石墨含量对Fe-Mo-Ni粉末冶金材料组织及性能的影响

采用粉末冶金方法制备了Fe-Mo-Ni-石墨(FMNG)材料,研究了石墨含量对FMNG材料物相组成、显微组织、致密度、硬度、抗压强度及断口形貌等的影响。结果表明:FMNG材料主要由珠光体、贝氏体、铁素体、石墨、Mo2C及Fe_3Mo_3C等相组成;随着石墨含量的增加,Mo_2C和Fe_3Mo_3C相增加,当含量达20%时出现Fe_(9.7)Mo_(0.3)相。石墨含量的增加使得材料的硬度、致密度及抗压缩强度逐渐下降。

铁铜基粉末冶金材料制动工况下的摩擦磨损性能

采用MM3000型摩擦磨损试验机,在7种连续制动工况下分别测试铁铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦性能和耐热性能,利用扫描电镜和能谱仪分析研究两种转速(等效半径线速度)下摩擦材料的磨损机理。结果表明:在线速度为19.40 m·s^(-1)时,随着面压增加,摩擦材料的动摩擦系数略有降低。在0.44 MPa面压下,动摩擦系数为0.267~0.312;在0.80 MPa面压下,动摩擦系数为0.258~0.308。在线速度19.40 m·s^(-1)、面压0.44 MPa、单位面积制动能量268 J·cm^(-2)的连续制动工况条件下,动摩擦系数波动较大,在其他工况条件下,动摩擦系数波动较小。随着制动能量的增加,7种连续制动工况下平均动摩擦系数在0.300~0.334之间,动摩擦系数均在0.250以上,无明显衰退现象,表明铁铜基粉末冶金摩擦材料具有较好的耐热性能。在线速度为19.40 m·s^(-1)工况下,铁铜基摩擦材料的摩擦磨损机理主要为磨料磨损及氧化磨损;在线速度为30.00 m·s^(-1)工况下,铁铜基摩擦材料的摩擦磨损机理主要为疲劳磨损及氧化磨损。

粉末冶金(SiCp+B_(4)C)/6061Al复合材料组织与性能研究

采用热等静压工艺制备了体积分数为40%的(SiCp+B4C)/6061Al复合材料,研究固溶时效处理对40%(SiCp+B_(4)C)/6061Al复合材料显微组织、热导率、线膨胀系数、力学性能和微屈服强度的影响。结果表明:热等静压法制备的铝基复合材料组织致密;热等静压态复合材料的平均线膨胀系数为13.1×10^(-6) K^(-1),热导率为165.3 W/(m·K);固溶时效态复合材料的平均线膨胀系数为13×10^(-6) K^(-1),热导率为146.4 W/(m·K);与热等静压态相比,固溶时效态复合材料的抗拉强度提高了88%,为477 MPa,抗弯强度为644 MPa,微屈服强度为236 MPa,具有较高的力学性能和尺寸稳定性。本文采用的材料设计方法与热等静压成形技术,为高品质高体积分数颗粒增强铝基复合材料低成本制造提供基础。

苛刻制动能量密度下铜基粉末冶金摩擦材料摩擦学行为

基于国家标准中高速列车200、340和400 km/h紧急制动参数,利用MM−3000摩擦磨损试验机,设计基于等制动能量密度、等压强的等效放缩实验,研究铜基粉末冶金摩擦材料配对铸钢在不同苛刻制动能量密度(157、446和616 J/mm^(2))下的摩擦学行为。研究结果表明:在157和446 J/mm^(2)制动能量密度下,材料平均摩擦因数稳定在0.250左右,制动效果较好;在616 J/mm^(2)制动能量密度下,材料平均摩擦因数从0.260迅速衰退至0.210,制动效果减弱;随着制动能量密度增加,摩擦材料亚表面存在成分与性能不同的摩擦层结构,其厚度先增加再减小,纳米压痕硬度逐渐减小,材料磨损机制发生了由犁削、黏着磨损到氧化磨损、疲劳磨损再到严重氧化磨损与剥层磨损的转变。

