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
2020年 30卷 05期
刊出日期：2020-10-10
研究与开发
评述与进展
革新与交流
专家论坛
专家论坛
1
曲敬龙，张雪良，杨树峰，谷雨，陶宇
粉末高温合金中夹杂物问题的研究进展
Hot!
总结了目前国内外对粉末高温合金中夹杂物问题的研究进展，主要包括粉末高温合金中夹杂物的来 源、分类及评价、不同成形工艺下夹杂物特征的演变、夹杂物对粉末高温合金性能的影响、解决夹杂物问题的 工艺措施、考虑夹杂物因素的寿命预测方法以及夹杂物引起的裂纹萌生和扩展机制。
2020 Vol. 30 (05): 1-11 [
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研究与开发
12
康红光，李继东，刘永鸿，王茜，王一雍，路金林
超声辅助水溶液电解钴粉的实验研究
Hot!
本实验研究了不同工艺参数对钴粉粒度和电流效率的影响，得到水溶液电解制备钴粉的最佳工艺参数。在阴极有效电解面积为6 cm
2
、pH为4、超声功率为400 W，刮粉周期为5 min 的条件下电解制备钴粉，结果表明：电解温度为64 ℃、电流强度为0.4 A，在Co
2＋
浓度为0.09 mol/L 时电流效率最大，为80.42%；钴粉的平均粒径在Co
2＋
浓度为0.08 mol/L 时最小，为21.66 μm。在此基础上，加入3%分散剂（C
12
H
25
NaO
4
S）、电解温度为64 ℃、电流强度为0.4 A时，电流效率和钴粉的平均粒径均在Co
2＋
浓度为0.09 mol/L 时最优，电流效率最大为84.52%，相对提高4.1%，钴粉的平均粒径最优为17.21 μm，相对减小了20.54%。
2020 Vol. 30 (05): 12-15 [
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16
先琛，刘国钊，孔辉，刘莉，方钊，吴朝阳
流态化气相沉积温度对FeNi50/SiO
2
复合粉末形成过程及性能影响
Hot!
为探明流态化气相沉积过程中核壳结构的形成温度，在正硅酸乙酯热分解的热力学基础上，通过设置不同反应温度，在FeNi50合金粉末表面包覆SiO
2
绝缘层，采用XRD、FTIR、SEM以及VSM等测试分析仪器对粉末形貌、成分和性能进行了表征。结果表明：正硅酸乙酯的热分解温度为612.70 ℃，合成具有FeNi50/SiO
2
核壳结构的软磁复合粉末的最低温度为630 ℃，软磁复合粉末SiO
2
绝缘包覆层的厚度为0.520 μm；随着沉积温度的升高，SiO
2
绝缘层厚度也随之增加，FeNi50/SiO
2
复合粉末的饱和磁感应强度逐渐降低，矫顽力几乎无变化，电阻率呈增加趋势，相对于原料FeNi50合金粉末，具有FeNi50/SiO
2
核壳结构的软磁复合粉末的电阻率提高了近两个数量级。
2020 Vol. 30 (05): 16-22 [
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23
张祝，肖名涛，吴斯灏
基于粉末冶金的补油泵转子高精度制造工艺研究
Hot!
补油泵内外转子采用粉末冶金法大批量生产，为了获得更高的接触面硬度、耐磨性及形位精度，以适 应工况需要、延长转子的使用寿命，在粉末冶金标准材料选择的基础上，研究了转子中影响软氮化变形的成分 和含量；转子采用氨基气氛液相烧结和回火处理后，结合硬车削、模具冷挤、磨削及其他辅助工艺，设计有针对 性的叠加式无心磨削工装，结合定位基准原则合理安排工序，为补油泵转子的综合机械性能和制造精度的提 高，提供了一种可行的方法。
2020 Vol. 30 (05): 23-28 [
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29
张太亮，唐闻一，钟继超，袁磊
含油钻屑制备多孔陶瓷及其吸附性能
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本文以含油钻屑为主要原料，添加适当调质剂，采用烧结法制备多孔陶瓷滤料，凝结剂含量为5%、造 孔剂为10%、增强剂为12%、烧结温度为1 050 ℃、保温时间为60 min 的条件下，制备出了气孔率为24.43%～ 57.11%，耐碱性为99.96%，耐酸性为92.22%的多孔陶瓷材料，其浸出液的色度、腐蚀性、重金属含量均符合国 家标准；以Cr（Ⅵ）为吸附对象，配制含Cr 模拟废水，考察多孔陶瓷作为吸附剂的吸附性能，当溶液pH值为5、 陶瓷材料加入量为60 g/L、Cr 初始浓度为80 mg/L、吸附时间为300 min 时，能够达到多孔陶瓷的最大吸附效 率。本文在制备出环境友好型产品的同时，实现了废物资源化利用。
2020 Vol. 30 (05): 29-33 [
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34
林冰涛，张家华，李苑，王玲，孙晓霞，秦颖楠
钨基高比重合金紧固件性能分析
Hot!
