粉末冶金技术

2018, 36(3).

[摘要](135) [PDF 59KB](3)

摘要:

江志, 梁鹏, 吴朝阳, 罗自贵, 樊希安, 李杰

2018, 36(3): 163-169, 210. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.001

[摘要](134) [HTML全文] (79) [PDF 2161KB](17)

摘要:
采用流化气相原位沉积结合放电等离子烧结工艺成功制备了高硅钢软磁复合铁芯Fe-6.5% Si/SiO₂（质量分数），并系统研究了复合铁芯微观结构与电磁性能的关系。结果表明，高硅钢软磁复合铁芯中的Fe-6.5% Si颗粒被SiO₂绝缘层均匀并且致密的包围，Fe-6.5% Si/SiO₂复合铁芯表现出高磁感、高电阻率、良好的频率稳定性、低矫顽力、以及低铁损等优异的电磁特性，饱和磁感应强度为175 emu·g^-1，矫顽力为15 Oe，相对磁导率为350（80 kHz），电阻率为8.6×10^-5?·m，0.2 T、5 kHz外场下铁损仅为11.8 W·kg^-1。

铜基高通量换热管内多孔层的制备及性能研究

赵洋, 任淑彬, 王凤林, 曲选辉

2018, 36(3): 170-176. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.002

[摘要](131) [HTML全文] (220) [PDF 3559KB](25)

摘要:
烧结型高通量换热管是通过在普通换热管内表面烧结一定厚度的多孔金属层达到强化沸腾传热的效果，多孔层的烧结温度对基管性能不能有损伤，同时要求多孔层本身孔隙连通，与基管结合较好，且耐蚀性与基管相当。本文设计了一种适用于铁白铜基管（BFe10-1-1）的管内多孔层烧结合金粉末Cu-10% Ni-20% Zn-2% Sn（质量分数），该粉末成分耐蚀性优于基管。烧结实验结果表明，该合金粉末在940℃下烧结时对基管性能无损伤，烧结后与基管结合良好，同时粉末多孔层内部孔隙均匀联通；进一步的应用实验也证明，该多孔层合金粉末具有非常好的传热效果。

碳纤维质量分数对Al₂O₃弥散强化铜复合材料的载流摩擦磨损性能影响

温毅博, 上官宝, 张永振, 宋晨飞, 杨正海

2018, 36(3): 177-181. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.003

[摘要](205) [HTML全文] (125) [PDF 1098KB](12)

摘要:
通过内氧化法制作出一种Al₂O₃弥散强化铜-碳纤维复合材料，研究了不同碳纤维质量分数对材料载流摩擦磨损性能的影响。结果表明，碳纤维的加入会影响材料的力学性能，明显降低弥散强化铜材料的摩擦系数和磨损量，提升材料的载流稳定性和载流效率。随着碳纤维质量分数的升高，材料的磨损机制由粘着磨损、熔融堆积变为粘着磨损；随着碳纤维质量分数的进一步增加，材料的磨损形式变为轻微的磨粒磨损，说明碳纤维能够在载流摩擦中起到良好的润滑作用。

金属粉末冲击压制过程中冲模质量及颗粒模型的优化分析

林立, 刘军, 周纯, 胡海烽

2018, 36(3): 182-189. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.004

[摘要](217) [HTML全文] (69) [PDF 2896KB](17)

摘要:
在模拟金属粉末冲击压制时，由于模型颗粒数与实际不同，仿真模型的准确度不高。本文引入模型冲模质量与实验冲模质量比值作为当量质量，研究了压制初始速度、横向与纵向颗粒数对当量质量的共同影响。采用ABAQUS软件建立了不同初始速度下的压制模型，利用1stOpt软件拟合出预估模型，通过ABAQUS仿真数据验证了预估模型，取得了当量质量与相对密度之间的关系，并且分别得到了横向与纵向两组模型的初始速度、颗粒数对冲模当量质量的影响关系。利用ABAQUS仿真数据得到的预估模型最终形式为：当冲模初始速度为20 m·s^-1时，横向颗粒数为5、纵向颗粒数为6（H₅Z₆）的颗粒模型的当量质量为1.03，比经典9颗粒模型进行模拟更能接近实际的压制情形。

合金元素铜对粉末冶金表面滚压致密化效果的影响

丁霞, 彭景光

2018, 36(3): 190-195. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.005

[摘要](329) [HTML全文] (77) [PDF 2181KB](24)

摘要:
表面滚压致密化工艺不仅能降低齿轮齿面的噪音，还能提高齿轮齿面的抗滚动接触疲劳性能，在粉末冶金齿轮生产领域得到广泛应用。滚压粉末冶金坯料的原始成分对滚压致密化效果有很大的影响，本文研究了合金元素Cu的质量分数对滚压效果的影响，从材料的孔隙情况、组织结构、硬度、耐磨性等方面分析讨论了表面滚压致密化工艺原料的选择问题。结果表明，坯料原始成分中Cu质量分数对齿轮用粉末冶金零件的表面致密化行为和性能起到重要作用，Cu质量分数越低，材料的合金化程度越低，塑性变形抗力越低，在相同的滚压条件下，可以获得较好的表面致密化效果；Cu质量分数的增加有利于提高零件的硬度和耐磨性，当Cu质量分数为1.4%时，零件表面致密层深度为1.13 mm，耐磨性较高，具有最优的综合性能，更适合实际工况的应用。

稀土元素Ce对Cu-Al₂O₃复合材料组织及性能的影响

刘贵民, 杜林飞, 闫涛, 朱硕, 惠阳

2018, 36(3): 196-200, 216. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.006

[摘要](302) [HTML全文] (145) [PDF 1972KB](16)

