SPS法制备β-Si3N4／MoSi2基复合材料的工艺研究

本文用放电等离子烧结（SPS）制备了β—si3N4／MoSi2基复合材料，研究了烧结工艺对B—Si3N4／MoSi2基复合材料显微组织与力学性能的影响。结果表明：当烧结温度为1450℃，升温速率为100℃／min，B—Si3N4含量为20％时，β-Si3N4／MoSi2基复合材料的组织与性能较优。

放电等离子法制备SiC/Cu复合材料及其性能研究

以Cu、SiC粉末为原料,用放电等离子法制备SiC/Cu复合材料;利用X射线衍射仪分析不同球磨时间的混合粉末物相;用扫描电镜观察粉末的形貌,并进行粒度分析。研究了不同压力下SiC/Cu复合材料的致密度和显微硬度,研究了SiC含量对该复合材料硬度、密度和摩擦磨损性能的影响,并讨论了其磨损机制。结果表明:在50 MPa的烧结压力下,该复合材料的致密度和硬度最优异,SiC含量为10%时,该复合材料的摩擦磨损性能最好,其磨损机制主要是黏着磨损和磨料磨损。

YG20C硬质合金的SPS烧结工艺研究

采用正交试验优化YG20C硬质合金的SPS烧结工艺,研究烧结温度、烧结时间和烧结压力对材料性能的影响,并制备硬质合金。结果表明：YG20C硬质合金粉末经1 070℃×15 min×60 MPa最佳工艺烧结后,WC晶粒细小均匀地分布在Co基体上,致密度达到99.4%,硬度达到89.2HRA,比传统真空烧结提高2~3HRA。

SPS烧结M42粉末高速钢的烧结工艺研究

采用放电等离子烧结技术制备M42粉末高速钢,研究不同烧结工艺对M42粉末高速钢性能的影响。结果表明：M42粉末高速钢经970℃×10 min×70 MPa SPS烧结后,其显微组织细小均匀、无碳化物偏析,致密度达到96.53%;经1 180℃×5 min＋550℃×1 h热处理后的硬度达到67.36HRC,与普通M42高速钢相比提高1-2HRC。

Ni60B有氧烧结工艺的研究

采用箱式炉在有氧状态下烧结制备Ni60B自熔合金,研究烧结工艺对Ni60B自熔合金组织和性能的影响。结果表明:Ni60B自熔合金粉末经1 000℃×15 min,随炉冷却至400℃后空冷的最佳工艺烧结后,合金的金相组织为在γ-Ni固溶体基体上均匀的分布着Cr、Fe的碳化物、硼化物硬质相;其密度为7.64 g/cm3,硬度为56.96HRC。

M42高速钢粉末球磨工艺优化及其SPS烧结

利用高能球磨法制备了不同粒度的M42高速钢粉末,并对其进行了放电等离子烧结(SPS)。测试了粉末粒度分布,观察了粉末及其烧结试样的形貌,探讨了高能球磨M42高速钢粉体的球磨行为特征及烧结试样的显微组织与性能。结果表明:在球料比7∶1下,随球磨时间增加,粉末细化速率先快后慢,48h后趋于平缓,且粉末的团聚不断加剧;球磨48h的粉末经在温度970℃、压力70MPa下保持10min SPS烧结的M42粉末高速钢相对密度为98.99%,热处理硬度为67.4HRC;随粉末粒度的减小,其碳化物更加细小、均匀,由于粉末的团聚化,其相对密度不断降低,而粒度对硬度的影响不大。

GT35钢结硬质合金放电等离子烧结工艺初探

采用正交试验的方法确定了GT35钢结硬质合金放电等离子烧结(SPS)的最佳工艺,并对试样的组织和性能进行了测试分析,得出不同工艺参数对GT35钢结硬质合金性能的影响,并制备了GT35钢结硬质合金。结果表明,SPS制备GT35钢结硬质合金的最佳工艺为:960℃×5min×70MPa,该工艺条件下得到的GT35钢结硬质合金晶粒细小、组织分布均匀,致密度可达99.53%,硬度达到73.5HRC。与传统的烧结方法相比,SPS显著降低了GT35钢结硬质合金的烧结温度,缩短了烧结时间,烧结后材料的硬度也提高了1～2HRC。

