2018年, 第28卷, 第02期　刊出日期：2018-04-10

  

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专家论坛
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  粉末钛合金的热等静压技术研究进展

  刘文彬，陈 伟，王铁军，车洪艳，梁 超，

  . 2018, 28(02): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170129

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  综述了粉末钛合金热等静压技术60多年的发展历程和目前世界各国的研究发展现状，分析了在航空航天领域市场开拓中遇到的问题，提出了解决的办法，并对其发展前景进行了展望。
研究与开发
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  水热还原法制备车电极用W-Cu复合粉末的特性表征

  王 巍，王 军，张晓旭

  . 2018, 28(02): 8-11.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160106

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  为了提高车电极的导电性，探索一种水热还原法制备的W-Cu复合粉末，并利用SEM、XRD等检测手段，对复合粉末的微观形貌以及物相组成进行特性表征，重点分析了水热反应后、煅烧后和还原后复合粉末的特性。结果表明：水热还原反应后，生成的沉淀物呈现大小不等的颗粒团聚状态，粉体颗粒呈球状，粒度在2.5 μm左右，主要由CuWO4H2O与Cu2WO4（OH）2组成，表明水热反应阶段生成的产物具有明显的晶态结构；煅烧后粉末中存在大量的[CuWO4-x，]成为由[CuWO4-x、]CuO 和WO3组成的复合氧化物；还原后的粉末有团聚现象以及细小的初始颗粒，还原的Cu颗粒对WO3的还原起到促进作用，最终形成了弥散分布、颗粒细小的W-Cu复合粉末。
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  不同成形工艺对镍基粉末高温合金超声波缺陷信号的影响

  孙志坤，吕日红，贾 建，韩寿波，张义文，谢 玲，

  . 2018, 28(02): 12-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160124

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  分别对热等静压＋锻造和直接热等静压成形的FGH4096合金环形件进行接触法超声检测。结果表明，热等静压＋锻造成形的环形件外圆有明显的缺陷信号，轴向靠近中心位置缺陷信号幅度最高，探头沿轴向向上、下端面移动时，缺陷信号幅度逐渐降低，靠近上、下端面时，仍存在明显的缺陷信号，整个圆周均存在缺陷信号，且缺陷信号特征一致，类似于裂纹缺陷，并且缺陷信号沿径向不变；而直接热等静压成形的环形件外圆未发现类似的缺陷信号。通过实验验证得出：热等静压＋锻造成形的环形件外圆周超声检测时发现的缺陷信号是一种伪缺陷，是由于材料衰减系数小及脉冲重复频率过高产生的幻影波。
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  激光参数和扫描策略对选择性激光熔化TC11合金成形性能的影响

  谢琰军， ，杨怀超， 王学兵，况春江， ，韩 伟

  . 2018, 28(02): 18-24.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170144

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  采用选择性激光熔化技术制备了TC11合金试样，研究了激光参数和扫描策略对TC11合金成形性能的影响。结果表明：随着激光扫描速度的增加，合金表面黏附的金属球形颗粒增加，单道熔池宽度减小，试样表面变得粗糙。当激光扫描速度为0.6 m/s时，合金内部存在的孔隙为球形气孔；激光扫描速度大于1.2 m/s时，合金内部存在未熔不规则孔隙。随着激光功率的增加，单道熔池宽度增大，合金表面变得光滑；当激光功率不大于280 W时，样品内部存在极少量不规则未熔孔隙；激光功率为320 W时，样品内部存在极少量球形气孔。打印时采用每一层相对上一层旋转[67°]的扫描策略可以弥补上一层扫描时所造成的中心和边缘的高度差，避免高度差加大产生内部孔隙。为选择性激光熔化制备TC11合金选择合适的激光工艺参数和扫描策略提供了一定的参考依据。
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  [Ti1-xWxC(x=0~1.00)]固溶体型碳化物弹性性质的第一性原理研究

  庞立娟，邓 刚，张雪峰，肖 洪

  . 2018, 28(02): 25-29.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160126

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  采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了[Ti1-xWxC][（x＝]0，0.10，0.20，0.30，0.40，0.50，0.75，1.00）8种碳化物的晶格常数、弹性性质和电子态密度，计算结果与报道的实验数据相一致。分析发现[Ti1-xWxC]的晶胞参数随W含量增加呈线性减小；Ti0.60W0.40C具有最大剪切模量237.46 GPa，Ti0.50W0.50C具有最小[G/B]值0.59，其韧性最佳；分析电子态密度得知该系列化合物除WC外均有明显的pd轨道杂化作用，从而导致其力学性能发生变化。
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  国产B4C颗粒增强铝基复合材料的耐辐照性能研究