本文以紧固件用93W-5Ni-2Fe 钨合金为研究对象，针对成品测试过程中出现的某批次产品力学性能 偏低的情况进行分析验证，为后续钨合金紧固件的失效分析及质量控制提供参考依据。试验结果表明：烧结 温度过高是造成钨合金材料性能偏低的根本原因，由此导致组织内部钨颗粒异常长大、组织不均匀、粘结层变 厚及材料抗拉强度下降。钨合金试样的断裂以钨-钨界面分离为主，是典型脆性断裂。
2020 Vol. 30 (05): 34-37 [
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38
侯琼，陶宇，贾建，张国栋，曲敬龙
第四代粉末高温合金FGH4102 长期时效过程中γ′相演变规律
Hot!
本文研究了新型镍基粉末高温合金FGH4102 在750～850 ℃长期时效过程中γ′相的演变行为。结果 表明：合金长期时效过程中一次γ′相稳定性较好；三次γ′相主要存在于750 ℃及800 ℃，析出量达到饱和后随 时效时间延长符合Ostwald 熟化理论，之后逐渐溶解；二次γ′相在750 ℃及800 ℃时效过程中存在分裂导致的 反粗化现象，850 ℃时效时二次γ′相随时效时间增加而持续长大；800 ℃及850 ℃时效后期，二次γ′相形态转变 为沿<100>方向排列的方形；时效温度及时间对合金硬度的影响较大，时效后期硬度值的变化主要取决于二 次γ′相尺寸的变化。
2020 Vol. 30 (05): 38-44 [
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45
文国富，何锐，王秀飞，李光丰，尹彩流
基体强化元素对铜基粉末冶金摩擦材料显微结构及性能的影响
Hot!
为了探讨不同含量的Sn、Ni、Cr 元素对铜基粉末冶金摩擦材料性能及显微结构的影响，采用粉末冶 金技术制备了4 组铜基摩擦材料，分别测试材料的压缩强度、硬度和摩擦磨损性能及显微结构。研究结果表 明：合金元素能强化基体，显著提高材料的力学性能。Ni 能显著提高摩擦因数，但会导致磨损率较高。3%Sn 的加入，提升了材料的耐磨损性能，降低对偶擦伤。Ni 和Cr 元素增强铜基材料的磨损机制主要为黏着磨损和 犁沟效应，而其他材料的磨损机制主要为剥离磨损和犁沟效应的共同作用。
2020 Vol. 30 (05): 45-50 [
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51
许海，郭志伟，肖凯业，郑文
聚磁环对粘结NdFeB磁体工作气隙磁场影响分析
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磁体周围空间中介质的存在会改变磁体周围磁场的分布，以环形粘结钕铁硼磁体为对象，通过有限 元分析的方法，分析了不同尺寸的聚磁环对环形磁体磁性能的影响。通过合理的选择聚磁环结构，可以使得 磁体周围磁场在特定点集中，提高磁体磁性能利用率。
2020 Vol. 30 (05): 51-54 [
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55
张向东，马文娟，莫力林
316L粉末电子束熔化成形的熔合机制的研究
Hot!
