粉末冶金工业
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粉末冶金工业
2016年 26卷 06期
刊出日期：2016-12-10
研究与开发
评述与进展
革新与交流
专家论坛
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1
罗锡裕，徐燕军， ，张广宁， ，沈 翔，刘一波，
金刚石锯片焊接部位的组织结构与力学性能
采集金刚石圆锯片激光焊和高频钎焊部位作试样，分析研究了钢基体与粉末烧结刀头过渡层对焊焊缝横向的区段划分、焊缝形貌、金相组织、成分与物相、硬度及抗弯强度，并阐述了激光焊气孔的成因。结果表明：激光焊熔化区柱晶组织排布细腻，有残留气孔，硬度呈线性变化；钎焊熔化区为两相组织，枝晶明显，无裂纹气孔，硬度较低。激光焊钢热影响区产生针状马氏体；钎焊不存在相变引起的热影响区。激光焊和钎焊的刀头过渡层，在特定的配料体系下，也不存在固态相变引发的热影响区，基本保持了粉末烧结组织。激光焊和钎焊焊缝的抗弯强度均值分别为1 175 MPa、983 MPa，都大于国外安全强度要求，但激光焊焊缝强度波动相对较大，这与其残留气孔密切相关。
2016 Vol. 26 (06): 1-7 [
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研究与开发
8
沈 晓，程继贵，李剑峰，陈闻超，卫陈龙，罗来马，吴玉程，
轧膜成形制备W-Cu层状功能梯度材料及其性能研究
以W粉和电解Cu粉为原料，聚乙烯醇缩丁醛（PVB）为粘结剂，通过有机基轧膜工艺制备出3种组成的单层生坯（Cu质量分数分别为25%、50%、75%），再叠层共轧，制备出了具有不同粘结剂含量的W-Cu层状梯度材料生坯，之后在H2气氛中烧结，获得了W-Cu层状梯度材料，考察了粘结剂含量与制备工艺条件对材料显微组织和性能的影响。结果表明，通过单层轧制、叠层共轧共烧可以制得层状梯度W-Cu复合材料；粘结剂含量对W-Cu层状梯度材料的致密度和性能有着明显的影响。当粘结剂质量分数为6%时，轧膜坯有较好的成形性，且成形坯的孔隙率较低；所得多层生坯经1 150 ℃烧结后相对密度达93.11%；所得梯度W-Cu材料有良好的物理、力学性能。
2016 Vol. 26 (06): 8-14 [
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15
李 哲，李 涛
α型二氧化锰的制备及电化学性能研究
选用过硫酸钾（K2S2O8）和一水合硫酸锰（MnSO4·H2O）为原材料，通过液相共沉淀法制得MnO2，用X射线衍射和扫描电镜对制得的MnO2进行结构形貌表征。结果表明，在控制溶液pH值为l，反应温度为60 ℃，反应时间为22 h的条件下，制得的四方晶系α-MnO2微球的表面具有明显的纳米刺结构特征。将所制得的四方晶系α-MnO2用于超级电容器的电极材料，以6 mol/L的KOH作为电解质溶液，研究其恒电流充放电、循环伏安及交流阻抗等电化学性能，当扫描速度为5 mV/s时，其比容量为156.0 F/g。
2016 Vol. 26 (06): 15-19 [
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20
许林皓，张洪平，赵栋梁，杜兆富，于海琛
硅对铁基磁粉芯性能的影响研究
分别从磁滞回线、损耗、磁导率及直流偏置特性来分析硅对铁基磁粉芯性能的影响。结果表明：随着硅含量的增加，磁粉芯的饱和磁感应强度降低，纯铁粉芯的饱和磁感应强度最大；磁粉芯损耗随着硅含量的增加而逐渐减小，纯铁粉芯的损耗最大，FeSi6.5的损耗最小；纯铁粉芯的磁导率要高于铁硅磁粉芯，但随着硅含量的增加，磁导率又缓慢上升；随着硅含量的增加，磁粉芯的直流偏置特性DC-bias稳定性降低。
2016 Vol. 26 (06): 20-23 [
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24
