粉末冶金工业
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粉末冶金工业
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粉末冶金工业
2018年 28卷 04期
刊出日期：2018-08-10
研究与开发
评述与进展
革新与交流
专家论坛
专家论坛
1
胡连喜，冯小云
粉末冶金高温合金研究及发展现状
粉末高温合金是制造高性能航空发动机涡轮盘等转动部件的关键材料，其成分偏析被限制在粉末颗粒尺寸内，可以消除常规铸造的宏观偏析，具有均匀组织和细小晶粒的优点，能够获得良好的屈服强度和疲劳性能。主要概述了粉末高温合金的发展现状，以及粉末的制备、固结成形工艺，归纳了粉末高温合金中存在的缺陷，总结了激光増材制造技术的发展现状，并针对粉末高温合金的数值模拟研究进展做了简要介绍。最后根据国内对粉末高温合金的需求现状，提出了粉末高温合金今后的发展方向。
2018 Vol. 28 (04): 1-7 [
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研究与开发
8
董 彬，张永学，吴越武
液相还原法制备车电容用微纳米铜粉的特性表征研究
采用液相还原法制备车电容用微纳米铜粉，通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究pH值、混合方式对产物成分、形貌和粒径的影响。结果表明：当溶液pH值为6或8时，制得的产物为面心立方结构的Cu粉；随着pH值增大到10，产物中除了存在单质金属Cu，还有Cu2O相。铜产物颗粒形状为不规则的光滑多面体结构，颗粒粒径随pH值增大不断降低。同样实验条件下（溶液pH值为3），以倾倒方式进行混合得到的铜粉产物粒径尺寸分布窄，颗粒尺寸约为1 μm，具有良好的分散性。
2018 Vol. 28 (04): 8-11 [
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12
李伟健，李媛媛
铁硅粉末表面钝化工艺的研究
为研究软磁金属粉末的表面钝化工艺，以气雾化铁硅粉末为原料，在不同钝化条件下制备钝化粉，并压制成磁环。采用扫描电镜观察钝化粉末的表面形貌，并测试磁环性能。结果表明：随着反应温度的升高或反应溶液pH值的降低，磁环密度与磁导率均呈现规律性降低，同时绝缘阻抗与抗压强度呈现升高趋势。通过数据对比，得到磁导率和绝缘阻抗同时较高的钝化工艺，即：铁硅粉末与pH值为3.0的磷酸二氢铝溶液在质量比为1∶1条件下，于50 ℃时反应15 min。此时钝化的粉末压制的磁环性能最为理想，相对磁导率为36.3，绝缘阻抗为57 MΩ，密度为7.24 g/cm3，抗压强度为6.0 MPa。
2018 Vol. 28 (04): 12-16 [
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17
戴护民，许巨忠
TiAl镀膜靶材制备工艺对硬质涂层的性能影响研究
采用常压烧结和热压烧结分别制备了TiAl合金靶材，并采用溅射镀膜法制备了TiAl硬质涂层。对两种工艺所制备靶材的硬质涂层进行显微组织和相成分分析，并进行耐高温氧化性和力学性能测试。结果表明：采用常压烧结制备的靶材硬质涂层分散不均匀，且致密性较差，氧化速率较快，显微硬度仅为1 798 HV；而采用热压烧结制备的靶材硬质涂层具有高致密度、低孔隙率，晶粒尺寸细小且分布较为均匀，抗氧化性能显著提高，显微硬度高达3 165 HV，较前者提高了76%。
2018 Vol. 28 (04): 17-20 [
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21
郑 娟，赵志伟，刘晓芳，陈飞晓，杨宝震
纳米复合抑制剂对微波法制备WC-TiC-Co硬质合金组成和微观结构的影响
以纳米WC、TiC和Co粉为原料，用纳米V8C7-Cr3C2复合粉末作为晶粒抑制剂，研究了复合晶粒抑制剂对硬质合金的组成和微观结构的影响。结果表明：由微波原位合成的纳米V8C7-Cr3C2复合粉末显示出良好的分散性，主要由平均尺寸约30 nm的球形或类球形颗粒组成。WC基复合粉末经微波烧结后，主要由WC和TiC组成，并且WC衍射峰强度明显减弱。添加纳米复合晶粒抑制剂后，硬质相的分布较均匀，平均晶粒尺寸在500 nm左右。
2018 Vol. 28 (04): 21-25 [
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26
王军德，陈贵清
