粉末冶金技术

胡明, 杨英杰, 李普明, 袁勇, 张德金, 于永亮, 李松林

2020, 38(6): 403-408. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019110002

[摘要](275) [HTML全文] (87) [PDF 1717KB](20)

摘要:
以电解锰粉和Fe-76% Mn粉末（质量分数）为原料，在600℃和70% N₂+30% H₂混合气体（体积分数）管式炉中氮化得到三种抗氧化含氮锰源粉末（Mn-3% N、Mn-5% N和FeMn-3% N，质量分数），研究锰含量以及锰源粉末种类对压制烧结Fe-Mn-C烧结钢组织和力学性能的影响。研究表明：使用氮化锰源粉末制备的Fe-Mn-C烧结钢的力学性能明显优于采用电解锰粉为原料制备的同类材料，随着锰源粉末中N含量的升高，烧结钢烧结膨胀率减小，对合金的强化作用增加。以Mn-5% N作为锰源制备的Fe-2Mn-0.5C烧结钢，其拉伸强度为576 MPa，断后延伸率为3.8%，与电解锰粉为锰源相比，烧结钢的拉伸强度和断后延伸率分别提升了29%和123%。使用氮化锰粉作为锰源的烧结钢内孔隙数量减小，珠光体增多，片层间距降低。

石墨含量对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

胡铮, 张楠, 张万昊, 杜建华, 韩俊姣, 纪箴

2020, 38(6): 409-413. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020050007

[摘要](404) [HTML全文] (65) [PDF 4041KB](33)

摘要:
采用粉末冶金压烧技术制备了含不同质量分数石墨的铜基摩擦材料，研究了石墨含量对摩擦材料微观组织、磨损性能和磨损机理的影响。结果表明：铜基体的连续性随石墨含量增加而降低，动摩擦系数随石墨含量的增加先增加后降低，磨损量随着石墨含量的增加而减小；材料的磨损机理为犁沟式磨料磨损；石墨质量分数为16%时，试样动摩擦系数和静摩擦系数最高并且稳定，具有最好的摩擦磨损性能。

电流辅助烧结过程的多物理场耦合体系模拟

谭树林, 张晓敏, 赵志鹏, 邬周志, 张恒嘉

2020, 38(6): 414-422. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019080003

[摘要](447) [HTML全文] (126) [PDF 2024KB](37)

摘要:
通过建立热-力-电-扩散强耦合结合相场模型的控制方程，对碳化硅材料的电流辅助烧结致密化机理进行了模拟研究，其中考虑了以下三个方面的影响：电流密度对烧结激活能的影响通过扩散系数引入耦合方程，在模拟中实现了活化作用实时影响扩散行为；碳化硅材料电导率与温度变化的关系；通过碳化硅烧结宏观有限元计算给出微结构演化的电流与温度边界条件。在该耦合理论体系下，对不同温升率的微结构演化全过程进行了模拟，计算所得的致密化曲线均与实验结果相符。模拟结果表明，在电流辅助烧结中，活化作用可极大促进致密化过程；提高温升率使得扩散驱动力增大，进而提高致密化速率。

燃气舵用钨渗铜X射线探伤条纹显示分析

林冰涛, 肖任勤, 赵帅, 张保红, 徐吉路, 孙晓霞

2020, 38(6): 423-428, 448. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020060012

[摘要](341) [HTML全文] (71) [PDF 6250KB](25)

摘要:
以燃气舵用钨渗铜（W-7Cu）为研究对象，通过观察和检测X射线探伤底片、金相组织、断口显微形貌及力学性能，对产品在X射线探伤过程中出现的条纹现象进行分析。结果表明，燃气舵用钨渗铜X射线探伤出现的条纹现象由材料的组织结构和工艺特点所决定，条纹区域的组织属于钨渗铜材料的正常组织，不存在孔洞、裂纹和渗铜不均等结构缺陷；产品条纹区域的性能指标满足技术要求，与材料无条纹区域的性能无显著差别；提出了对燃气舵用钨渗铜X射线探伤进行分级的建议。

基于离散元法的纯铁粉振动填充密度分析

赵艳波, 马麟, 刘波, 商竹贤

2020, 38(6): 429-435. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019070006

[摘要](480) [HTML全文] (163) [PDF 3522KB](31)

摘要:
为了提高粉末冶金制品的密度，采用振动的方法促进铁粉颗粒运动与重排，降低粉体的孔隙率，提高纯铁粉体的填充密度。利用离散元软件EDEM对模腔中纯铁粉体的振动填充过程进行数值模拟，研究了振动频率、振动幅度、振动时间对粉体填充密度的影响，确定出最佳工艺参数，并通过对比实验验证了仿真结果的可靠性。结果表明：振动频率和振动幅度对粉体填充密度的影响较大，随着频率和振幅的增大，填充密度先增加后减小；随着振动时间的增大，填充密度先增加后趋于稳定。

烧结温度对Cu-C-SnO₂多孔材料组织与性能的影响

倪锋, 孙高昂, 李武会, 傅丽华, 李玲, 孟云娜, 凡亚丽

2020, 38(6): 436-442. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019070008

[摘要](492) [HTML全文] (121) [PDF 3478KB](21)