谢 瑞，李 萍，刘国凯，马俊林，薛克敏，贺 鹏
不同粒径的SiC体积配比对SiCp/Al基复合材料显微组织和拉伸性能的影响
为了研究不同粒径的SiC体积配比对SiCp/Al基复合材料显微组织及拉伸性能的影响，采用高压扭转法（High-pressure torsion，HPT）将3.5 μm（小）、7.0 μm（大）SiC颗粒体积比分别为4∶1、1∶1、1∶4的SiC颗粒和纯Al粉末混合物制备成10% SiCp/Al基复合材料（体积分数）。用金相显微镜、万能试验机、扫描电镜等分析2种粒径的SiC体积比对SiCp/Al基复合材料显微组织和拉伸性能的影响。结果表明，随扭转半径增大，各试样的SiC颗粒分布更加均匀，颗粒团聚、偏聚现象减少，其中小、大SiC颗粒体积比为1∶1的试样性能最优，伸长率、相对密度最高，分别达到14.3%和99.1%，拉伸断裂形式为塑性断裂。
2016 Vol. 26 (06): 24-29 [
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30
董中奇，尹素花，盖国胜
微波烧结过程中Cu60Cr40合金组织演变的研究
采用机械合金化和冷压微波烧结法制备了Cu60Cr40合金，通过X射线分析和SEM扫描电镜分析Cu60Cr40合金的相组成和显微组织，研究了微波烧结过程中Cu60Cr40合金组织的演变规律。结果表明：Cu60Cr40合金粉体和冷压压坯组织呈层片状；随烧结温度的提高，Cu60Cr40合金压坯在烧结过程中由层片状组织向短棒状或球棒状转变，晶界逐渐明显，孔隙减少，致密度增加，由固相烧结转变为液相烧结。
2016 Vol. 26 (06): 30-34 [
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35
张 燕，夏志辉，徐东鸣
PCBN刀具高速精密切削W-Ni-Fe合金的性能研究
采用PCBN刀具对W-Ni-Fe合金进行高速精密切削试验，通过观测PCBN刀具前、后刀面的磨损形貌，分析了刀具的失效磨损机理；从CBN含量、刀具参数以及已加工表面粗糙度方面研究了PCBN刀具加工W-Ni-Fe合金的切削性能。结果表明，CBN含量高且刀尖圆弧半径大的PCBN刀具具有更长的使用寿命，在高速、低进给、小切深条件下可获得良好的表面质量。SEM和EDS分析结果表明，PCBN刀具高速精密切削W-Ni-Fe合金的磨损机理为粘结磨损、扩散磨损、局部剥落、氧化磨损以及崩刃磨损等多重磨损机理共同作用的结果。
2016 Vol. 26 (06): 35-40 [
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41
王展光，甄映红，彭开起，汪 洋
超轻海绵铝的力学性能研究
采用复模铸造和渗流联合法、以可燃型聚氨酯发泡球为填充料制备了海绵铝（孔隙率92%～98%），研究了海绵铝的力学性能。通过分析可知，海绵铝的压缩曲线可近似划分为线弹性段、平台段、致密段3个阶段；由于孔棱厚度较小，孔结构极易发生破坏，导致海绵铝的屈服强度随着孔隙率增加而迅速下降；海绵铝的吸能曲线近似为直线；平台阶段其吸能效率在60%～80%之间波动。
2016 Vol. 26 (06): 41-45 [
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46
范兴平，杨 成
烧结温度对生物医用钛基复合材料性能的影响
以钛粉和羟基磷灰石（HA）为原料，采用粉末冶金法制备了生物医用钛基复合材料，研究了烧结温度（1 200、1 300、1 400 ℃）对其显微组织、物相变化、致密化及抗压强度的影响。结果表明：合适的烧结温度可以使复合材料具有优良的显微组织及力学性能。当烧结温度为1 200 ℃时，HA已经发生分解并反应，且材料组织疏松；随着烧结温度升高，试样变得致密且显微组织粗大，同时生成TiP及CaTi4(PO4)6等脆性相，其抗压强度反而降低。
2016 Vol. 26 (06): 46-49 [