本文通过球粉熔合理论和试验方法阐述了熔粉成形过程，探究电子束熔粉成形过程的粉末熔合机 制。结果表明，试验结果吻合熔粉理论模型。熔合初期，离散粉末预热后小粒径的粉末颗粒几乎完全熔入大 颗粒中，颗粒与颗粒之间相连形成聚合结构。熔合中期，粉末中形成大体积空隙，在熔池溶体表面张力的作用 下呈现柱状结构，且相互之间连通。熔合末期，因材料扩散传质和表面张力的作用，气孔逐渐被排除，致密度 接近理论密度。由于电子束接触位置的热载荷较高且向周围散热速度较快，因此成形件内部出现大量板条状 马氏体晶粒。
2020 Vol. 30 (05): 55-59 [
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60
陈芳，罗明辉，陈丽蓉
机械液压零部件的表面涂层与耐磨性能研究
Hot!
采用等离子喷涂和等离子喷焊的方法，在机械液压杆用Q235 钢表面制备了Ni 基WC复合涂层，对比分析了两种涂层的显微形貌、硬度和耐磨性能等。结果表明，等离子喷涂和等离子喷焊涂层表面WC颗粒平均尺寸分别为35 μm和20 μm，等离子喷焊涂层表面尺寸较大的块状WC颗粒数量减少且同时存在碎片状二次重熔相。等离子喷涂和等离子喷焊涂层都主要含有WC、W
2
C、Cr
7
C
3
、Cr
3
C
2
和Ni-Cr-Fe 相，但等离子喷焊涂层中除（Cr，Ni，Fe）
3
C
2
和（Cr，Ni，Fe）
7
C
3
相外，还含有较多的二次碳化物。等离子喷涂态和喷焊态涂层的洛氏硬度分别为62HRC和59HRC；相同磨损时间下，喷涂态涂层的磨损失重小于喷焊态涂层，等离子喷涂态Ni 基 WC复合涂层具有更好的耐磨性能。
2020 Vol. 30 (05): 60-64 [
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65
曾祥录，梁军华，韩俊峰
车削42CrMo钢刀具磨损试验研究
Hot!
本试验在一定切削条件下对42CrMo钢进行干切削，研究刀具累计加工1 035 s 过程中前后刀面的磨 损形貌。试验结果表明：累计加工时间T从0 增加到1 035 s 的过程中，刀具前刀面参与切削的区域亮度增加， 磨损区域增大；当加工时间T为1 035 s 时，刀具前刀面磨损明显，出现颜色较深面磨损区域、亮度较高的部分 刀具涂层材料磨损区域、磨粒磨损明显的磨损区域。加工时间T从0 增加到435 s 的过程中，刀具后刀面出现 明显的磨损带，涂层材料磨损带逐渐增大。加工时间T从435 s 增加到1 035 s 的过程中，磨损带缓慢增大，出 现基体磨损现象，随着磨损时间延长，基体磨损逐渐增大。当加工时间T从48 s 增加到1 035 s，已加工表面粗 糙度Ra由3.46 μm逐渐增大到3.91μm。
2020 Vol. 30 (05): 65-68 [
摘要
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69
左明鑫，李月英
Au掺入量对传感器用WO
3
纳米颗粒组织和气敏性能的影响
Hot!
通过水热法制备传感器用WO
3
纳米颗粒，采用XRD、SEM、EDS 等方法分析Au 掺入量对传感器用 WO
3
纳米颗粒组织和气敏性能的影响。研究结果表明：不同Au 掺入量的WO
3
纳米颗粒都形成相同的衍射峰，当Au的掺入量增大，（200）晶面衍射峰强度先增大后减小，WO
3
纳米颗粒晶粒尺寸先增大后减小。不同 Au掺入量的WO
3
纳米颗粒的粒径为2.5～5.0 μm，相邻WO
3
纳米颗粒间相互接触。不同Au掺入量的WO
3
纳米颗粒对NO
2
的检测灵敏度都随温度的升高先增大后减小，合适的Au掺入量可以显著提高气体检测灵敏度，不同Au掺入量的WO
3
纳米颗粒对NO
2
的检测灵敏度随气体浓度线性上升。
2020 Vol. 30 (05): 69-72 [
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73
甘守武，陈志军，李蕊
激光沉积车用WC-0.25Ti粉末增强7056 铝合金板成形性能分析
Hot!