粉末冶金法制备高熵合金黏结相硬质材料研究进展

传统硬质材料黏结相Co在高温下易软化是限制其应用的重要因素,高熵合金的开发弥补了这一缺陷。高熵合金是由多种金属元素形成的固溶体,与Co相比进一步改善了硬质材料的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性能,在切削加工领域具有广阔的应用前景,逐渐成为金属材料的研究热点。本文对近年来粉末冶金法制备高熵合金黏结相硬质材料的研究进行综述,具体包括硬质材料基体、高熵合金粉末制备方法、高熵合金硬质材料的烧结方法和高熵合金对硬质材料的影响机制,并对存在的不足进行总结与展望。

近海风力发电用铜基粉末冶金摩擦材料研究进展

近海风力发电机组制动具有“三高”(高速、高力矩、高压力)和“一特殊”(海洋水雾、盐雾腐蚀环境)的特点,铜基粉末冶金材料因具有组织均匀、导热性好、耐磨性高、摩擦系数稳定等优点,可应用于近海风力发电的摩擦材料。本文综述了近年来铜基粉末冶金摩擦材料在成分组元、制备工艺以及仿真模拟等方面的研究进展,其中铜基粉末冶金材料的成分组元主要包括基体组元、润滑组元和摩擦组元,其制备工艺主要采用传统热压烧结和放电等离子烧结,同时概述了材料在制动过程中温度场和应力场的仿真模拟,最后展望了铜基粉末冶金摩擦材料的发展前景。

新能源材料粉末冶金技术探讨

近年来,在一系列战略规划的引导下,大力发展新能源材料已然成为一种趋势,是能够实现可持续发展的核心环节。而随着我国工业化发展水平的提升,在生产各类新能源材料的过程中,可尝试借助粉末冶金技术,提高内部发生反应的效率,实现现代化新能源材料生产目标。而且积极推动各类现代高新技术,与可再生新能源的生产进行融合,必然影响产业发展的核心竞争力。为此,本文将着重围绕粉末冶金技术的展开探讨,并梳理新能源材料中粉末冶金技术的具体应用,为相关领域提供参考借鉴。

Al_(2)O_(3)增强粉末冶金铜基摩擦材料摩擦磨损性能研究

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的耐磨性及制动效果,使用粉末冶金法(PM)制备氧化铝增强铜基摩擦材料,采用布氏硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)等测试手段以及摩擦磨损实验,研究氧化铝的掺杂对摩擦材料微观组织和摩擦行为的影响。结果表明:在制备的铜基摩擦材料中,氧化铝硬质颗粒在铜基体中分布均匀,由于硬质相的存在所形成位错钉扎效应对复合材料的硬度有大幅的提升,而对材料的密度有一定的消极作用。摩擦实验结果显示,氧化铝可以提高材料的摩擦因数并增强其耐磨性;且随着载荷的增大Al_(2)O_(3)-Cu复合材料的摩擦因数较高且稳定性较好,磨损率有明显的降低,表明氧化铝的掺杂对铜基材料有显著的增强效果。通过光学显微镜以及EDS分析得出,Cu基材料的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损,而Al_(2)O_(3)-Cu材料的磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损组成的混合磨损。

国内粉末冶金闸片的发展现状与展望

粉末冶金闸片广泛应用于高铁、动车组列车、地铁等城市轨道交通中,是保证车辆安全行驶的核心零件。从学术、专利、产业化三个方向对粉末冶金闸片的国内研究现状进行了分析。在学术方面,系统分析了摩擦材料、摩擦性能、检修工艺的研究进展;在专利方面,对闸片的加工制造和结构展开了具体分析;在产业化方面,总结并分析了国内主要粉末冶金闸片生产公司的发展。从以上三个方面概述了国内在粉末冶金闸片领域的进展情况及目前所存在的问题,并针对相关问题提出可行的解决方法。最后,针对目前的研究现状,从新型闸片研究、极端条件产品开发、促进专利开发及产业化发展等方面对粉末冶金闸片的发展前景进行了展望。

铁基粉末冶金摩擦材料高能制动损伤机制

采用粉末冶金压烧技术制备铁基粉末冶金摩擦材料,研究摩擦材料在转速7500 r·min^(-1)、面压0.8 MPa、转动惯量0.045 kg·m^(2)工况下的高能制动损伤机制。结果表明:铁基粉末冶金层损伤及失效主要表现为摩擦接触面内层石墨脱落和表面裂纹两方面。表面热裂纹的萌生主要分布在基体和石墨相的界面处以及边缘脱落锐角处。微裂纹的存在降低了主裂纹继续扩展的能量,阻碍主裂纹扩展,起到提高摩擦件性能稳定的作用。

