粉末冶金工业
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粉末冶金工业
2019年 29卷 01期
刊出日期：2019-02-10
研究与开发
评述与进展
革新与交流
专家论坛
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1
曹 阳
中国粉末冶金零件产业发展现状
简述了中国粉末冶金零件产业的发展现状，以及汽车工业对中国粉末冶金零件产业发展的影响；概述了发达地区/国家粉末冶金产业以及中国粉末冶金零件相关产业的情况；并分析了中国粉末冶金零件产业存在的问题和面临的挑战。
2019 Vol. 29 (01): 1-5 [
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研究与开发
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张 诚，刘 阳，马运柱，刘文胜，刘 超
钛表面激光快速成形AlSi10Mg合金的稀释特性研究
为保证激光快速成形制备钛铝层状复合材料具有良好的冶金结合，分析了主要工艺参数对稀释率的影响，并采用EPMA、SEM、OM、XRD和显微硬度测试等方法对稀释过程中组织结构演变、相组成以及稀释对显微硬度分布的影响等稀释特征进行了研究。结果表明：激光功率和扫描速率的增大引起稀释率增加，76%左右稀释率的样品表面平整光滑，无明显裂纹；稀释作用导致熔池内部发生对流现象，使成分趋于均一，但仍存在宏观偏析现象，熔化基体对熔池成分的稀释生成大量AlTi3、Al3Ti中间相和Si2Ti、Ti5Si3陶瓷相；激光成形过程的快速冷却导致的晶粒细化和稀释作用生成的硬质相使熔池区显微硬度明显增加，为基体硬度的5倍左右。
2019 Vol. 29 (01): 6-12 [
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13
于 奇，马 佳，钟素娟，龙伟民，潘建军，于新泉
铜锡预合金粉热压性能研究
采用多级耦合雾化法制备的FCuSn15和FCuSn20预合金粉末为原料，在不同工艺条件下进行热压烧结，分析两种铜锡预合金粉末烧结体的致密度、洛氏硬度、三点抗弯强度及显微组织。结果表明，FCuSn20粉末烧结体相对FCuSn15粉末烧结体致密度略有下降，洛氏硬度提高约12%～15%，三点抗弯强度降低32%～36%；铜锡预合金粉末在烧结过程中表面反偏析形成液相的（α＋δ）共析体，粉末颗粒重排获得最紧密的堆砌和最小的孔隙总表面积，促进烧结致密化；FCuSn20烧结体中形成较多的硬脆δ相，造成烧结体强度降低。
2019 Vol. 29 (01): 13-17 [
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18
高 迪，林松盛，许 伟，邹俭鹏，杨洪志
高功率脉冲复合直流磁控溅射制备类金刚石薄膜的结构与性能
采用高功率脉冲复合直流磁控溅射技术，以工作气压、基底偏压和靶电压为影响因素设计正交试验进行类金刚石（DLC）薄膜的制备研究，采用扫描电镜（SEM）、纳米硬度计、拉曼光谱和3D轮廓仪等对DLC膜层进行结构与性能分析。结果表明：制备得到的DLC薄膜厚度约为1 μm，硬度在10.00～25.00 GPa之间，最高可达24.29 GPa；对DLC薄膜拉曼峰进行高斯拟合得到位于1 520～1 540 cm－1处的特征峰G峰和1 330～1 370 cm-1处的特征峰D峰。在3个影响因素中，基底偏压对膜层厚度、硬度、致密性及sp3含量的影响最大，而靶电压及工作气压对膜层结构性能影响较小。随着基底偏压的增加，薄膜厚度逐渐减小，硬度逐渐增大；峰强比Id/Ig逐渐减小，sp3含量逐渐增大，且薄膜截面由疏松多孔的柱状结构变为孔隙较少的致密结构。
2019 Vol. 29 (01): 18-23 [
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24
周程生，崔 伟
Co添加量对半导体用ZnFe2O4 纳米颗粒的显微组织和红外光谱的影响
采用水热法制备不同掺杂比例的半导体用ZnCoxFe2O4（x＝0，0.25，0.50，0.75）纳米颗粒，并用XRD、EDS、FTIR等测试手段分析Co添加量对ZnFe2O4 纳米颗粒的显微组织和红外光谱的影响。结果表明：掺杂Co离子后试样衍射峰发生了宽化现象，材料的晶体质量较好。随Co离子浓度逐渐提高，衍射峰开始往低角度方向发生偏移。经过掺杂Co处理后的试样有更大的颗粒尺寸，同时表面粗糙度较大。随Co掺杂浓度提高，试样的红外光谱测试结果未出现显著变化，Co离子进入晶体后对Zn离子格的点阵位置进行了取代，但依然保持了ZnFe2O4的晶格结构。