  石 悠，刘桂荣，张亚东，宁 冬，陈 锦，杨义忠

  . 2018, 28(02): 30-34.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170126

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  采用粉末冶金工艺制备的国产B4C颗粒增强铝基复合材料中子吸收板开展辐照试验研究，中子吸收板经受累积快中子注量4.22×1019 n/cm2、γ射线剂量为4.75×1011 rad的辐照后，对材料各项性能进行测试，包括表面形貌、尺寸、质量、密度、力学性能（抗拉强度、硬度和伸长率）及10B面密度，并与辐照前的测试结果进行对比分析。结果表明，在中子和γ射线的辐照作用下，复合材料试样的抗拉强度和硬度提高，伸长率下降，表面形貌未发生明显变化，尺寸、质量、密度及10B面密度均无显著改变。
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  脱蜡工艺对金刚石钻头性能的影响研究

  徐 强，刘一波，徐 良

  . 2018, 28(02): 35-38.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160122

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  通过对比脱蜡与未脱蜡制作的两种钻头钻切钢混来研究脱蜡工艺对金刚石钻头性能的影响。结果表明：脱蜡处理提高了刀头的致密度、硬度和抗弯强度，对于两种配方，脱蜡后的钻头的锋利度和寿命都有不同程度的提高，同时脱蜡后刀头中的C元素和O元素含量明显降低，减少了刀头中的制粒剂残留，从而提高了钻头的综合性能。
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  泡沫铜有效热导率的有限元研究

  李 宇，沈 伟，赵 鹏，浦玉萍

  . 2018, 28(02): 39-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160112

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  以超声波辅助电沉积工艺制备得到的泡沫铜为研究对象，综合利用显微CT断层扫描技术和数字图像处理技术，实现了对泡沫铜结构的三维重构，进一步提出了一种能比较真实地反映泡沫铜三维结构特征的有限元简化模型。基于傅里叶热传导方程，利用有限元方法对泡沫铜的有效热导率进行有限元计算，建立了有效热导率与孔隙率之间的定量关系模型，并进一步研究了十四面体三棱柱单胞模型与热应力之间的关系。
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  拉伸变形对高熵合金激光涂层组织和性能的影响

  温立哲，黄元盛，林津文

  . 2018, 28(02): 45-48.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160107

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  采用激光熔覆设备在不锈钢片和40Cr钢表面制得Al2CoCrCu0.5FeMoNiTi高熵合金涂层，对涂层进行退火和拉伸变形，并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和显微硬度计对涂层进行测试。结果表明，熔覆涂层经过抛光和王水腐蚀后，显微形貌为胞粒状特征。300 ℃退火对涂层硬度没有影响；500～700 ℃退火后，涂层硬度提高，说明涂层具有时效硬化效应。涂覆态涂层由bcc单相组成，300 ℃退火后，涂层保持稳定的相结构。拉伸变形后，涂层的衍射峰强度增加，晶界清晰；硬度则随变形量增加先降低后提高。涂层具有良好的附着性能，除了断口附近出现涂层脱落外，其他位置的涂层都保持良好的附着状态。
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  钕铁硼基体Dy含量变化对晶界扩散的影响

  李 建， 程星华， 周 磊， 刘 涛， 喻晓军， 李 波

  . 2018, 28(02): 49-53.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170011

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  对含有0～4.00%（质量分数）不等量Dy的钕铁硼基体进行了Dy晶界扩散，并分析比较其磁性能、成分以及微观结构。研究发现，所有样品在经过Dy扩散后均提升263.4～316.7 kA/m的矫顽力，且Dy质量分数均增加了0.30%～0.35%左右，与基体初始Dy含量并没有明显关联性。进一步分析发现，不同样品的矫顽力提高幅度并不正比于Dy增加量，基体Dy含量越高，单位量Dy元素的矫顽力提高效率越低。结合EPMA面分布图分析后认为，在不含Dy的基体中进行扩散的过程是晶界区域中Dy从无到有的过程，这时的矫顽力提高效率最高。
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  酚醛树脂基水轴承材料的摩擦磨损性能研究

  黄 霞，郑勇翔，尹 翔，葛 科，刘一波，徐燕军

  . 2018, 28(02): 54-57.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160132