有氧烧结Ni60-WC/Cr12MoV双金属复合材料的组织和性能

利用箱式炉制备了Ni60-WC/Cr12MoV双金属复合材料,研究了界面的组织和性能。结果表明:Ni60-WC粉末与Cr12MoV棒料在1120℃保温1.5h,炉冷至400℃后空冷的条件下烧结后,过渡区界面明显,无孔洞、杂质等缺陷;过渡区宽度约600μm,过渡区显微硬度在974.00～390.00HV,呈梯度分布;界面结合强度达191MPa,接近Ni60-WC的抗拉强度。

放电等离子烧结制备M42粉末高速钢／45钢双金属复合材料

利用放电等离子烧结方法一次性实现了M42粉末高速钢及其与45钢双金属复合材料的制备,分析了连接接头的界面形貌,测试了连接接头的结合强度。结果表明:在970℃×10 min、压力70 MPa烧结工艺下制备的复合材料连接接头组织致密均匀,复合材料实现了冶金结合,结合强度可达到550 MPa。

多相强韧化MoSi_2基复合材料的制备及性能

采用热压烧结技术制备了含有多种强韧相的MoSi2基复合材料,研究了强韧相的数量和含量对复合材料性能的影响;探讨了多相强韧化MoSi2基复合材料的强韧化机理。结果表明:多相强韧的MoSi2基复合材料性能要好于单相强韧的复合材料,而两相强韧复合材料性能要优于三相强韧的;两相强韧的(5%SiC+5%Nb)复合材料综合性能较优;多相复合材料的强化机理主要为各强韧相的细晶强化和弥散强化的复合作用;韧化效应可能是各强韧相的相变韧化、微裂纹、裂纹偏转以及细化晶粒等机制的综合作用结果。

ZrO_2/Si_3N_4颗粒增强MoSi_2基复合材料的显微组织和力学性能

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了不同体积分数的MoSi2及其复合材料,研究了复合材料的显微组织和力学性能。结果表明:10%ZrO2/20%Si3N4/MoSi2复合材料的致密度、显微硬度、抗压强度、断裂韧性分别为92.3%、15.17 GPa2、105 MPa、6.61 MPa.m1/2。与20%ZrO2/MoSi2复合材料相比,断裂韧性下降2.9%,显微硬度和抗压强度分别提高了22.8%,13.4%;与20%Si3N4/MoSi2复合材料相比,断裂韧性提高了5.3%,显微硬度和抗压强度相近;经500℃氧化300 h,氧化增重与ZrO2和Si3N4单独增强的相近,均是纯MoSi2的1/10左右,抗氧化效果显著。

基于MoSi_2/316L不锈钢连接的烧结工艺及其梯度过渡层优化

采用放电等离子烧结(SPS)技术,以MoSi2/316L不锈钢梯度材料作为过渡层连接MoSi2与316L不锈钢,优化了具体的连接工艺和梯度过渡层。结果表明优化得到的连接工艺为:以100℃.min-1速度升温至1000℃,保温10 min,再以6℃.min-1速度冷却至600℃后随炉冷却。其中升温时的烧结压力为50 MPa,降温时为40 MPa;优化得到的梯度过渡层结构为:梯度层层数n=7,梯度层厚度d=0.8,梯度层各层MoSi2的体积分数分别为:40%,50%,60%,70%,80%,90%,95%;利用优化后的梯度过渡层结构和连接工艺,经SPS烧结可实现MoSi2与316L不锈钢的连接。梯度层组织致密、均匀,界面结合良好,未出现明显的裂纹或其他缺陷。

MoSi2基复合材料的制备及其强韧化机理

采用真空热压烧结技术制备了多种MoSi2基复合材料,研究了强韧相对复合材料组织与性能的影响,并对其复合强韧化机理进行了探讨。结果表明:强韧相的加入均能不同程度地提高MoSi2的强韧性,其强韧化效果取决于强韧相的数量、种类和含量,数量以两相为宜;其中两相强韧化5%SiC+5%Nb/MoSi2复合材料的性能较优,其显微硬度、断裂韧度、抗弯强度分别为12.86 GPa,11.42 MPa.m1/2,470 MPa,比热压烧结纯MoSi2分别提高了31.22%,223.5%和70.9%;多元MoSi2基复合材料的强韧化机理表现为各强韧相的协同作用,其效果取决于各强韧相之间的匹配性。