2019 Vol. 29 (01): 24-27 [
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28
朱权利，刘艳肖，陈家坚
粉末冶金高锰无磁钢Fe-25Mn-xCu-C的组织与性能研究
为了研究铜含量对粉末冶金高锰无磁钢组织和性能的影响，采用高锰预合金粉Fe-25Mn-C和电解铜粉，通过粉末冶金工艺制备样品，对烧结后的材料进行显微组织分析和拉伸性能测试。结果表明：烧结体的显微组织为奥氏体、铜相、FeCu4相、Fe3Mn7相和孔隙，铜质量分数在5%～20%变化时，随铜含量的增加，粉末冶金高锰无磁钢致密性提高，抗拉强度和断后伸长率先提高后降低，均在铜质量分数15%时达到峰值，分别为645 MPa和14.88%。
2019 Vol. 29 (01): 28-31 [
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刘建秀，张 驰，樊江磊，吴 深，宋 阳，贾德晋
Cr-Fe类型对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响
以不同含碳量的Cr-Fe硬质颗粒作为摩擦组元，采用粉末冶金工艺分别制备铜基粉末冶金摩擦材料，研究了Cr-Fe类型对其摩擦磨损性能的影响。结果表明：当摩擦速度从3 000 r/min增至7 000 r/min时，4种试样的摩擦因数均先提高后降低。以微碳Cr-Fe为摩擦组元的摩擦材料，在高速摩擦状态下的摩擦因数出现严重衰减；而以高碳Cr-Fe为摩擦组元的摩擦材料，整个摩擦过程中摩擦因数较稳定，波动较小。4种试样的磨损量均随摩擦速度的提高而增加，添加微碳Cr-Fe的试样在高速摩擦状态下磨损量出现急剧增加，抗磨损能力最差；而添加高碳Cr-Fe的试样磨损量最小，抗磨性能最佳。
2019 Vol. 29 (01): 32-36 [
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李 朝，李 楠，柳学全，蔺 菲，李发长
Co和Ni对Ti（C0.7N0.3）基金属陶瓷组织和力学性能的影响
采用粉末冶金低压烧结方法制备Ti（C0.7N0.3）基金属陶瓷，结合SEM、EDS和力学性能测试，研究粘结剂Co和Ni总量一定时，Co/（Co＋Ni）比对Ti（C0.7N0.3）基金属陶瓷显微组织、力学性能的影响。结果表明：经1 400 ℃低压烧结1 h后，Ti（C0.7N0.3）基金属陶瓷显微组织由黑色硬质相、灰色包覆相和白色粘结相组成。粘结剂总量固定20%（质量分数），当Co/（Co＋Ni）比从0增大到0.6时，金属陶瓷抗弯强度逐渐增大到最大值2 210 MPa，后逐渐降低；硬度达到最大值92.1 HRA后趋于稳定，不再随Co/（Co＋Ni）比增大而有明显变化。
2019 Vol. 29 (01): 37-41 [
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赵梦梦，陈梦寅，张鹏举，赵 辉，唐富顺，阮 乐
负载型V2O5-WO3/NiO-TiO2脱硝催化剂上Ni组分的催化作用
摘 要：通过共沉淀法将Ni组分掺入到TiO2载体中，并考察了不同NiO掺杂量对催化剂结构、表面性质与选择性催化还原（SCR）性能的影响。结果表明，NiO掺入到TiO2中形成NiTiO3，抑制了TiO2晶粒的长大。Ni3V2O8中孤立四面体VO4的存在使催化剂表面Br?nsted酸含量减少，同时NiOx与VOx之间的相互作用降低了催化剂的可还原性，Ni3V2O8中V4+的大量存在也不利于催化剂脱硝活性的提高。Ni组分以不当的方式渗入到V2O5-WO3/TiO2催化剂中对其具有毒化作用。
2019 Vol. 29 (01): 42-49 [
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王鸿健，张广安，赵荣达，江利民
温压工艺对爪极用铁基软磁材料显微组织及磁性能的影响
采用粉末冶金工艺制备爪极用铁基软磁材料，并用XRD、密度、SEM和磁性能测试等方法研究温压工艺对其显微组织和磁性能的影响。结果表明：在140 ℃、800 MPa的条件下对水雾化铁粉进行压制，密度可达7.31 g/cm3，再经过1 250 ℃真空烧结后密度达到7.42 g/cm3，饱和磁化强度为205.5 Am2/kg，矫顽力为7.98 A/m。压坯表面形貌光滑，孔隙明显减少，基本上不存在大范围密集存在的连通型孔隙。
2019 Vol. 29 (01): 50-53 [
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肖凯业，许 海，郭志伟，郑 文，郑晓静
粘结NdFeB磁体修型工艺研究
