粉末冶金工业
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粉末冶金工业
2020年 30卷 06期
刊出日期：2020-12-10
特邀
研究与开发
评述与进展
革新与交流
专家论坛
专家论坛
1
李成威，刘谦，刘帅，刘宏伟
纳米零价铁的制备及改性研究进展
Hot!
纳米零价铁（nZVI）具有粒径小、比表面积大、还原性强等特点，对重金属和有机污染物有良好的吸附 和还原作用，表现出较好的环境修复能力。但本身在使用过程中存在容易氧化和团聚的问题，限制了其应 用。本文简要介绍了几种常用的nZVI的制备方法和改性手段，并展望了nZVI未来的研究方向。
2020 Vol. 30 (06): 1-7 [
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研究与开发
8
路超，肖梦智，屈岳波，魏小红，刘瑞君，张瑞华
射频等离子球化制备球形钴铬合金粉末工艺研究
Hot!
本文利用等离子球化技术对在激光选区熔化过程中多次循环使用的钴铬合金粉末进行表面处理，并 分析粉末显微形貌及粒度分布。结果表明，在合适的球化工艺参数下，可以获得球形度及表面形貌良好的球 形粉末。球化前后粉末表面微观组织变化不大，主要为胞状晶，且随着粉末粒径的增加，枝晶结构逐渐增多。 粉末粒度分析表明，等离子球化后钴铬合金粉末粒径呈现增大的趋势，主要由细颗粒粉末的气化蒸发导致。 该实验有助于激光选区熔化粉末材料的循环利用问题的解决。
2020 Vol. 30 (06): 8-14 [
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15
谭树林，张晓敏，赵志鹏，邬周志
多物理场耦合作用下烧结颈长动力学模拟
Hot!
通过建立一套热-力-扩散全耦合方程并结合相场法模拟了固态烧结微结构演化，以研究烧结过程 中驱动力与颈部生长的关系。计算结果表明，相对颈部半径与烧结时间遵循负幂指数关系，全耦合情况 下，应变梯度耦合项起主要作用，温度梯度耦合项的影响较小；随着烧结颈部长大，颈部曲率迅速减小，烧 结驱动力大幅降低。对比不同扩散迁移率下颈部相对半径的生长速率与烧结颈长驱动力关系曲线可以得 出动力学方程，方程表明，颈部相对半径生长速率等于烧结颈长驱动力的k0次幂与扩散迁移率有关的物性 参数CM之积。烧结颈长驱动力仅与颈部形态相关，与烧结速度和烧结历程无关。
2020 Vol. 30 (06): 15-20 [
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21
李石稳，庞建明，方建锋，潘聪超，宋耀欣
工艺因素对机械化学法制备铜包铁粉的影响及其优化
Hot!
以铜包覆层的包覆率为试验指标，采用4 因素3 水平正交试验方法分析了工艺因素对机械化学法制 备铜包铁粉的影响，确定主次因素并选取最佳工艺水平组合。结果表明：各因素对包覆率影响的主次顺序为： 混合时间＞烧结时间＞烧结温度＞配料比；最佳因素水平组合为铁粉与氧化铜粉的配比4：1、高速混合时 间20 min、氢气还原温度900 ℃、烧结时间3 h，此时铜包覆层的包覆率可达到95%。分析认为，铜包覆率随混 合时间增加先升后降，是因为超过一定的混合时间，Fe-CuO复合粒子上的CuO颗粒在强机械力作用下发生剥 落，裸露的Fe 颗粒表面因氧化或细微颗粒的吸附而活性降低，使CuO颗粒再黏附变得困难，因而降低了铜包 覆率。同时，增加烧结时间，可使铜包覆层的孔隙率降低与组织致密化，提高包覆率。
2020 Vol. 30 (06): 21-27 [
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28
杨传芳， 王士平， 杜敬
粉末冶金偏心大齿轮的研制
Hot!