低应变速率下小孔径泡沫铝的压缩性能研究
以6061铝合金粉为原料，以TiH2粉为发泡剂，研究了低应变速率下小孔径泡沫铝的压缩性能。结果表明：粉末冶金法制备的泡沫铝孔径小，孔结构均匀。随着压缩压力的增加，泡沫铝经历弹性变形、坍塌变形和致密化3个阶段。泡沫铝静态压缩应力-应变曲线呈弧线形，随着应变量的增加，不同孔隙率的泡沫铝的应力呈相同的变化趋势。泡沫铝的吸能能力与应变量成正比，与孔隙率成反比；而吸能效率和孔隙率成正比，随应变量增大先升高后降低。
2018 Vol. 28 (04): 26-30 [
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31
吕艳红，张启富
HVOF喷涂CoCrW涂层的工艺参数优化及涂层显微组织对结合强度的影响
采用4因素3水平正交试验方法优化CoCrW涂层的HVOF喷涂工艺参数，以涂层显微组织评分为指标进行分析，并测试了最佳参数下涂层与基体的结合强度。结果表明：在氧气流量、煤油流量、送粉速率和喷涂距离分别取897 L/min、22 L/h、66 g/min、340 mm时，可得到理想的涂层组织状态，此时涂层与基体的结合强度为69.7 MPa。分析认为，HVOF喷涂工艺中，高速运动的粒子撞击基体产生喷丸效应，同时在很短的时间内动能转化为热能，使得熔融粒子在界面处产生二次塑化，有利于熔滴的快速铺展，增强了涂层的致密性，提高了涂层与基体的结合强度。
2018 Vol. 28 (04): 31-36 [
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37
杨 义，丁 涛，倪东惠
铜基粉末材料流动温压成形三通管的实验研究
近净成形技术制备复杂零件一直是流动温压成形工艺的发展目标。采用铜基粉末材料为研究对象，利用流动温压成形工艺在85 ℃下压制出三通管生坯，经过合理的脱脂烧结工艺，成功制备出三通管样品，并对试样的脱脂工艺、微观结构及密度等进行分析。结果表明：在300 ℃和450 ℃处分别保温30 min，缓慢升温至950 ℃烧结60 min可以得到外观光滑的铜基三通管烧结件，但烧结后零件各部分密度分布不均匀，横向部分密度明显低于轴向部分。
2018 Vol. 28 (04): 37-41 [
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42
张汪年，邓 宁，王 永
添加Nd2O3对白云石烧结性能的影响
添加不同比例Nd2O3到天然白云石中，采用二步煅烧法制备镁钙材料，研究了Nd2O3对白云石烧结性能的影响。结果表明，1 600 ℃烧结3 h条件下，没有添加Nd2O3的试样的体积密度为3.25 g/cm3，显气孔率为3.8%，MgO晶粒尺寸为3.82 μm；添加0.75%（质量分数）Nd2O3时，由于Nd2O3和MgO、CaO发生固溶反应，降低了其晶粒生长活化能，试样的体积密度提高为3.33 g/cm3，显气孔率下降为2.8%，MgO晶粒尺寸增大至4.53 μm。
2018 Vol. 28 (04): 42-46 [
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47
朱鹏飞，谢敬佩，王爱琴，李剑云
CeO2含量对SiCp/Al-12Si复合材料性能和微观组织的影响
为了研究CeO2对SiC颗粒增强铝基复合材料组织与性能的影响，以微米级SiC和Al-12Si-Cu-Mg合金粉为原料，添加CeO2粉末，采用粉末冶金法制备SiC颗粒增强铝基复合材料。用扫描电镜及能谱仪对材料的微观组织进行表征和能谱分析，并检测其物理性能和力学性能。结果表明：适量CeO2的加入可以显著细化析出Si，Si相颗粒分布更加均匀，复合材料的致密度、抗拉强度和伸长率都有着显著提高，热膨胀系数显著降低，CeO2体积分数为0.2%时，复合材料的各项性能达到最优值，分别为98.38%、376.9 MPa、4.09%、13.94×10-6 K-1。
2018 Vol. 28 (04): 47-51 [
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刘丽娜，张明明
铜锡合金添加量对车辆制动用摩擦材料性能的影响
对车辆制动用铜锡合金摩擦材料进行力学特性、摩擦性能及摩擦表面表征，分析了不同铜锡合金添加量对车辆制动用摩擦材料性能的影响。结果表明：随着铜锡合金添加量的增加，摩擦材料的密度逐渐增加，pH值基本保持不变；硬度先提高后降低，压缩应力先降低后提高，剪切强度变化不大。随着制动压力的增加，所有样品的摩擦因数呈降低趋势。添加15%（质量分数）铜锡合金的样品表面形成了比较完整的摩擦膜，但摩擦过程中出现了一定程度的剥落。
