粉末冶金技术

吴文恒, 吴凯琦, 肖逸凡, 杨启云

2017, 35(2): 83-88. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.001

[摘要](463) [PDF 1215KB](41)

摘要:
采用真空熔炼气雾化工艺制备3D打印用316L不锈钢粉末,通过调整雾化参数,研究了不同雾化压力对粉末化学成分、粒度分布、球形度、表面形貌、流动性及松装密度等特性的影响.结果表明:在保温温度(1560±20)℃、保温时间20 min、漏包温度(1050±30)℃、高纯氮气雾化及雾化压力3.0 MPa工艺参数下,制备得到的粉末性能可达到氧含量(质量分数)0.08％、中位径31.39 μm、球形度0.75、流动性21.56 g/(50 s)及松装密度3.88 g/cm3,基本满足不同金属3D打印技术对粉末材料性能的要求.

溶胶凝胶法制备TiO2-SiO2复合薄膜及特性表征

樊璐, 同帜, 张帅, 黄文帅, 陈方方

2017, 35(2): 89-93. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.002

[摘要](359) [PDF 1158KB](20)

摘要:
以钛酸丁酯和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2复合薄膜,通过热重分析、X射线衍射、红外光谱、原子力显微镜和接触角测试等方法对样品进行表征.结果表明,TiO2-SiO2复合薄膜中存在Ti-O-Si化学键,薄膜具有较好的热稳定性,内部结构均匀且具有较高的孔隙率,平均孔径为50.2 nm;加入SiO2使复合膜表面酸性提高从而吸附更多的羟基,表现出更强的亲水性能;当TiO2∶SiO2=3∶2(摩尔比)时,复合膜表面亲水性能良好.

基于内聚力模型的金属粉末压坯拉伸裂纹扩展模拟

谢东, 张建国, 周蕊, 李璐璐

2017, 35(2): 94-97,102. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.003

[摘要](175) [PDF 1164KB](11)

摘要:
压坯裂纹损伤预测分析对于生产高质量粉末冶金零件具有重要的指导作用.本文将修正的Drucker-Prager Cap模型与内聚力损伤模型相结合,并利用Python语言在损伤断裂区域内批量插入内聚力单元,模拟金属粉末压坯在外载荷作用下裂纹扩展过程.同时,采用不同类型的内聚力模型对巴西圆盘实验过程进行模拟,通过实验验证对比分析可知,采用指数内聚力模型模拟压坯拉伸裂纹扩展的结果与实验结果更为吻合,并且与实验后期压坯边缘出现剪切带的现象也较为一致.

热扩散对脉冲电流烧结初期驱动力的影响

张龙, 张晓敏, 郑安节, 田祖安

2017, 35(2): 98-102. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.004

[摘要](275) [PDF 1160KB](7)

摘要:
基于温度梯度引起的热扩散通量是烧结颈部物质迁移的额外驱动力,建立了氧化铝颗粒非等径两颗粒模型,引入将热传播速度定义为有限值的广义热弹性理论,研究了脉冲电流烧结初期热扩散对烧结驱动力的影响.数值计算表明,脉冲电流烧结过程的热扩散通量远大于颈部曲率驱动的空位扩散通量,说明在烧结初期热扩散提供的驱动力占主要地位.小颗粒越小,热扩散与空位扩散通量的比值越大,越容易烧结.

不同配比铁基预合金粉的胎体性能研究

徐强, 刘一波, 徐良, 杨志威

2017, 35(2): 103-107,127. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.005

[摘要](159) [PDF 2065KB](12)