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  以酚醛树脂为基体，通过添加聚四氟乙烯、六钛酸钾晶须、纳米氧化铝等材料进行改性；采用特殊工艺将铜合金与磷铜合金网复合，制得金属基体层；采用热压、固化工艺将上述酚醛树脂改性材料复合到金属基体上，制得工作层，获得具有金属塑料复合结构的水润滑轴承材料，并对该材料进行摩擦试验，研究其在水介质下的摩擦性能。结果表明：聚四氟乙烯添加量最大时，试样的摩擦因数最低；六钛酸钾晶须添加量最大时，磨损深度最小；而纳米氧化铝添加量最大时，摩擦因数最高且磨损深度最大；表明聚四氟乙烯和六钛酸钾晶须有利于提高酚醛树脂的摩擦学性能，而纳米氧化铝的添加会降低酚醛树脂的摩擦学性能。
评述与进展
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  球形钛及钛合金粉制备工艺研究现状

  汤 鑫，李爱红，李 博

  . 2018, 28(02): 58-64.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160111

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  球形钛粉具有球形度高、流动性好、松装密度大、氧含量低等特点。介绍了球形钛粉的几种常见制备工艺的基本原理及目前的研究现状，包括：雾化法、等离子旋转电极法、等离子火炬雾化法和射频等离子球化法。雾化法是生产球形钛粉的主流生产方法，包括惰性气体雾化法和离心雾化法，其中惰性气体雾化法具有生产效率高、粒径分布宽、细粉回收率高等特点，是目前生产球形钛粉的主要方法；等离子旋转电极法生产出的粉末具有球形度高、流动性好，但细粉回收率低等特点；等离子火炬雾化法可以生产出球形度高、流动性好的粉末，但设备生产成本较高；射频等离子球化法生产出的粉末球形度高、流动性好，但产能较低。最后对比了几种工艺生产出的粉末特征，指出中国目前在球形钛粉制备工艺过程中存在的问题，对球形钛粉制备及发展方向进行了展望。
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  金刚石工具用预合金粉末的制备及应用研究进展

  高 雅，钟素娟，纠永涛，孙华为，张景超，丁天然

  . 2018, 28(02): 65-71.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170137

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  简要介绍了雾化法、湿法冶金法、机械合金化法制备预合金粉末的工艺过程及各方法的优缺点，综合分析了预合金粉末在钎焊金刚石工具、激光焊接金刚石工具过渡层、金刚石刀头胎体中的应用，简述了国内外科研工作者及企业在相关领域的研究概况，预判了金刚石工具行业用预合金粉末的发展趋势。
革新与交流
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  树脂基刹车片的性能评价研究

  刘 力，钟 厉，张 杰，龙婵娟

  . 2018, 28(02): 72-77.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170152

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  采用干法制备硅酸铝陶瓷纤维/铜纤维增强树脂基刹车片。将摩擦因数、磨损率和力学物理性能作为考核性能指标，利用多层模糊综合评价法优选出最佳配方；采用SEM观察磨损表面，探究硅酸铝陶瓷纤维/铜纤维对树脂基刹车片磨损机制的影响。研究表明：F3配方（10%硅酸铝陶瓷纤维/15%铜纤维，质量分数）的模糊综合评价值最高，综合性能最好；随着铜纤维含量的减少和硅酸铝陶瓷纤维含量的增加，主要磨损机制逐渐由磨粒磨损变为黏着磨损、热磨损和疲劳磨损。
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  基于等离子火焰切割机传动微调机构的加工工艺研究

  周 燕，李小龙，赵志峰，李峪民

  . 2018, 28(02): 78-81.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170127

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  由于等离子火焰切割机传动机构在传动过程中的不稳定性，导致所加工产品的精度无法达到设计要求，分析得出当前等离子火焰切割机设备中的传动机构是产生加工误差的主要原因。通过设计改变传动机构的调节方式，限制多余自由度，利用弹性柱销联轴器和限位弹簧来调节传动箱的移动，使得传动齿轮与齿条准确啮合，避免产生齿向错位及跳动，确保在切割过程中切割头的稳定性和准确性。将改进后设备运用于齿轮精密加工工艺过程中，使得产品合格率提高到98%，加工成本降低57%，加工周期缩短50%，减少了对高性能专用机床的依靠，极大地提高了经济效益，且在同类零件加工中具有一定的市场推广价值。