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50
韩寿波，吕日红，张 莹，孙志坤，李科敏，黄虎豹，刘明东，张义文，
预变形对FGH97粉末高温合金热处理组织的影响
FGH97粉末高温合金制品在生产加工过程中由于操作不当会出现局部表面凹坑，对存在该缺陷的合金制品进行检测分析，发现受外力影响的区域经热处理后晶粒异常粗大；采用热模拟实验验证了局部变形对FGH97合金热处理组织的影响。结果表明：FGH97合金在受外力作用后的合金变形量达到临界变形量时，热处理过程中会发生晶粒异常长大，造成组织不均匀，进而影响合金的性能与应用。合金在制备过程应严格遵守操作规程，避免局部发生变形。
2016 Vol. 26 (06): 50-54 [
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评述与进展
55
李剑云，谢敬佩，王爱琴，朱鹏飞
非连续相混杂增强金属基复合材料的研究进展
论述了非连续增强金属基复合材料的研究概况，简要介绍了非连续相混杂增强金属基复合材料常用的几种制备方法，包括搅拌熔铸法、压力铸造法、无压浸渗法、喷射沉积法、粉末冶金法、原位反应法等，同时对常见的3种增强体的混杂类型：颗粒＋颗粒、短纤维＋晶须 (短纤维)、颗粒＋晶须（短纤维）增强金属基复合材料的性能和国内外研究现状进行了综述，指出了非连续相混杂增强金属基复合材料存在的问题，并对其今后的发展进行了展望。
2016 Vol. 26 (06): 55-61 [
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革新与交流
62
谭兆强，王 辉，UlfEngstr?m
粉末冶金钢烧结过程控制和分析
烧结过程控制对粉末冶金整个工艺过程起着至关重要的作用，控制不好，将导致烧结后的零件在尺寸和性能上不稳定或达不到产品设计要求，并可能还会出现氧化、脱碳、渗碳、崩裂和积碳等工业中常见的问题。随着对粉末冶金产品的性能和成本控制要求不断提高，金属Cr因其价格低并具有很好的强化效果，成为粉末冶金工业开拓的重点方向。但是金属Cr容易氧化，对烧结气氛要求较高，因此对烧结工艺提出了挑战。随着烧结炉技术的发展和氮基保护气体广泛使用，在网带炉中烧结含Cr成分的零件已经成为现实。利用热电偶、氧分压和CO分析仪等设备组成的分析系统，评估了以氮氢混合气体作为保护气氛的网带烧结炉的实际烧结情况，分析了几种烧结过程中常见的缺陷及其原因，并提出了相应的改善措施，同时也总结了含Cr材料所需的烧结条件及其控制。
2016 Vol. 26 (06): 62-66 [
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67
尚 伟，张巨香，申小平
机油泵转子轴上销孔的钻床夹具设计
从机油泵转子的基本结构出发，给出了转子轴上钻孔夹具的定位、夹紧方案，定位、夹紧装置的设计及专用钻模的总体结构设计，并针对专用钻模通用性不足的问题，提出了可调夹具、组合夹具等多种解决方案，在保证钻孔质量的同时，提高加工效率，减少加工准备时间，降低生产成本。
2016 Vol. 26 (06): 67-70 [
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71
黄伟玲，王忠锋
NdFeB废料浸出工艺研究及浸出设备设计
由于中国目前对NdFeB废料回收稀土的自动化程度低，产品的纯度波动大，难以保证生产的安全性和运行的可靠性，导致稀土的回收率指标低。以盐酸优溶法对NdFeB废料回收为技术依托，首先对影响稀土流失较大的浸出除杂过程进行实验研究，并总结出提高浸出率的技术措施；然后对NdFeB废料浸出工艺过程进行研究；最后对浸出设备进行设计。稳定了稀土回收的纯度，提高了稀土的回收率指标，降低了生产成本，对NdFeB废料浸出工艺自动化和绿色生产的实现有积极的促进意义。
2016 Vol. 26 (06): 71-75 [
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