的海绵状结构。化学镀后得到的Ni层为晶态和非晶态的混合体,经500℃保温1 h后,结晶完全。

纳米Ni-Al_2O_3金属陶瓷粉末热压致密化过程

采用粒径小于100nm,金属Ni包覆Al2O3得到的纳米Ni Al2O3化学包覆粉为原料,将Ni含量不同的几种纳米Ni Al2O3(粒径约为38nm)金属陶瓷复合粉末首先采取模压成形方式压制成直径为30mm的圆片,然后放在石墨模具中在热压机上进行热压,研究热压(HP)温度和Ni含量对致密化过程的影响。研究结果表明:当Ni含量为20%和热压温度为1400℃时,制品密度和显微硬度最高;在1400℃热压2h,Al2O3 Ni2O烧结体的相对密度最高,达到99.6%,Al2O3 Ni5的显微硬度HV达到1690.9kg/mm2;随着Ni含量的增加,制品硬度降低,当Ni含量超过20%时,硬度降低非常显著,Ni含量为50%时HV降至1316.7kg/mm2;烧结体中Ni颗粒均匀分布在基体中,且大部分位于三角晶界处,有效地阻止了Al2O3基体晶粒的长大。