粘结NdFeB磁体因其优良的磁性能、高的矫顽力，在各行业得到了广泛的应用。对模压成形粘结NdFeB磁体的特性进行了研究，设计了针对粘结磁体加工的专用夹具，结合特殊的负压吸粉装置，解决了修型加工过程中切屑燃烧及堵塞卡盘影响加工精度的问题，并通过分析确定了合理的切削刀具材质和最佳切削参数，得到了一套稳定可靠的粘结NdFeB磁体车削修型工艺。结果表明，该工艺稳定可靠、高效，为深入系统的粘结NdFeB磁体的机加工研究提供了参考。
2019 Vol. 29 (01): 54-59 [
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60
高 巍，张春英
纳米CeO2中空球合成及在染料废水处理中的应用
以Ce（NO3）3·6H2O为Ce源，Na2O2为氧化剂，采用水热法制备纳米CeO2粉体，并采用XRD、SEM等对样品进行物相和微观形貌分析。结果表明：随着水热反应温度的升高，CeO2的微观形貌逐渐由棒状和小颗粒结构向中空球形转变，粒度更加均匀且逐渐长大，由很多个微小的纳米级颗粒组成。120 ℃反应12 h制备产品的光降解率约为76.9%，180 ℃反应12 h制备粉体的光降解率可达到85.7%，表明采用水热法制备的纳米CeO2中空球对亚甲基蓝有很强的吸附能力，在较高温度（180 ℃）下制备的粉体由于中空球结构更加完善、粒度更加均匀而具有更强的吸附能力。
2019 Vol. 29 (01): 60-62 [
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评述与进展
63
吴志方，张 磊，吴 江，刘 超
机械合金化制备具有纳米相复合结构的互不溶体系轴承合金的研究进展
机械合金化制备的具有纳米相复合结构的互不溶体系轴承合金表现出与其微米尺度结构合金所不同的性能。综述了机械合金化制备的具有纳米相复合结构的互不溶体系轴承合金的研究进展，着重介绍了轴承合金的组织和性能要求、具有纳米相复合结构的互不溶体系轴承合金的机械合金化制备和性能。
2019 Vol. 29 (01): 63-68 [
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69
侯海兰，冯月斌，字富庭，杨保民
碳热还原氮化法制备氮化铝的研究进展
氮化铝陶瓷在热、电、光和力学等方面具有优良的综合性能，是理想的基板材料和电子封装材料，碳热还原法制备氮化铝粉末是实现氮化铝粉末商业化生产的重要方法。综述了国内外采用碳热还原法制备氮化铝粉末的工艺和反应机理的研究进展，并对未来研究方向进行了展望。
2019 Vol. 29 (01): 69-72 [
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革新与交流
73
苏凤戈，郑 卓，汪志荣
低预合金粉烧结硬化能力的探讨
低预合金粉烧结硬化工艺是将烧结与热处理合为一道工序的工艺，可以缩短生产周期和降低成本，同时低合金也可降低淬透性。主要研究了某公司生产的1300WA（0.5Mo-1.8Ni）及5301SH（0.5Ni-0.9Mo-0.38Mn）两种烧结硬化粉混入不同含量Cu和C后，在冷却速率为0.56～1.94 ℃/s范围内的硬化能力。结果表明：两种材料内的马氏体含量随着冷却速率的提高而明显增加，烧结硬化能力随Cu含量的增加而明显提高。当Cu质量分数大于1.5%，冷却速率高于1.61 ℃/s时，5301SH烧结后可以得到几乎全部马氏体相；而1300WA需要在Cu质量分数大于2.0%，且冷却速率达到1.94 ℃/s时达到类似效果。
2019 Vol. 29 (01): 73-79 [
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80
陈 虎，赵火英
机械式粉末冶金压机结构设计与仿真研究
粉末冶金压机作为粉末冶金生产工艺中压制成形的关键设备，市场需求量大，已成为国内外高校、科研院所和生产企业研究的热点。通过分析国内外机械式粉末冶金压机的产品结构和技术研究现状，并以此为基础，对机械式粉末冶金压机整机结构、压力传动“曲柄-摆杆-滑块”机构、脱模位置恒定机构、机械手工艺动作和智能控制系统进行了设计和仿真研究。“曲柄-摆杆-滑块”机构设计由于存在“保压区”，使得压机运行更加平稳，振动减少，能较好地保证压机的精度。脱模位置恒定机构设计可通过主轴驱动单独控制脱模动作，在压制不同产品时，无需重新调整脱模行程，操作便捷，且脱模位置恒定，压制产品精度高。该设计可以为机械式粉末冶金压机的设计和研究提供参考。
2019 Vol. 29 (01): 80-85 [
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