针对偏心大齿轮的结构特征及使用工况，计算齿轮强度参数，确定用三维软件模拟模具配合状态，优 化模具设计参数，通过金相分析选用适当的原材料、烧结及热处理工艺，经适当的后加工制成成品。
2020 Vol. 30 (06): 28-33 [
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34
张保红， 谭指， 林冰涛， 高竹青， 唐亮亮， 孙晓霞
某钨渗铜螺柱断裂失效分析
Hot!
以飞行器中使用的钨渗铜（牌号W10Cu）螺柱为研究对象，对产品在装配过程中加载力矩的断裂现象 进行分析，结果表明：渗铜不均是导致材料强度下降而发生螺柱断裂的主要原因，并提出了优化材料烧结工艺 及质量监控的方法和建议。
2020 Vol. 30 (06): 34-38 [
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39
陈卫东，黄嘉豪，温利平，陈进，肖志瑜
激光选区熔化成形H13 模具钢及其回火处理的组织和性能
Hot!
利用激光选区熔化技术制备了H13 模具钢试样，在450～700 ℃区间对其进行回火处理，研究了H13 钢回火过程中微观组织转变及碳化物析出过程，分析了回火温度对SLM成形H13 模具钢力学性能的影响规 律。研究结果表明：SLM成形的H13 钢主要由马氏体、残余奥氏体构成；随回火处理温度的升高，残余奥氏体 逐渐分解转变为回火马氏体，同时基体中的马氏体向回火组织转变，细小的碳化物析出量增加；显微硬度及抗 拉强度呈现先升高后降低的规律，断面特征由撕裂棱为主向细小韧窝为主转变。对比打印态，在550 ℃回火 下显微硬度由579.8HV0.5达到714.9HV0.5；在600 ℃回火下抗拉强度由1 479 MPa达到1 958 MPa，在700 ℃回 火下断后伸长率由4.5%达到11.2%。
2020 Vol. 30 (06): 39-44 [
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45
牛炫阳，张鹏飞，王广欣
钛含量对钼钛合金组织及力学性能的影响
Hot!
以高纯钛粉和钼粉为原料，在1 600 ℃温度和40 MPa的压力以及氩气保护下热压3 h，制备了5 种不 同成分的钼钛合金。研究了钛含量对钼钛合金力学性能和显微组织的影响。结果表明，Mo原子和Ti 原子能 够形成置换固溶体，且Mo-Ti 合金在常温下具有脆性特征。随着钛原子分数从10%增加到50%，晶粒尺寸从 7 μm增加到15 μm，致密度从95.8%提升至99.5%，洛氏硬度从22.3HRC增加到45.5HRC，抗弯强度从396 MPa 增加到680 MPa。Mo-50%T（i 原子分数）的各方面性能最佳，这对后续钼钛合金靶材的制备及溅射性能研究 具有一定意义。
2020 Vol. 30 (06): 45-49 [
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50
石永亮，黄伟青，陈存广，时彦林
铜基-碳纤维刹车片摩擦材料的制备及性能
Hot!
以弥散铜为基体，镀铜碳纤维为增强润滑相，通过冷压烧结制备出铜基碳纤维刹车片材料。采用扫 描电子显微镜观察了铜基刹车片材料的显微组织、拉伸断口及磨损形貌，并对材料的硬度、抗拉强度、摩擦因 数及磨损量进行了测试分析。结果表明：碳纤维在基体中分布均匀，与基体结合良好；碳纤维的添加能提高铜 基刹车片材料的硬度和抗拉强度，降低摩擦因数，提高材料的耐磨性，试验得出最佳的碳纤维质量分数为 0.5%～0.7%。
2020 Vol. 30 (06): 50-54 [
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55
罗涛，江文清，吴金会，刘晓红
稀土对PCBN复合材料显微结构及性能的影响
Hot!