摘要:
对湿法冶金工艺制备的两种铁基预合金粉(Fe43Co24Cu33和Fe56Co14Cu30,以下简称A和B)进行了性能研究,对其粉末颗粒的形貌和氧含量进行了对比分析,并经过750、800、850、900、950℃五种烧结温度制备热压烧结试样.通过阿基米德排水法测定烧结试样密度,利用HR-150A型洛氏硬度计测量烧结试样的显微硬度,利用三点弯曲法测定烧结试样的抗弯强度,使用扫描电子显微镜观察烧结试样的断口形貌.结果表明:随着烧结温度的提高,两种烧结试样的密度都呈增加趋势,当温度超过850℃后,密度变化逐渐趋于平缓;烧结试样的硬度都随着温度的升高先增加后降低,烧结试样B硬度在850℃以前要高于烧结试样A,且在800℃时达到最大值,当温度高于850℃时烧结试样A的硬度要高于烧结试样B;两烧结试样的抗弯强度都随温度的升高而增大;预合金粉A的烧结试样对温度敏感性较小,当温度达到850℃以后,晶粒几乎不在长大,预合金粉B的烧结试样对温度敏感性比较大,随着温度的升高,晶粒不断地长大.

大直径钨镧合金锻造棒材性能研究

淡新国, 李长亮, 张腾

2017, 35(2): 108-112. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.006

[摘要](190) [PDF 1584KB](21)

摘要:
采用纳米掺杂方法制备了大直径钨镧合金棒坯,通过与纯钨对比,研究了不同氧化镧质量分数的钨镧合金棒坯烧结性能以及含质量分数1.0％纳米氧化镧粉掺杂的钨镧合金锻造棒材的室温性能和高温再结晶性能.结果表明:采用质量分数1.0％、1.5％和2.0％三种含量的纳米氧化镧粉掺杂烧结后,合金掺杂分布和晶粒组织均匀,随着氧化镧含量的增高,棒坯密度逐渐降低、晶粒数逐渐越多;1.0％氧化镧粉掺杂钨镧合金棒坯经过78.7％锻造变形量后,较纯钨棒材硬度值更高,金相组织更细、更均匀,车加工后车削较长,表面光洁度较高,再结晶温度比纯钨高约150℃.

Ag包覆Fe复合纳米粉体的制备及导电导磁性能研究

孙维民, 尹宾宾, 史桂梅

2017, 35(2): 113-117. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.007

[摘要](114) [PDF 732KB](14)

摘要:
用化学镀法,以葡萄糖和甲醛的混合液为还原剂,制备了Ag包覆Fe复合纳米粉体,并用制备的复合纳米粉作为导电导磁相,制备了导电导磁胶.用透射电子显微观察和X射线衍射表征了Ag包覆Fe复合纳米粉体的结构、形貌和粒度分布,用直流低电阻测试仪、振动样品磁强计研究了导电导磁胶的导电导磁性能.结果表明:制备的Ag包覆Fe复合纳米颗粒具有壳核结构(纳米Fe为核、Ag为壳),复合纳米颗粒粒度分布为50～120 nm,通过电镜测得Ag层的厚度约为2nm.用Ag包覆Fe复合纳米粉制备的导电导磁胶的电阻率为2.66×10-4～8.9×10-4Ω·cm、饱和磁化强度18.5～38.6 A·m2·kg-1.

超音速火焰喷涂技术制备的双峰WC-CoCr涂层磨粒磨损特性

王大锋, 张波萍, 贾成厂, 高峰, 于月光, 赵晓琳, 白智辉

2017, 35(2): 118-127. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.008

[摘要](215) [PDF 2765KB](11)

摘要:
采用超音速火焰喷涂(high velocity oxy-fuel,HVOF)工艺分别制备了双峰结构和常规结构的WC-CoCr复合涂层.比较了不同结构WC-CoCr涂层的组织结构、显微硬度和断裂韧性;在涂层磨粒磨损实验的基础上,探讨了双峰结构WC-CoCr涂层的磨损机理.结果表明:与常规结构的WC-CoCr复合涂层相比,在由含质量分数30％超细WC粉末制备的双峰结构涂层中,WC在黏结相中溶解最多,断裂韧性最低;由含质量分数50％超细WC粉末制备的双峰结构涂层最致密,显微硬度与断裂韧性最高,耐磨粒磨损性能最优良.