摘要:
采用机械合金化与放电等离子烧结的方法制备了不同质量分数的Cu-Al₂O₃-Ce复合材料，研究了稀土元素Ce对Cu-Al₂O₃复合材料显微组织形貌及硬度、抗拉强度、导电率、摩擦磨损等物理性能的影响。结果表明：Cu-Al₂O₃-Ce复合材料中的陶瓷颗粒更加均匀弥散的分布在基体中；加入稀土元素Ce后的Cu-Al₂O₃-Ce复合材料硬度为HV 108.2、拉伸强度为301 MPa、断面伸长率为19.6%、导电率为54.51 MS·m^-1，与Cu-Al₂O₃相比有明显提升；Cu-Al₂O₃的磨损机理主要为磨粒磨损，Cu-Al₂O₃-Ce主要为黏着磨损，当摩擦速率较大时，Cu-Al₂O₃-Ce的摩擦系数和体积磨损率更小，耐磨性能优于Cu-Al₂O₃。

热变形对FGH96高温合金原始颗粒边界的影响

傅豪, 王梦雅, 纪箴, 田高峰, 秦恬, 贾成厂

2018, 36(3): 201-205. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.007

[摘要](238) [HTML全文] (193) [PDF 2539KB](25)

摘要:
通过Gleeble-1500热模拟试验机对热等静压成形FGH96高温合金进行热压缩试验，其中温度为1075℃，变形速率为0.001 s^-1，变形量为70%。利用场发射扫描电镜、透射电镜和电子能谱研究了合金原始颗粒边界（prior particle boundary，PPB）的组成，讨论了原始颗粒边界在FGH96高温合金再结晶过程中的作用，并分析了合金热变形对原始颗粒边界的影响。结果表明：热等静压成形FGH96高温合金中的原始颗粒边界主要由Ti的碳化物和γˊ相共同组成；原始颗粒边界对合金热变形再结晶形核起促进作用，对晶粒长大起阻碍作用；合金热变形可以改善原始颗粒边界在组织中的分布，从而使晶粒长大过程顺利进行。

非对称结构金属滤材在汽油吸附脱硫装置上的应用

王凡, 杨军军, 刘冠颖, 李生勇, 高春阳, 陈利军

2018, 36(3): 206-210. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.008

[摘要](162) [HTML全文] (32) [PDF 4170KB](8)

摘要:
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。

氮气保护下铝基烧结含油轴承烧结工艺优化研究

严峻, 査五生, 张桂银

2018, 36(3): 211-216. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.009

[摘要](212) [HTML全文] (84) [PDF 6600KB](22)

摘要:
通过粉末冶金技术制备质量分数为7.5%的含铜铝基烧结含油轴承试样，研究了在氮气保护下不同烧结温度以及烧结时间对试样的微观结构和综合性能的影响，优化得到最佳烧结工艺。研究结果表明，当烧结温度超过537℃时，烧结试样发生局部熔化，液相开始生成；随着烧结温度升高和烧结时间的延长，烧结试样的尺寸收缩率以及压溃强度不断提高而含油率不断减小。当烧结温度为560℃、烧结时间为120 min时，烧结试样拥有良好的综合性能，压溃强度和含油率分别为151.3 MPa和16.7%，呈最佳烧结状态。

生物医用Ti6Al4V合金粉末注射成形工艺研究

刘超, 孔祥吉, 吴胜文, 况春江

2018, 36(3): 217-222, 229. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.010

[摘要](346) [HTML全文] (116) [PDF 1810KB](41)

摘要:
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16 μm和22 μm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16 μm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22 μm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。

新型镍基粉末高温合金热挤压工艺有限元模拟与实验验证

张明, 刘国权, 胡本芙, 耿笑笑, 王浩

2018, 36(3): 223-229. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.011

[摘要](294) [HTML全文] (131) [PDF 6846KB](35)

摘要:
采用有限元模拟的方法对一种新型镍基粉末高温合金热挤压工艺进行了优化设计，分析讨论了几种主要参数对热挤压结果的影响，并通过热挤压实验验证了有限元模拟的可靠性。结果显示，在热挤压过程中，坯料初始温度对应力和温度影响显著，对应变速率和应变无明显影响；挤压杆速度是调整应力和应变速率的重要参数；采用较小的模角（小于45.0°）可以使应力、应变速率、应变和温度分布的均匀性大幅度提高，有效避免挤压棒材开裂和保证显微组织均匀性。由模拟结果推出的主要热挤压参数为：坯料初始温度1100℃，挤压杆速度40 mm·s^-1，模角40.0°。将推荐的参数用于热挤压实验，结果证明了有限元分析结果准确，热挤压参数合理。

金属过滤材料在高温除尘中的应用与发展

王凡, 刘冠颖, 杨军军, 王浩, 郭辉进, 陈利军

2018, 36(3): 230-238. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.03.012

[摘要](226) [HTML全文] (36) [PDF 4664KB](20)

摘要:
介绍了Fe₃Al金属间化合物过滤材料在洁净煤工业装置中的飞灰过滤器、310S合金滤芯在石油炼化S Zorb工艺中的反应器过滤器以及Hastelloy X合金滤芯在化工工艺活化炉过滤器中的应用情况，分析了金属过滤材料的耐温性、耐蚀性、抗热震性、可加工性和强度等性能。结果表明：在高温除尘介质过滤应用上，金属过滤材料比陶瓷材料具有更好的适应性和优越性。结合国家能源与环保产业发展战略与规划，预测了金属过滤材料将在金属与无机非金属复合过滤材料、高通量金属过滤膜材料等方向的突破与革新。

2018年 第36卷 第3期

2018年第36卷第3期