以稀土Eu2O3和Pr2O3作为cBN-Al-Ti 体系的添加剂，在高温（1 600 ℃）、高压（5.5 GPa）条件下烧结制 备PCBN复合材料。研究了稀土对PCBN物相、显微组织形貌、气孔率及力学性能的影响。结果表明，稀土 Eu2O3和Pr2O3的添加不仅改善增强相TiB2的组织形貌和降低样品的气孔率，而且提高了烧结体的硬度和抗弯 强度。当添加稀土Pr2O3时，PCBN获得最佳力学性能，其显微硬度达40.15 GPa，抗弯强度达801.24 MPa。
2020 Vol. 30 (06): 55-59 [
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60
孙越，宁玉恒，王翱
水冷壁管镍基涂层的制备及其特性研究
Hot!
水冷壁管工作在高温、高压、烟气腐蚀与冲蚀的恶劣环境之中，极易受到严重的高温腐蚀和飞灰的磨 损，使管壁减薄甚至导致爆管事故的发生。本文采用激光熔覆的方法制备了Ni60 涂层，分析了涂层的显微组 织结构，对比测试了涂层和基体的显微硬度、耐磨及耐蚀性能。实验结果表明，激光熔覆涂层的组织均匀，显 微结构主要以树枝晶及枝晶间的共晶组织为主。涂层的硬度达到基体的2.5 倍；高温下基体的磨损量是涂层 的2倍，与此同时Ni 基涂层有效的提升了基体的耐蚀性能。
2020 Vol. 30 (06): 60-64 [
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65
葛洪央，王永乐
溅射功率对直流磁控溅射微机电制造用Zr51Al11Ni4Cu34非晶 合金薄膜特性的影响
Hot!
本文以Zr51Al11Ni4Cu34合金试片为单一靶材，采用直流磁控溅射法在玻璃基板上制备非晶合金薄膜， 并通过XRD、SEM、纳米压痕仪及四点探针测试仪等手段，分析溅射功率对其微观结构、机械特性与电学性能 的影响。结果表面：薄膜皆为非晶结构，且100 W时非晶化程度最高；薄膜皆呈柱状形貌，200 W时仍存在明 显裂缝；薄膜的硬度及弹性模量随溅射功率增大而无明显变化，硬度为459～510HV，弹性模量为90～94 GPa；薄膜的电阻率随溅射功率增大由7.05×10－3 Ω·cm降至1.09×10－3 Ω·cm。
2020 Vol. 30 (06): 65-68 [
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69
蒋华国，李明
喷射成形建筑用硅质岩/铝基复合材料组织及力学性能分析
Hot!
以硅质岩颗粒作为增强体，通过喷射成形工艺制备硅质岩/铝基复合材料，研究结果表明：在铝基体中 存在大量弥散分布的硅质岩颗粒，不同粒径大小的颗粒都可以被高效捕获，并且均匀分布。硅质岩颗粒与铝 基体组织达到良好镶嵌状态，大量位错出现在与界面较近的组织中，基体与颗粒的界面处产生了明显位错。 在过渡区中Si 含量较小，Al 含量明显提高。当合金中掺入硅质岩颗粒后，铝基复合材料力学性能明显改善， 拉伸强度与伸长率显著提升，提高比例大于10%。合金的断口形貌均为韧性断裂，断面区域产生了平整的组 织结构，并且存在大量韧窝。
2020 Vol. 30 (06): 69-73 [
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评述与进展
74
朱二涛，张久兴，杨新宇，潘亚飞，羊建高
超细硬质合金原材料性能对比研究
Hot!
将WC与WC-6Co复合粉末采用XRD、SEM、ICP 及激光粒度仪对粉末的物相、晶粒度、成分及粒度进 行对比，结果表明：两种粉末的物相纯净，粒度分布均匀，杂质元素含量各有千秋，WC-6Co 复合粉晶粒度为 0.2 μm。然后将制备WC与WC-6Co复合粉末的工艺流程、制备方法进行对比，可以看出：WC-6Co复合粉末 的生产工艺流程短、设备简单、组元成分分布均匀。最后将WC与WC-6Co复合粉末制备超细硬质合金的性 能进行对比，结果表明：WC-6Co 复合粉末制备的超细硬质合金比WC和Co 粉混合制备超细硬质合金硬度 高，强度低。
2020 Vol. 30 (06): 74-79 [
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80
王铁军，张龙戈，车洪艳，杜亚雄，李林
钼合金热等静压扩散连接技术研究进展
Hot!