CeO_(2)添加量对铁基粉末冶金材料表面渗硼层组织与摩擦磨损性能的影响

在渗硼剂中添加CeO_(2),采用固体粉末渗硼法对Fe-2%Cu-0.4%C铁基粉末冶金材料进行950℃×5 h渗硼处理,研究了CeO_(2)添加量(0,2%,4%,质量分数)对渗硼层显微组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明:不同CeO_(2)添加量下的渗硼层均形成单一Fe_(2)B相;随着CeO_(2)添加量的增加,渗硼层的表面粗糙度增大,厚度、硬度及耐磨性能呈先增大后减小趋势;当CeO_(2)添加质量分数为2%时,渗硼层的厚度和硬度均最大,分别约为144μm和58.0 HRC,此时渗硼层的表面完整性相对较好,磨损量最小,约为0.008 g,耐磨性能最佳。

粉末冶金钛基层状材料研究进展

日益严苛的服役环境对钛材性能提出新的要求与挑战,层状结构的引入使钛基材料突破强度–韧性的桎梏有了新的思路。近年来,钛基层状结构材料成为研究热点,通过不同制备技术获得的钛基层状结构材料展现出了优异的力学性能。粉末冶金技术具有工艺简便、高效,易于实现组元调控与钛材性能优化等优点。本文对目前钛基层状材料的类型、主流制备技术进行阐述,着重介绍了粉末冶金钛基层状材料的研究进展,总结了高性能钛基层状结构的强韧化机制,最后对钛基层状结构材料的基础研究与实际应用进行了展望。

粉末冶金CNTs增强铝基复合材料的界面设计与性能调控研究进展

碳纳米管(CNTs)增强铝基复合材料(AMCs)因综合了铝基体和CNTs的优异特性,而具有高的比强度、比模量及优良的耐蚀性和导电导热等功能特性,近年来在快速发展的航空航天、轨道交通及汽车构件轻量化等领域展现出广阔的应用前景。然而在CNTs增强AMCs的研究中面临着CNTs不易分散均匀、与铝基体间的润湿性较差、Al-CNTs易发生界面反应生成易水解的Al4C3硬脆相等瓶颈问题。如何解决CNTs分散均匀性的同时,抑制有害界面反应并改善其界面润湿性和界面结合,促进CNTs在AMCs中强化效果的充分发挥已成为该领域目前的主要研究方向。本文梳理并综述了近年来国内外研究人员针对上述问题所提出的解决思路,从界面设计角度总结分析了不同界面调控策略对复合材料界面结合、界面反应以及力学性能的影响,为基于界面结构设计的CNTs增强AMCs的组织与性能调控提供了实验和理论参考。

粉末冶金行业用长城防锈油的性能及推广应用

粉末冶金材料由金属基体和孔隙复合而成,孔隙的存在使得粉末冶金材料相对于致密的铸件而言更易腐蚀,故而粉末冶金行业一直是防锈油市场开发的关注重点和难点。本文介绍了粉末冶金行业用长城防锈油的性能,重点阐述了该油品在某粉末冶金有限公司粉末冶金工件封存防护工艺中的应用情况,为产品的推广应用提供支持。

粉末冶金法制备TiB_(2)与Al基复合材料与性能研究

使用粉末冶金法制备了TiB_(2)/Al基复合材料,使用X射线衍射仪(XRD)对复合材料进行衍射图谱分析,确定复合材料的物相组织,复合材料晶界处为增强体TiB_(2)的主要分布位置,随着TiB_(2)质量分数的增加,团聚现象增多。探讨了TiB_(2)/Al基体的显微结构和机械性质的变化,并分析了TiB_(2)粒子的加入对TiB_(2)/Al基体的影响。实验发现,TiB_(2)/Al与TiB_(2)/Al的界面结合较好。在1 h的保温、610℃烧结、20%质量分数硼化钛的硬度最高,维氏硬度值为68.2 HV。此时的复合材料在TiB_(2)质量分数15%时的综合力学性能最好,抗拉强度为153.43 MPa,比纯铝提高了19.68%。