摘要:
采用SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃助焊剂辅助常压烧结法制备了铜-石墨-氧化锡（Cu-C-SnO₂）复合多孔材料，对其显微组织和物理性能进行了测试，研究了烧结温度对Cu-C-SnO₂多孔材料组织和性能的影响。结果表明，复合多孔材料主要由金属Cu、石墨和氧化物陶瓷相构成；随着烧结温度升高，SnO₂逐渐减少，莫来石等矿化陶瓷相逐渐增多；当烧结温度从750℃升高到800℃时，Cu₂O增多，当烧结温度高于800℃时，Cu₂O随烧结温度的升高而减少；当烧结温度为950℃时，Cu相发生显著再结晶而晶粒粗大；材料的电阻率、渗油率和空气粘性渗透系数随烧结温度的变化呈现出相似的变化规律，都随烧结温度的增加而先减小后增大，在烧结温度850~900℃范围内达到最小值；烧结线收缩率和材料密度随烧结温度的变化呈现出相似的变化规律，都是随烧结温度的升高而增大，在烧结温度800℃附近存在一个临界值，在该临界值两侧，烧结线收缩率和材料密度随烧结温度变化的速率明显不同；在烧结温度800~850℃之间，材料里氏硬度存在一个突变点，在该突变点两侧，材料里氏硬度都随烧结温度的升高而升高。

VIGA-CC法制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末及其性能研究

赵少阳, 王利卿, 谈萍, 沈垒, 李增峰, 殷京瓯

2020, 38(6): 443-448. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020060002

[摘要](452) [HTML全文] (92) [PDF 8779KB](36)

摘要:
以真空自耗电弧熔炼的Ti-35.8Al-18.4Nb（质量分数）合金铸锭为原料，采用水冷铜坩埚真空感应熔炼气雾化制粉技术（water-cooled copper crucible vacuum induction melting-gas atomizing，VIGA-CC）制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末，利用振动筛分法、扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）观察、X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）分析等手段对所制备的粉末进行性能表征。结果表明，VIGA-CC技术制备的粉末粒度分布较宽，主要分布在45~150 μm之间，呈正态分布，其中粒径不高于45 μm粉末收得率为15.8%，粒径不低于150 μm粉末收得率为12%；粉末流动性为27.2[s·(50 g)^-1]，粉末中氧质量分数的增量小于0.01×10^-6，粉末整体氧质量分数小于0.06×10^-6；TiAlNb合金粉末主要以γ（TiAl）相和α₂（Ti₃Al）相为主，随着粉末粒径的减小，冷却速率逐渐提高，γ（TiAl）相逐渐减少，α₂（Ti₃Al）相逐渐增加；大颗粒粉末表面为枝状冷凝组织，小颗粒粉末为光滑表面。

脱氧工艺对钼铌粉末中氧质量分数的影响

刘东新, 刘仁智, 安耿, 朱琦, 席莎, 党晓明, 王娜, 吴吉娜, 周莎

2020, 38(6): 449-454. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020020007

[摘要](413) [HTML全文] (131) [PDF 6429KB](18)

摘要:
为了研究脱氧工艺对钼铌粉末中氧含量（质量分数）的影响，将经48、72、96、120 h球磨处理的钼铌粉末压制为直径17 mm的圆棒，并进行低、中温氢气脱氧，中、高温真空脱氧及高温氢气脱氧处理，分析脱氧处理后钼铌圆棒的氧含量、微观形貌及烧结密度。结果表明：球磨不会明显增加钼铌粉末中的游离氧的含量，更不会增加氢含量；低、中温氢气脱氧处理后，钼铌圆棒试样中的氧含量整体明显升高；中温真空脱氧处理后，钼铌圆棒试样中氧含量有所降低，高温真空脱氧后效果进一步加强，且随着脱氧的进行，钼铌圆棒试样烧结密度显著提高，表明高温真空能实现脱氧；高温氢气脱氧后，钼铌合金的氧质量分数接近0.11%。

含Cr和NbSe₂铜基电接触复合材料的制备及性能研究

施琴, 左文艳, 赵光霞

2020, 38(6): 455-464. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020050005

[摘要](306) [HTML全文] (112) [PDF 7851KB](13)

摘要:
采用复压复烧工艺制备了含不同质量分数Cr和NbSe₂的铜基电接触复合材料，利用光学电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计、扫描电子显微镜等设备研究了铜基复合材料力学、电学和电摩擦学性能。结果表明，铜基复合材料的密度随着NbSe₂含量的增多而增高，硬度和断裂强度随着Cr含量的增多而提高；Cr含量高的铜基复合材料磨痕表面极易生成CuO纳米片，改善了材料的摩擦性能，但降低了电学性能；含适当比例Cr和NbSe₂的铜基复合材料有着较好力学、电学性能，且因NbSe₂润滑膜和CuO纳米球的协同作用，改善了材料的摩擦性能。

铜包铁粉的应用及制备

张珊珊, 历长云, 潘跃武, 许磊, 胡号

2020, 38(6): 465-474. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019070007

[摘要](526) [HTML全文] (219) [PDF 3484KB](61)

摘要:
铜包铁粉是一种将铜包在铁粉表面形成包覆层的复合粉末，被用来改善铜铁混合粉末组织不均、成分偏析等问题。本文综述了铜包铁粉的应用及制备方法，介绍了机械球磨涂覆法、置换镀铜法、化学镀铜法等铜包铁粉制备技术的基本原理及研究进展，总结了铜包铁粉制备过程中存在的问题，并展望了铜包铁粉的发展方向。

2020年 第38卷 第6期

2020年第38卷第6期