生物医用Ti6Al4V合金粉末注射成形工艺研究

钛及钛合金具有高比强度、低弹性模量、优良的耐蚀性和绝佳的生物相容性,但较差的加工性能大大限制了其应用范围。钛及钛合金金属粉末注射成形工艺克服了机加工、模压等传统加工工艺的缺点,结合传统粉末冶金和注塑成型的优势,实现了结构复杂的钛及钛合金产品低成本、大批量近净成形,提高了材料利用率。本文利用水溶性黏结剂和粉末粒度为16μm和22μm的商用球形Ti6Al4V合金粉制备了注射料和相应的试样,通过实验确定了气氛热脱黏结合真空烧结的最佳工艺,基于该工艺制备得到了两种注射料的烧结试样。结果表明:粉末粒度为16μm注射料烧结件杂质含量未能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准;粉末粒度为22μm注射料烧结件物理化学性能如下,极限拉伸强度880 MPa,屈服强度830 MPa,延伸率13.2%,相对密度96.8%,氧质量分数为0.195%,氮质量分数为0.020%,碳质量分数为0.022%,该试样整体性能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准。

Fe_3Al及不锈钢多孔材料在含H2S气氛中的腐蚀试验研究

随着洁净煤技术在中国的快速发展,高温H2S环境下的除尘技术及材料得到越来越高的重视。测试并分析了Fe3Al及不锈钢多孔材料在H2S环境下的腐蚀增重及孔隙渗透性的变化,并采用扫描电镜观察腐蚀后的微观形貌,从而评价材料的耐蚀性能。结果表明:经过1 500 h试验,Fe3Al多孔材料在2%H2S(体积分数)浓度下具有优良的耐蚀性能;不锈钢材料耐蚀性较差,其产生的腐蚀产物容易堵塞孔隙,导致孔径与渗透性的大幅度下降。能谱分析与X射线衍射结果表明,Fe3Al表面基本未形成含S的腐蚀产物,而316L不锈钢表面形成了以Fe S为主的含S腐蚀产物。

非对称Fe_3Al金属间化合物粉末滤芯研究

采用湿法喷涂与真空高温烧结工艺,制备非对称Fe_3Al金属间化合物粉末滤芯。利用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪等设备,观察与分析了滤芯的微观形貌、成分及物相。研究了不同表面膜层厚度滤芯样品的孔隙特性,分析了黏结剂与固化剂对滤芯力学性能的影响,测试了实验样品表面膜层与基体的结合强度。结果表明:经真空高温烧结之后,滤芯表面膜层颗粒仍为球状形貌,颗粒之间形成了相互连接的烧结颈;粗大的滤芯基体颗粒与细小的膜层颗粒之间也形成了烧结颈,两者发生了冶金结合;表面膜层厚度在200μm时,孔径与渗透性具有较好的匹配关系;黏结剂与固化剂对滤芯力学性能没有明显影响;滤芯表面膜层与基体的结合强度高于25 MPa。

Cu-Sn系水雾化合金粉性能研究

本实验系统地研究了含Sn质量分数分别为10%、15%、20%合金粉末的热压烧结组织、XRD相组成及力学性能。实验结果表明：Cu-Sn系粉末热压烧结温度较低,在700-720℃即可达到致密化;烧结组织从含Sn质量分数10%的单一固溶体转变为出现电子化合物的二相组织,和XRD线谱变化趋势相吻合;抗弯强度随Sn质量分数的增大变化不大,为700 MPa左右;冲击韧性从含Sn质量分数为10%的17J大幅下降至含Sn质量分数为20%的3J左右。实验中,结合胎体特性,分析了Cu-Sn系粉末用作胎体时,可提高金刚石工具的加工效率。

非对称结构金属滤材在汽油吸附脱硫装置上的应用

介绍了非对称金属过滤材料的结构特点,分析了国产非对称结构金属滤材在中石化汽油吸附脱硫(S Zorb)装置反应器过滤器中的应用情况。结果表明,与均质金属过滤材料相比,非对称结构金属滤材具有优异的流通特性;在满足过滤精度的前提下,国产非对称结构金属滤材的流通性能更好,压差更低,能够满足汽油吸附脱硫(S Zorb)装置的更长周期运行要求,比传统均质滤材具有更好的适应性和优越性,对增强汽油吸附脱硫(S Zorb)装置运行可靠性起到十分积极的作用。

生物医用Ti6Al4V合金注射成形研究

利用PEG基粘结剂体系和气雾化球形Ti6Al4V合金粉制备了成分均匀、流变性能及热性能稳定的注射料,并进行烧结。通过工艺参数调控,1 320℃下保温3 h的烧结试样相对密度97.6%,极限抗拉强度900 MPa,屈服强度867 MPa,伸长率为12%,力学性能整体满足ASTM F2885-11标准要求。高真空烧结条件加速了烧结件的致密化过程,而且能够有效降低氧、氮等杂质元素的含量,除氧元素质量分数(0.229%)略高于标准值(<0.200%)外,其他杂质元素含量均满足ASTMF2885-11标准。