2017年, 第27卷, 第04期　刊出日期：2017-08-10

  

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专家论坛
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  金刚石工具用金属粉末的特性、现状分析和发展趋势

  刘一波，徐 强，徐 良

  . 2017, 27(04): 1-6.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170070

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  介绍了金刚石工具用金属粉末的特性，主要体现在胎体的耐磨匹配性、对金刚石的把持力、压制性、烧结性和安全性等；列举了国内外单质粉末和预合金粉末的种类、生产厂家、制备方法、形貌以及粒度等，并提供了粉末化学组成、烧结温度、硬度、用途等；最后介绍了金刚石工具用金属粉末的发展趋势，着重提出国内存在的突出问题，供原材料厂家及用户参考。
研究与开发
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  不同方法制备的球形铸造碳化钨粉末的性能研究

  王 蕾，刘 辛，谢焕文，邹黎明，蔡一湘

  . 2017, 27(04): 7-11.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160058

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  球形铸造碳化钨粉末是一种新型的超耐磨陶瓷颗粒材料，对比研究了不同方法制备的球形铸造碳化钨粉末的化学成分、显微形貌、微观组织、相结构、显微硬度、流动性以及松装密度等特性。结果表明：相对等离子重熔球化法和感应重熔球化法而言，等离子旋转电极雾化法制备的球形铸造碳化钨的总碳含量与共晶碳含量理论值的偏差最小、游离碳和杂质含量最低；粉末颗粒内部更致密、共晶组织更细密、显微硬度最高。感应重熔球化方法制得的粉末流动性最好、松装密度最大。
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  喷雾干燥法制备中空偏钨酸铵球及中空结构形成机理

  张丽娜，苏 琪，杨高玲，石安红，刘柏雄

  . 2017, 27(04): 12-16.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160128

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  WO3基纳米材料具有光催化降解、光解水、电致变色、热致变色和光致变色等特性，在光催化剂、新能源制备、智能窗口、传感器和平板显示器等领域有广泛的应用前景。采用喷雾干燥法成功制备了中空偏钨酸铵球，分析了其制备过程和中空结构的形成机理。结果表明：采用喷雾干燥法制备的中空偏钨酸铵球球体平均粒径为1.03 μm，壁厚约为100 nm；其制备过程分为雾化、闪蒸干燥形成壳、中空结构形成3个阶段；干燥塔内由于热空气初始温度为130 ℃，远高于水的沸点，使液滴表面的水分迅速蒸发，由于蒸发速度非常快，从而在液滴表面结晶而形成壳，进而形成空心结构。
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  草酸盐湿式沉淀-煅烧分解法制备四氧化三钴及其表征

  李慧颖，王文祥，刘 莹，严迎燕，刘志宏

  . 2017, 27(04): 17-21.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160110

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  以氯化钴、草酸铵为原料，吐温80（Tween-80）为表面活性剂，通过湿式沉淀法合成氧化钴的前驱体，再通过热分解制备四氧化三钴。采用扫描电镜、X射线衍射仪、热分析仪分析了钴氧化物前驱体和钴氧化物的形貌、晶体结构和热分解等特征。结果表明：以草酸盐为沉淀剂制得的钴氧化物前驱体为CoC2O4·2H2O，前驱体于600 ℃煅烧4 h后可得到较纯的四氧化三钴粉末，并且基本保持了前驱体原来的形貌，仍为针（棒）状，粒子边缘变得光滑。
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  双喷嘴雾化水冷法制备磁性磨料及研磨性能

  张桂冠，赵玉刚，高跃武

  . 2017, 27(04): 22-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160149

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  采用气固两相流双喷嘴雾化水冷法制备出球形、近球形的磁性磨料，并用场发射扫描电子显微镜（FESEM）和能谱仪（EDS）分别进行磁性磨料表面形貌的观察和表面元素的定量定性分析，在XK7136C型数控铣床平面磁力研磨装置上进行研磨性能分析。结果表明：气固两相流双喷嘴雾化水冷法制备的球形磁性磨料具有良好的研磨光整效果，磁性磨料在使用40 min后仍然具有良好的精密光整加工能力。
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  偏钒酸钾-硝酸铊纳米复合粉体的制备及其光催化降解苏丹红II号的研究

  孙淑香，黄小莹，吴本来

  . 2017, 27(04): 26-30.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170063

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  采用硝酸铊、偏钒酸钾、亚硫酸钠、二氧化锰为反应原料，经过水热法合成出了偏钒酸钾-硝酸铊纳米复合粉体，活化该复合粉体后考察其对苏丹红II号的降解能力，并对粉体进行SEM、XRD、XPS表征。实验结果表明，偏钒酸钾掺杂量为2.5%（质量分数）的复合粉体具有最强的催化活性，25 mg的偏钒酸钾-硝酸铊纳米复合粉体可对200 mL浓度为1×10－3 mol/L的苏丹红溶液有效降解。
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  基于EDEM的钛粉在振动成形中的填充密度模拟研究

  梁增华，刘邱祖，马 麟，商竹贤

  . 2017, 27(04): 31-34.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160074

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  机械振动能够有效对钛粉颗粒进行重排来降低孔隙率，进而提高其填充密度。在采用离散元法建立颗粒接触过程动力学方程的基础上，应用EDEM离散元软件数值模拟了钛粉颗粒填充过程，分析了钛粉在不同振动方向条件下的振动状态。结果表明：单一方向振动的钛粉填充密度高于两方向或三方向混合振动的钛粉填充密度。[x]方向的稳态平均填充密度分别是[xy]和[xyz]方向的1.04倍和1.06倍。随着振动时间的延长，填充密度表现出先增加然后稳定的变化规律，最佳的振动时间是20 s。该模拟对钛粉实际生产具有一定参考意义。
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  含FeS铜基双金属轴承材料的摩擦学性能分析

