粉末冶金技术

吴小俊

2022, 40(4): 291-295. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020110010

[摘要](761) [HTML全文] (100) [PDF 2413KB](59)

摘要:
通过添加石墨烯提高了放电等离子烧结（spark plasma sintering, SPS）制备发动机用耐高温TC11合金的力学性能，研究了不同烧结参数下TC11合金的密度，并观察了合金显微组织，分析了合金力学性能的影响因素。研究结果表明：随着烧结温度增加，试样密度先增加后平稳；提高烧结压力后，试样密度发生了略微上升。随着烧结温度的上升，更多α相转变成了高温β相，形成了相对稳定的β相比例。随着烧结时间的增加，合金室温压缩强度表现为升高的趋势。提高烧结压力后，TC11合金获得了更高的室温与高温力学强度。通过实验最终确定烧结时间5 min、温度900 ℃与压力50 MPa时制备的TC11合金具有最优力学性能。

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

王冬斌, 梁精龙, 王新蕊, 李慧, 王晶

2022, 40(4): 296-301. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019090011

[摘要](1190) [HTML全文] (204) [PDF 2840KB](89)

摘要:
为提高铁酸锌的催化效率，可采用增加比表面积、优化表面形貌的方法，也可将铁酸锌与其他材料结合，获得更为高效实用的光催化剂。文章对铁酸锌复合改性方式和不同形貌铁酸锌的制备方法进行了分析，并对改性后颗粒粒径不均问题和未来研究方向做了讨论和展望。将铁酸锌与其他物质复合，制备出活性高且性能稳定的复合光催化剂，可提升复合材料的催化能力，缓解铁酸锌催化活性低的问题。制备不同形貌的铁酸锌，可增加铁酸锌的比表面积，提高铁酸锌催化效率。

气体雾化制粉工艺中基于气体整流的卫星粉控制技术

赫新宇, 黎兴刚, 黄禹赫, 朱强

2022, 40(4): 302-317. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021070004

[摘要](2799) [HTML全文] (341) [PDF 4405KB](206)

摘要:
金属熔体气体雾化法是制备增材制造专用金属粉末的重要方法。然而，气体雾化工艺制得的粉末中通常混有大量卫星粉，对金属增材制造工艺产生不利影响。本文通过施加辅助气流并采用阶梯状雾化室结构等气体整流措施抑制回流区中的粉尘回旋，进而控制卫星粉的形成。利用计算流体力学软件ANSYS Fluent进行数值模拟，研究施加辅助气流或采用阶梯状雾化室结构时，雾化室内宏观流场特征以及颗粒运动轨迹的变化规律。结果表明，在雾化室顶部距雾化室中心R/2（R为雾化室半径）处施加辅雾比（辅助气流与雾化气流的流量比）大于0.8的辅助气流时能够有效抑制回流区中的粉尘回旋；采用阶梯宽为300 mm、高为575～600 mm的雾化室结构能够有效抑制回流区中的粉尘回旋。根据数值模拟结果，采用气体整流措施制备TC4钛合金粉末，并检测粉末的粒径分布、球形度、赘生物指数等指标，发现与不采用气体整流措施制备的粉末相比，赘生物指数降低约45%。

氧化铈刻蚀金刚石表面形貌表征

陈冰威, 杨雪峰, 朱振东, 栗正新

2022, 40(4): 318-324. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021090018

[摘要](558) [HTML全文] (270) [PDF 4977KB](53)

摘要:
为研究氧化铈刻蚀对于金刚石表面形貌的影响，将金刚石单晶与氧化铈粉末以质量比1:5的比例混合，并在N₂气氛下对金刚石进行刻蚀处理。通过对刻蚀后金刚石的表面形貌、表面刻蚀深度、物相组成的表征与分析探究氧化铈粉末刻蚀对于金刚石表面形貌的影响。利用铜基结合剂金刚石试样的抗弯强度评估刻蚀对于金刚石与结合剂之间把持力的影响。结果表明：氧化铈能成功对金刚石单晶表面进行选择性刻蚀。随着温度的升高，金刚石各个晶面的刻蚀深度加深；在相同条件下，氧化铈对金刚石（100）面的刻蚀程度大于金刚石（111）面。当刻蚀温度为900 ℃时，金刚石（111）面刻蚀深度为753.23 nm，（100）面刻蚀深度为1.60 μm。在N₂气氛下，900 ℃氧化铈刻蚀后的金刚石单颗粒抗压强度低于未加氧化铈刻蚀剂刻蚀的金刚石抗压强度，但是高于在空气气氛下未加氧化铈刻蚀剂刻蚀的金刚石以及在空气中直接氧化铈刻蚀的金刚石抗压强度。与未处理金刚石相比，氧化铈刻蚀后的铜基结合剂金刚石试样的抗弯强度有较大提升。

面向野外装备应急维修的金属增材制造技术

杨来侠, 党苏武, 王鑫宇

2022, 40(4): 325-333. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020080009

[摘要](1388) [HTML全文] (225) [PDF 2457KB](67)

摘要:
金属增材制造技术具有利用率高、柔性高及快速性等特点，如果将其用于野外装备应急维修，将能有效克服传统装备应急维修方法的缺陷，提升野外装备的应急保障能力。本文对常见金属增材制造技术的成形效率、成形精度、力学性能进行对比，结合金属增材制造技术在国内外装备维修领域的应用现状以及野外装备应急维修的特点，从成形质量、成形能力、设备机动性以及抗干扰能力等几个方面展开分析，得出激光熔覆沉积以及电弧熔丝技术更适用于野外装备应急维修。最后就激光熔覆沉积以及电弧熔丝技术应用于野外装备应急维修亟待解决的问题以及今后发展趋势展开讨论。