本文简要分析了扩散连接的机制和热等静压工艺的特点，从中间层体系及热等静压工艺参数的选择 等方面介绍了热等静压扩散连接技术在钼合金上的应用。最后对目前的工艺进展进行了总结，对未来的发展 趋势进行了展望。
2020 Vol. 30 (06): 80-84 [
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85
吴开霞，文然，王竹，王梓，荆志杰
铝基含油轴承性能的影响因素
Hot!
铝基含油轴承具有质量轻、耐磨性好等优点，被广泛研究。压溃强度和含油率作为评价含油轴承使用 性能的两个重要指标，受到多方面因素的影响。本文主要从合金元素、球磨工艺、烧结工艺3 个方面对铝基含 油轴承压溃强度和含油率的影响进行了探讨，并对其未来的研究和发展进行了展望。
2020 Vol. 30 (06): 85-88 [
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89
徐鸣，侯琼，李昌，杨升，刘建涛，曲敬龙
FGH4097 镍基粉末高温合金的制备工艺与显微组织
Hot!
本文总结了我国了21 世纪初研制的高合金化γ′相沉淀强化镍基粉末高温合金FGH4097 在成分设计、 制备工艺、显微组织等方面的研究工作，对于进一步提高FGH4097 合金涡轮盘件的材料利用率进行了展望。
2020 Vol. 30 (06): 89-95 [
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革新与交流
96
江湘颜，刘爱强，谢鹏
五轴工具磨床磨削硬质合金刀具的锯齿量超差工艺改进研究
Hot!
针对整体硬质合金刀具磨削时的锯齿量超差问题，从砂轮粒度、进给速度、工序顺序、刀轨密度角度 进行分析研究。效果表明，较低的砂轮粒度、一定范围内较低的进给速度、合理的工步顺序、较高的刀轨密度 可有效改善锯齿量超差情况，获取良好的整体硬质合金刃口质量。
2020 Vol. 30 (06): 96-101 [
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特邀
102
张义文，贾建，刘建涛，曲敬龙
俄罗斯新型粉末高温合金研究最新进展
Hot!
介绍了俄罗斯在2015—2019 年间粉末高温合金的研究进展。综述了全俄轻合金研究院（ВИЛС）研 究的ВВ750П、ВВ751П、ВВ752П、ВВ753П 等ВВП 系镍基粉末高温合金、全俄航空材料研究院（ВИАМ）最新 研制的ВЖ178П 新型镍基粉末高温合金的组织和力学性能。ВИЛС 采用等离子旋转电极法（PREP）制粉＋热 等静压（HIP）成形工艺生产粉末高温合金盘坯。从2014 年10 月，ВИЛС 使用粒度不大于70 μm的粉末开始生 产ПД14 发动机用ВВ751П 合金盘坯。ВИАМ 采用氩气雾化法（AA）和PREP法制备ВЖ178П 合金粉末，对比 分析了AA粉末和PREP粉末的粒度分布、粉末中的气体含量、粉末收得率、工艺性能及组织特性、HIP 锭坯的 组织和工艺塑性、锻造饼坯组织和力学性能。ВИАМ 采用HIP＋等温锻造工艺研制出了ВЖ178П 合金模拟盘 坯（直径320 mm），其力学性能超过俄罗斯和国外同类合金，与AA粉末相比，PREP粉末保证变形盘坯具有比 较高的室温力学性能；采用PREP 法制备ВЖ178П 合金粉末，用HIP 工艺研制出首次实验批ВЖ178П 合金全 尺寸盘坯（直径600 mm），其力学性能符合航空发动机对盘件材料的最新要求。
2020 Vol. 30 (06): 102-116 [
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粉末冶金工业
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