润滑剂对Fe基粉末冶金材料温压工艺的影响

张浩瀚, 刘子利, 刘希琴, 汤志浩, 邹德华

2017, 35(2): 128-135. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.009

[摘要](265) [PDF 1764KB](26)

摘要:
通过扫描电子显微镜观察和性能测试研究了硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺(ethylene bis stearamide,EBS)、复合润滑剂以及压制温度对Fe基粉末冶金材料温压工艺的影响规律.结果表明:当润滑剂加入量(质量分数)超过0.4％后,Fe基粉末的流动性和松装密度均随润滑剂加入量的增加而降低,其中加入单一EBS润滑剂的影响更大.添加润滑剂后增加了Fe基粉末冶金生坯的致密度,其中添加硬脂酸锌和复合润滑剂的Fe基粉末冶金生坯断口颗粒间结合更为紧密.润滑剂对提高Fe基粉末冶金试样生坯密度、烧结密度及抗弯强度的作用顺序为复合润滑剂＞硬脂酸锌＞ EBS,Fe基粉末冶金材料的密度和力学性能均随温压温度的升高而增加.在最佳润滑剂加入量0.4％时,120℃温压Fe基粉末冶金试样密度比室温压制Fe基粉末冶金试样的密度提高了0.14～0.21 g/cm3,硬度和抗弯强度提高了40％～65％.

Ag/AgCl复合粉末的制备及光催化性能研究

毛帅, 鲍瑞, 易健宏, 邹建河

2017, 35(2): 136-141. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.010

[摘要](171) [PDF 1634KB](13)

摘要:
AgCl光催化剂可以有效避免纳米TiO2只对紫外光响应造成的缺陷和不足.围绕Ag/AgCl复合粉体的制备及其对催化降解有机污染物的性能进行研究,采用四种不同的方法制备了Ag/AgCl复合粉体,在波长λ＞420 nm的可见光下考察了Ag/AgCl复合粉体对甲基橙的降解能力,并探讨了其催化机理.结果发现,催化剂的活性与复合粉体样品的形貌结构有很大关联.以AgNO3作为Ag源,利用乙醇将部分AgNO3还原为纳米银颗粒,并利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为高分子保护剂制备出的Ag/AgCl复合粉体表现出良好的可见光催化活性和稳定性,在20 min内几乎将甲基橙完全降解,该光催化剂对甲基橙的一级降解反应常数为4.99×10-2.

粉末高温合金中原始粉末颗粒边界研究进展

王梦雅, 纪箴, 张一帆, 傅豪, 柏慧凝, 贾成厂

2017, 35(2): 142-149. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.011

[摘要](200) [PDF 2243KB](65)

摘要:
原始粉末颗粒边界(prior particle boundary,PPB)是粉末高温合金(powder metallurgy superalloy,P/M superalloy)中常见的缺陷之一,它是在制粉期间以及热等静压或热挤压前期的加热过程中,在原始粉末表面处析出的一层细小且连续的第二相网膜;这层析出物可能会阻碍粉末颗粒间的扩散与连接,成为了合金中的薄弱界面,严重破坏合金组织,危害其拉伸、冲击等各项力学性能.本文着重介绍了目前针对粉末高温合金中原始粉末颗粒边界的研究进展,重点概述了影响原始粉末颗粒边界的形成因素及消除措施.

钛及钛合金金属粉末注射成形技术的研究进展

刘超, 孔祥吉, 吴胜文, 况春江

2017, 35(2): 150-158. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2017.02.012

[摘要](572) [PDF 2736KB](68)

摘要:
钛及钛合金兼具低比重、高比强度、优异的生物相容性和良好的耐腐蚀性,在航空航天、生物医疗、化工、汽车等领域有极大的应用潜力.钛及钛合金金属粉末注射成形技术(metal injection molding,MIM)能够实现中小型复杂形状钛产品的大批量、低成本制备,对于推动钛及钛合金产品的生产及应用具有重要意义.本文介绍了金属粉末注射成形钛及钛合金的特点及优势,从粉末原料、黏结剂体系、粉末注射成形、脱黏和烧结等方面综述了钛及钛合金金属粉末注射成形技术的研究进展,并针对目前存在的主要问题,分析了金属粉末注射成形钛及钛合金的研究方向及发展前景.

2017年 第2期

2017年第2期