2018 Vol. 28 (04): 52-55 [
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评述与进展
56
陈莹莹，肖志瑜，李上奎，邹海平，李 博
3D打印用金属粉末的制备技术及其研究进展
2015年以来，中国正式将3D打印纳入国家工业转型升级的重点方向。3D打印用金属粉末是3D打印技术的价值所在，越来越多的研究者致力于研究高质量低成本的3D打印用金属粉末制备技术。气雾化法制粉技术具有生产效率高、成本低、制备的粉末球形度较好等优点，可较好地满足3D打印用金属粉末的特殊要求。阐述了国内外金属合金粉末的制备技术的发展历程及发展现状，重点讨论了气雾化制粉技术，并指出了3D打印用金属粉末面临的问题及发展趋势。
2018 Vol. 28 (04): 56-61 [
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吴 江，吴志方，张 磊
添加第三组元对机械合金化纳米复合二元互不溶体系合金的影响研究进展
机械合金化制备的具有纳米复合结构的二元互不溶体系合金表现出与其微米尺度结构合金所不同的独特性能。为了进一步提高其综合性能，通常在二元互不溶体系合金中添加第三组元。综述了添加第三组元对机械合金化制备的具有纳米复合结构的二元互不溶体系合金的影响，着重介绍了添加第三组元对二元互不溶体系合金组织结构和性能的影响。
2018 Vol. 28 (04): 62-67 [
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革新与交流
68
杨 辉
基于粉末冶金产品气密性检测设备设计的论述
简述了一种用于粉末冶金产品气密性检测的设备，介绍了该气密性检测设备的总体结构和控制系统，论述了电气控制系统的硬件设计。气密性检测设备具有结构简单紧凑，安全可靠，造价低，使用方便的优点，很好地满足了检测工作的需要。未来的气密性检测技术将向高精度、高效率、智能化的方向进一步发展。
2018 Vol. 28 (04): 68-70 [
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71
庞立娟，张雪峰，黄治勇
热冲压成形模具冷却系统的设计研究
为解决超高强度钢热冲压成形件各部位强度不均现象，利用Deform软件对不同冷却条件下保压冷却阶段中的热量传递过程进行模拟分析。结果表明：通冷却水后，热成形保压阶段的模具表面温度迅速下降50.0～100.0 ℃；通过优化冷却水道结构布置、冷却水道数量及直径、冷却水流速度，凸模和凹模圆角处温度分别下降了14.5 ℃和26.0 ℃；将模具冷却系统优化设计方案应用到A柱加强件的热成形模具中，最终获得均匀马氏体组织，有利于获得力学性能一致的零件。
2018 Vol. 28 (04): 71-76 [
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77
梅莉萍
废旧烧结Nd-Fe-B磁体添加Ce再制造技术研究
烧结Nd-Fe-B磁体再生过程中会引起稀土元素的氧化和损失，因此重新烧结时无法致密化。添加Ce金属，有助于再生磁体的致密化，并优化磁体的显微组织结构。通过低成本Ce金属的添加，成功实现再生磁体的综合性能优化。并研究了废旧烧结Nd-Fe-B磁体的吸氢过程，用BH测试仪测试了再生磁体的磁性能；采用扫描电镜观察了再生磁体的微观结构。添加4%Ce（质量分数）时，在1 350 K烧结、773 K热处理条件下，再生磁体的剩磁达到了原磁体的98%以上，内禀矫顽力超过了原磁体。
2018 Vol. 28 (04): 77-81 [
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82
吕 浩
提高粉末冶金汽车水泵轮毂上端中间和顶部密度的几种方法
粉末冶金汽车水泵轮毂普遍要求抱紧力（也称脱毂力）大、耐磨性好、强度高、防腐性好等，这对设备、模具、工艺等都提出了很高的要求，其中抱紧力最重要。汽车水泵轮毂上端大多是锥面，该结构比较特殊。在压制时，很容易造成中间和顶端密度小。在其他条件相同时，密度大小直接决定抱紧力的大小。因此，要想提高抱紧力，就必须提高轮毂中间和顶端密度。从生产实际和轮毂的基本结构出发，介绍了3种提高轮毂中间和顶部密度的方法。
2018 Vol. 28 (04): 82-85 [
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