放电等离子烧结工艺制备Ni60B镍基自熔合金

采用放电等离子烧结技术制备了KF-Ni60B镍基自熔合金,通过硬度、密度测试,研究了烧结温度、保温时间和烧结压力对烧结体性能的影响,并对烧结工艺进行了优化。结果表明:烧结温度对该合金性能的影响最大,烧结压力和时间的影响次之;在65 MPa压力下,经870℃烧结15 min的Ni60B自熔合金性能最佳,硬度为64.22 HRC,密度为7.713 g.cm-3;烧结后的合金组织为在-γNi固溶体基体上均匀分布着铬、铁的碳化物、硼化物等硬质相,晶粒均匀细小。

SPS烧结M42粉末冶金高速钢的显微组织与性能

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了M42粉末冶金高速钢,研究了SPS烧结M42粉末冶金高速钢及其热处理后的显微组织与性能。结果表明:与普通粉末冶金高速钢相比,SPS烧结制备的M42粉末冶金高速钢显微组织均匀、晶粒细小、无碳化物偏析。经过在1180℃×5min×550℃×1h的热处理后,硬度比普通粉末冶金高速钢提高1～2HRC。

螺旋弹簧触指的研制及应用

根据螺旋弹簧触指的服役条件及失效形式，对螺旋弹簧触指材料的选用、成型、焊接、强韧化处理等技术进行了研究。研制出了一种可用于高压六氟化硫断路器的高性能触指。结果表明，QBel．9变形铍青铜经（345±3）℃×（1．5—2．0）h时效处理后，其抗拉强度为930MPa，能满足触指的使用性能要求；焊接强度为492MPa，与母材的抗拉强度相当（520MPa）；经折弯成型后，其几何精度能满足产品设计要求；触指的平均使用寿命在1万次以上，达到国外同类产品的水平，而价格明显降低。

有氧烧结Ni60/WC合金涂层的组织和性能

在有氧烧结条件下,在45钢基体上制备Ni60/WC自熔合金涂层。利用XRD、SEM、EDS等对涂层的组织和性能进行分析。结果表明:涂层中主要有γ-(Ni,Fe)、WC、(Cr,Ni)23C6、Co3W3C、Ni2B等相组成,涂层平均显微硬度为918.4HV0.1;在磨粒磨损条件下,磨损率为1.47×10-2 cm3/h;过渡层的显微硬度从918.4HV0.1至220HV0.1呈梯度分布,宽度约为0.30mm。

氮化对9Cr18摩擦学特性的影响

设计了多种摩擦磨损试验方案,针对不同氮化工艺对9Cr18的摩擦学性能的影响进行了系统的研究。结果表明,离子氮化后的试样具有最优的综合摩擦学性能,气体氮化最差。试验还发现,在不同载荷条件下,几种氮化处理工艺对耐磨性的影响过程各不相同。离子氮化试样在磨损过程中产生的氧化物对减轻磨损有积极的作用。

基于MoSi2/316L连接梯度过渡层的组织与形貌

采用MoSi2/316L梯度过渡层,借助放电等离子烧结技术实现了MoSi2与316L不锈钢的连接,着重研究了MoSi2/316L连接梯度过渡层的组织、形貌、显微硬度及界面结合情况。结果表明,MoSi2/316L不锈钢梯度过渡层组织呈梯度分布,表现为宏观组织的不均匀性和微观组织的连续性,各梯度层的显微硬度基本呈梯度变化;梯度过渡层界面之间结合良好,没有明显的宏观界面,在各梯度层内部及界面都没有裂纹及大孔洞,界面结合紧密。

粉末冶金铁基阀板在烧结过程中的变形规律

利用粉末冶金法制备制冷压缩机用铁基阀板,研究阀板在生产过程中几何尺寸及平面度的变化规律。结果表明:烧结和整形工序使阀板的长度和宽度增加,阀板的厚度减小,长度和宽度的最大增加值分别为0.14mm和0.17mm,厚度最大缩小值为0.08mm,阀板的几何尺寸可以通过预成型来控制;烧结工序是导致阀板平面度增加的主要因素,烧结使阀板平面度的最大值为0.18mm,整形使阀板的平面度控制在0.04～0.08mm,仍不能满足使用要求。