Cu含量对Fe-Cu-C系粉末冶金轴承材料组织性能的影响

以还原铁粉、电解铜粉、鳞片状石墨粉制备成形的混合料为原料,经压制烧结得到了Fe-xCu-0.7C(x=10、15、20和25 mass%)粉末冶金轴承材料。采用扫描电镜、洛氏硬度计、万能材料试验机及摩擦磨损试验等研究了烧结体试样的显微组织、硬度、压溃强度及摩擦磨损性能,分析了Cu含量对烧结体试样的孔隙率、显微组织和力学性能的影响。结果表明:烧结体试样的显微组织主要由珠光体、铁素体、Cu相以及孔隙组成,随着Cu含量从10%增加到25%,烧结体的开孔隙率和硬度降低,压溃强度先升高后降低,摩擦系数以及体积磨损量先降低后升高。当Cu含量为15 mass%时,Fe-15Cu-0.7C烧结体试样的综合性能较好,其密度、硬度、压溃强度、摩擦系数以及体积磨损量分别为6.14 g/cm^(3)、51.81 HRB、419.96 MPa、0.23和0.2145 mm^(3)。

C/hBN润滑组元对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

为改善高温下材料摩擦性能的稳定性和提高润滑组元与铜基体的界面结合效果,采用粉末冶金工艺制备了C/hBN作为润滑组元的铜基粉末冶金摩擦材料,研究了C/hBN含量和化学镀铜表面改性对摩擦材料显微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:适量添加hBN作为润滑组元能提高材料的摩擦系数和热稳定性,当C/hBN质量分数比为6∶3时,材料具有较高的摩擦系数,在350 km/h制动速度下其摩擦系数高达0.472,且磨损量相对较低,具有相对较好的综合性能;C/hBN表面镀铜后,摩擦材料的致密度提高,硬度略微下降,整体摩擦系数更加稳定,与未镀铜相比其磨损量降低了28%。C/hBN颗粒表面镀铜改善了C/hBN-Cu的界面结合,制动时摩擦表面的剥落坑数量明显减少。石墨和hBN润滑组元的综合运用及表面镀铜处理可有效提高铜基摩擦材料的摩擦磨损性能,有利于制动闸片轻量化设计,为C/hBN在铜基摩擦材料中的应用提供工艺理论依据。

铁含量对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

为了获得摩擦系数高且稳定、耐磨性良好的铜基粉末冶金摩擦材料,利用粉末冶金技术在烧结温度为900℃时制备铜基摩擦材料,研究了铁含量(5wt%、8wt%、11wt%、14wt%)对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响,得出最佳的铁含量配比。研究表明:随着铁含量的增多,摩擦材料的密度、硬度和抗压强度都有所增大。另外,摩擦系数上升,磨损量先下降后上升。铁质量分数为11%时耐磨性能最好,摩擦系数为0.405,磨损量为13.7mg,摩擦稳定性最好。此时摩擦表面平整,划痕和黏着磨屑少,磨损机理以黏着磨损为主。

烧结温度对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

为了获得摩擦系数高且稳定、耐磨性良好的铜基粉末冶金摩擦材料,采用粉末冶金工艺,调整烧结温度来改善材料性能。文章研究烧结温度对摩擦材料物理力学性能、材料组织和摩擦性能的影响。结果表明:烧结温度由780℃升高到940℃,摩擦材料的密度、硬度和抗压强度先升高后降低,摩擦系数先增大后减小,磨损量先减少后增加,烧结温度为900℃时性能最佳。此时平均摩擦系数为0.384,磨损量为16.4mg,摩擦表面平整,微裂纹少,磨损机理以黏着磨损为主。

石墨种类对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

采用柔性石墨、造粒石墨和鳞片石墨分别制备粉末冶金烧结摩擦材料,研究不同种类片状石墨对摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:不同种类石墨制备的摩擦材料的密度和力学强度差异,将影响材料基体在制动过程中的组织形态,使摩擦界面呈现不同的磨损形式,其中柔性石墨摩擦材料的主要磨损机制为氧化磨损,造粒石墨摩擦材料的主要磨损机制为犁削磨损和磨粒磨损,鳞片石墨摩擦材料的主要磨损机制为犁削磨损和黏着磨损;造粒石墨制备的摩擦材料在不同速度下制动和重复单次制动时的摩擦因数波动值较小,摩擦因数稳定性好,且具有适中的磨耗量,综合摩擦磨损性能最佳。