耐事故燃料芯块的制备方法与研究进展

张翔, 潘小强, 陆永洪, 张瑞谦

2022, 40(4): 334-339. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020030006

[摘要](1520) [HTML全文] (213) [PDF 3086KB](82)

摘要:
福岛核事故发生后，为提高核燃料元件抵抗严重事故能力而开发的耐事故燃料成为核行业研究热点。本文介绍了以BeO、SiC掺杂为代表的热导增强型UO₂芯块、高铀密度高热导燃料芯块和全陶瓷微封装燃料芯块，总结了耐事故燃料芯块的优势特性、热导率、制备方法和研究进展，分析和展望了耐事故燃料芯块的现有问题和应用前景，以期为耐事故燃料芯块的研究提供参考。

金属增材制造用钛粉制备研究

郭广浩, 唐超兰, 楚瑞坤

2022, 40(4): 340-350. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020070006

[摘要](387) [HTML全文] (388) [PDF 2272KB](131)

摘要:
金属增材制造技术正朝着产业化的方向发展，钛粉是金属增材制造领域的主流原料之一。本文概述了钛及钛合金的熔炼技术，重点介绍了感应熔炼，并对目前主流的钛粉制备技术进行了对比和分析，包括基本原理、优缺点和影响粉末特性的因素等。此外，还介绍了数值模拟在钛粉制备上的应用，并对钛粉制备工艺在金属增材制造领域的发展做出了展望。

316L钢表面超音速火焰喷涂Fe基粉末涂层显微结构及摩擦性能分析

张志辉, 李明

2022, 40(4): 351-355. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020080002

[摘要](402) [HTML全文] (94) [PDF 4139KB](40)

摘要:
经过液氮循环工艺获得了塑韧性更优的Fe基粉末，通过超音速火焰喷涂（high velocity oxy-fuel，HVOF）法对建筑用316L钢基体表面造成高速撞击生成Fe基粉末涂层，分析涂层摩擦学特性与液氮循环工艺间的关系。研究结果表明：液氮循环处理粉末和未处理原始粉末都属于非晶态，粉末外观形貌都属于椭球形，没有开裂或破碎。在液氮循环处理粉末涂层组织中只存在少量的未铺展颗粒，孔隙率也发生了明显减小，形成了更致密组织。采用液氮循环方法来改善粉末塑性，使粉末以更好的铺展状态完成沉积过程。经过液氮循环处理的粉末涂层可以获得更稳定的摩擦学性能，形成了更致密的组织，孔隙与裂纹数量明显降低，摩擦系数明显减小，主要发生氧化磨损，表现出更低的磨痕深度与磨损率误差。

热等静压烧结温度对Mo–Na合金性能影响

王娜, 朱琦, 周莎, 席莎, 武洲, 吴吉娜, 张晓, 刘仁智, 崔玉青, 王锦

2022, 40(4): 356-361. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021020007

[摘要](326) [HTML全文] (141) [PDF 2598KB](58)

摘要:
采用热等静压烧结法制备Mo–Na合金，研究了热等静压烧结温度对Mo–Na合金显微组织、硬度、密度及Na质量分数的影响，分析了Mo–Na合金热等静压烧结的致密化过程。结果表明：采用热等静压烧结法制备的Mo–Na合金显微组织细小均匀，平均晶粒尺寸在10 μm以下。随着热等静压烧结温度的升高，相对密度及硬度随之升高，在1100 ℃时达到最大，分别为99.58%和HRA 54.50，热等静压过程中液相的形成对Mo–Na合金的致密化起到了重要作用。热等静压过程很好地避免了低熔点Na金属高温烧结过程中的挥发，在1100 ℃烧结后Na质量分数基本无变化。

新型纳米晶硬质合金的研究现状及发展趋势

王倩玉, 秦明礼, 吴昊阳, 贾宝瑞, 曲选辉

2022, 40(4): 362-375. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021040010

[摘要](2022) [HTML全文] (334) [PDF 3459KB](127)

摘要:
纳米晶硬质合金以其优异的性能在电子信息、汽车制造、航空航天、国防军事等领域被广泛应用。本文概述了近年来纳米晶硬质合金的发展状况，包括新型粘结相纳米晶硬质合金、无粘结相纳米晶硬质合金、梯度纳米晶硬质合金以及涂层纳米晶硬质合金等一系列新型纳米晶硬质合金，展望了纳米晶硬质合金在各个领域的发展前景和研发重点，为现代硬质合金材料及技术的发展提供新思路。

热旋锻变形对TiCN强化ASP30粉末冶金高速钢的组织及性能研究

陈泽民, 张乾坤, 肖逸锋, 吴靓, 钱锦文, 李苏望, 唐俊

2022, 40(4): 376-382. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020050009

[摘要](279) [HTML全文] (83) [PDF 6196KB](40)

摘要:
采用粉末冶金法制备TiCN强化ASP30粉末冶金高速钢棒料，研究TiCN及旋锻变形量对ASP30高速钢力学性能与显微组织的影响，并研究其摩擦磨损行为。结果表明，添加质量分数5%的TiCN可明显提高ASP30的耐磨性。旋锻变形量为56%的ASP30+5%TiCN合金棒料经淬火-回火处理后，抗弯强度达到4084.99 N·mm^‒2，抗冲击韧性达到14.55 J·cm^‒2，相较于未旋锻态，其强韧性得到明显提升。在反复径向旋锻变形作用下，TiCN硬质相明显破碎，呈弥散颗粒状分布，且旋锻可以促进TiCN生成核壳结构，硬质相与基体之间的润湿性与结合能力得到提高，抑制了磨削过程中硬质相/基体间裂纹的产生。

2022年 第40卷 第4期

2022年第40卷第4期