选择激光沉积方法在各项工艺参数下的叠层沉积件，表征其显微组织结构与物相成分。研究结果表明：当气流流量提高后，可以得到更多的下沉WC颗粒，WC形成了均匀分布状态。随着气流量的增加，激光功率明显减小。30 L/min 气流成形试件从第一层开始逐渐减小激光功率，越有利于积聚热量的散失，此时 WC颗粒占总面积的比例为23.5%。宽度从第四层开始明显增加，逐渐形成了蘑菇状的叠层沉积件。在沉积层内存在Al、WC、Ti、TiC、Si、Al3Ti 等多种组织相，并没有生成Al
4
C
3
脆性相。从下往上厚度依次增加，此时柱状枝晶逐渐转变为树枝晶。对于存在WC与Ti 的部位，柱状晶生长过程将被显著抑制，晶粒尺寸减小。当沉积层高度增加后，枝晶的尺寸也不断变大，介于100～180 μm。
2020 Vol. 30 (05): 73-77 [
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评述与进展
78
张兰，夏慧敏，马会中，李纳，成德森
粉末冶金铝合金的研究综述
Hot!
铝合金以其密度小、比强度高等优良性能，受到广泛的关注和应用。粉末冶金方法制备的复合材料 具有合金成分设计灵活、制备材料的微观组织均匀，结构细小的特点，与普通熔炼法相比，粉末冶金制备的材 料机械性能更加优良。本文分析了粉末冶金铝合金的国内外研究现状；介绍了粉体制备、成形固结和后处理 工艺，分析了各工序的特点和作用，其中重点介绍了几种成形技术；此外，对粉末冶金铝合金-石墨烯的发展进 行了简要介绍，并对粉末冶金铝合金未来的发展趋势进行初步探讨。
2020 Vol. 30 (05): 78-83 [
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84
孙念光，陈斌科，向长淑，朱纪磊
等离子旋转电极雾化制粉技术现状和创新
Hot!
等离子旋转电极雾化制粉（PREP）技术是一种高品质金属粉末生产方法，本文介绍了PREP技术国内 外现状及特点，重点阐述了适用于金属3D打印工艺的中细粒径钛合金和高纯钽粉的PREP制备技术创新。
2020 Vol. 30 (05): 84-87 [
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88
刘琨，陈曦，马军，都金光，曹阳
低温固体氧化物燃料电池阳极材料及制备方法
Hot!
为解决能源短缺的问题，固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种廉价、清洁、高效的可再生能源，受到 越来越多的重视。SOFC由阳极、电解质、阴极3 大部分组成；阳极材料作为SOFC的重要组成部分，作用之一 是允许电子通过外部电路流向阴极产生电流，因此需要具备高导电性。本文对目前合成的阳极材料进行了综 述，并根据电导率、电极极化电阻和结构对阳极材料进行了分类和比较，将为SOFC先进、高效的阳极材料的 选择提供依据。此外，本文也对阳极材料的各种合成、制备方法的优缺点进行了综述，将有助于研究人员选择 最佳的合成方法，从而优化材料的性能。
2020 Vol. 30 (05): 88-92 [
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革新与交流
93
徐广，傅蔡安，钱静，龚慧宇
大功率IGBT散热基板熔融超高热等静压制备技术
Hot!
铝碳化硅复合材料因其高热导率、低热膨胀率等特性被广泛应用于大功率集成电路封装材料中。本文以压力浸渗法及热等静压法原理为基础，提出一种制备大功率IGBT铝碳化硅散热基板的新型工艺。该工艺创新点在于：（1）无需制备碳化硅预制块，直接灌装碳化硅干粉，碳化硅体积分数可稳定为66%～68%；（2）基板6 个外表面均覆盖铝质金属，可实施机械及化学镀镍加工；（3）超高热等静压与真空压铸工艺相结合，渗铝时保压压强达100 MPa左右，可使铝液更好地渗透到碳化硅粉料中，显著减少了气孔、气泡等缺陷，性能更佳。根据检测结果，利用该新工艺，制备的散热基板热导率高达220 W/m·K左右，热膨胀系数为6.5×10
－6
～ 7.5×10
－6
/K，其它各项指标均符合使用要求。
2020 Vol. 30 (05): 93-96 [
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粉末冶金工业
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龙鼎粉末
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北京钢研高纳
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江西悦安新材料股份有限公司
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东莞鑫新模具机械有限公司
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天通吉成机器技术有限公司
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有研粉末新材料（北京）有限公司
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