  薛 露，尹延国，张国涛，李吉宁

  . 2017, 27(04): 35-39.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160052

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  采用传统粉末冶金方法制备含FeS的Cu基双金属轴承材料，并与不含FeS的Cu基双金属轴承材料作对比，在HDM-20端面试验机上进行摩擦磨损性能试验，在光学显微镜下观察分析材料的磨痕。结果表明：在润滑油充足的情况下，含FeS的铜基轴承材料的减摩特性和承载能力均优于不含FeS的铜基材料；在干摩擦的情况下，含FeS的铜基轴承材料的减摩特性明显优于不含FeS的铜基轴承材料。
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  光伏电力开关用W-25Cu复合材料的微观组织和抗电弧侵蚀性研究

  张景杰，刘兴亚

  . 2017, 27(04): 40-43.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170050

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  通过水热-共还原法制备细晶W-25Cu复合材料，并分析其微观组织和电弧侵蚀后组织形态的变化。结果表明：W-25Cu复合材料的显微组织具有明显的全致密化特点，Cu相将细小W颗粒全部包围，Cu相与W相的分布状态非常均匀，W相的晶粒尺寸为1～3 μm，断口区域表现出明显的韧窝断裂特征，断裂阶段还生成了众多弯曲的细密撕裂棱，形成了许多稠密的细小断口韧窝。经电弧侵蚀后，表面物相构成以 Cu、W 两相为主，表面形貌较为平整，未出现明显的孔洞与裂纹结构。在断裂闭合阶段，材料转移过程基本表现为电弧转移、熔桥转移及喷溅蒸发这几种类型。
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  超声辅助磨削碳纤维复合材料的工艺试验研究

  肖春芳，韩 冰

  . 2017, 27(04): 44-48.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170031

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  对碳纤维复合材料的超声辅助磨削工艺特性进行试验研究，首先进行超声振幅与工件表面质量影响关系的单因素试验，然后对工具粒度、进给速度、磨削深度和主轴转速与工件表面质量的影响关系进行正交试验分析，最后对优化的加工参数进行试验验证。采用优化的工艺参数组合进行树脂基碳纤维复合材料加工，显著提高了工件的表面质量。
评述与进展
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  粉末压制过程数值模拟的研究现状及展望

  尤萌萌，潘诗琰，申小平，范 沧

  . 2017, 27(04): 49-58.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160054

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  数值模拟技术成为粉末压制过程研究和应用的有效手段。综述了粉末压制过程数值模拟的力学建模方法及典型屈服模型、材料参数（杨氏模量、泊松比、流动应力）模型等，并对该领域涉及的常用软件，如MSC.Marc、ABAQUS、DEFORM和ANSYS等，进行了详细比较。基于这些研究现状，对数值模拟在粉末冶金领域的发展趋势做出了展望，指出建立更精确的适用于粉体的数学模型，加强三维模拟和多场耦合技术，软件二次开发，提高数值模拟的精确性、实用性是未来的主要发展方向。
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  工业可燃性粉尘爆炸研究进展

  袁 帅，王庆慧，王丹枫

  . 2017, 27(04): 59-65.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160152

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  全面论述了工业可燃性粉尘爆炸的研究现状，分别从实验和理论研究两个方面对粉尘爆炸的国内外研究现状和研究成果进行了总结。首先介绍了粉尘爆炸的发生、发展过程和对粉尘爆炸机理的认识，从粉尘爆炸特性参数影响因素方面总结了粉尘爆炸的实验研究；其次，阐述了数值模拟在粉尘爆炸中的应用和粉尘爆炸模型的建立情况，最后简单介绍了目前的粉尘爆炸防护措施和消防措施；分析了粉尘爆炸研究现状的不足之处，并提出将来的发展方向，同时指出了研究粉尘爆炸的意义。
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  粉末冶金发展状况

  陈梦婷，石建军，陈国平

  . 2017, 27(04): 66-72.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160123

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  随着全球工业化的快速发展，粉末冶金技术已广泛应用到各个领域。粉末冶金具有原材料利用率高，制造成本低，废料损耗少，材料综合性能好，产品尺寸精度高且稳定等优点。此外，粉末冶金可用于制备传统方法无法制备的材料和难以加工的零件，因此，研究粉末冶金的发展越来越具有重要的意义。粉末冶金产品已能满足现中国国民经济建设的基本需求，更重要的是粉末冶金科学为中国的国防建设提供了新材料，为重点军事工程建设做出了重要贡献。主要论述了粉末冶金演变历史，北美、欧洲、日本、中国及其他国家粉末冶金产业的发展状况，粉末冶金新技术和新材料的发展及应用；并分析了中国在此行业中存在的不足；针对中国粉末冶金产业和技术发展，提出几点建议。
革新与交流
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  粉末冶金汽车同步器齿毂整形模具设计探讨

  孙国勋

  . 2017, 27(04): 73-78.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170010

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  粉末冶金零件在汽车上的使用越来越广泛。由于同步器齿毂的尺寸精度、形状精度等各项技术要求非常高，在生产中毛坯的成形与整形成了最关键的工序。有一类齿毂滑块槽一端不通，外齿轮盘特别薄，轮辐部分两边深度不同，轮毂部分两端大小不同。整形时需要减少新的变形，不好控制。通过改进模具结构，采用上二下二模架压机结构，将整形芯杆安装在上中心缸上；退模时芯杆用上端面支撑，上端面面积增大，可以避免齿形变形，完成整形工序。该模具结构适宜大批量生产，具有很好的实用价值。