粉末冶金工业

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程继贵，陈闻超，陈鹏起

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 1-9.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200301

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气门和气门座圈摩擦副是内燃机中的重要零部件，也是主要的磨损件之一，其性能对内燃机的整机性能有重要的影响。本文介绍了粉末冶金气门座圈零件的工作环境和服役特性、气门座圈用材料的种类和发展状况等，重点介绍了粉末冶金气门座圈的材料品种、主要性能特点，同时，对气门座圈零件的失效形式和失效机理进行分析，并对气门座圈材料的进一步研发进行了展望。

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高还原活性多孔NiO制备工艺的研究

屈彦杰，钟武烨，郑剑平，郭志猛

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 10-17.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200098

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对多孔NiO的制备工艺进行了研究，分别讨论分析了造孔剂类型及浓度、球磨种类及时间、烧结等工艺参数的影响。结合CO还原NiO 的实验中反应体系的总压强和CO₂浓度的表征，对NiO 被CO还原的反应速率和转化率进行讨论，获得了高还原活性多孔NiO颗粒材料的最佳制备工艺，并验证了多孔NiO在93%的高转化率前具有较高的反应速率。

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鳞片石墨含量对地铁集电靴用铜基粉末冶金材料性能的影响

刘喜双，许雄飞，王秀飞，文国富, 尹彩流，冯驰原

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 18-24.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200252

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采用粉末冶金技术制备了鳞片石墨含量分别为2%、3%、4%、5%、6%的铜基粉末冶金摩擦材料并测定其力学性能；使用MM-1000III 型摩擦磨损试验机测试其摩擦磨损性能；使用扫描电镜观察其摩擦表面及冲击断面的微观组织形貌并分析其摩擦磨损及冲击断裂机理。结果表明：随鳞片石墨含量的增加，材料的冲击韧性、布氏硬度、抗拉强度下降，材料的电阻率上升；在相同压力和配置惯量的试验参数下，随着鳞片石墨含量的增加材料摩擦因数和磨损率下降，3%石墨含量的摩擦材料样品摩擦因数变化最稳定，同时材料的摩擦磨损机理主要由剥落磨损转变为黏着磨损和磨粒磨损；材料冲击韧性随鳞片石墨含量增加而降低，冲击断面韧窝的成形受材料组织孔隙数量和位错塞积的影响。

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高居里温度Nd-Fe-B磁体的制备及温度稳定性研究

李栋，董生智，徐吉元

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 25-31.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200106

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本文通过研究磁体(PrNd)27.8CoxDy3FebalB0.97 (x=20, 25)在不同热处理工艺下的磁性能、密度及晶粒大小，以探寻其最佳热处理工艺，并对磁体的温度稳定性进行了研究。结果表明：较高的Co含量使磁体的居里温度Tc大幅提高，但会导致内禀矫顽力Hcj下降；磁体的温度稳定性（温度系数与不可逆磁通损失hirr）不仅取决于居里温度，往往还与矫顽力有关；与商业磁体40M相比，高居里温度磁体的温度系数与不可逆磁通损失hirr 有明显改善。

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磁控溅射基底温度对低矫顽力Fe-Si薄膜磁性能的影响

李同奎，周春霞，严鹏飞，严彪

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 32-38.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210056

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本文采用直流磁控溅射法，在不同基地温度下溅射铁硅合金薄膜，获得低矫顽力软磁薄膜。基底温度升高，薄膜结晶度升高，内应力降低，矫顽力降低，当基底温度高于140 ℃时，基底中的Si 向薄膜中扩散，薄膜磁矩被稀释，矫顽力升高，饱和磁化强度降低。VSM测试结果表明，薄膜矫顽力随基底温度升高先减小后增大，在基底温度140 ℃时溅射的Fe-Si 薄膜的软磁性能较好，矫顽力Hc达到最低值1 Oe，饱和磁化强度Ms 为716 emu/cm³。初始磁化曲线表明，当外加磁场为20 Oe时，磁化强度为670 emu/cm³，磁化率为421.5。

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微量Ni 对W-Cu纳米复合材料制备及热性能影响研究

卢尚智，张春瑞，高兵祥，张江海，郭亚杰

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 39-44.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200170

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采用化学共沉淀法和氢气还原工艺制备了钨铜纳米复合粉体，通过放电等离子烧结技术在不同温度下实现了钨铜合金的快速烧结，研究了微量活性剂Ni 的添加对钨铜复合粉体形貌、烧结行为以及合金性能的影响。结果表明：微量Ni （0.5%）的添加使复合粉体粒径长大更充分且颗粒分布更加均匀；当烧结参数为温度 970 ℃、压力120 MPa、保温时长10 min 的最优值时，W-20% Cu-0.5% Ni 粉体经SPS 烧结后，合金中W颗粒平均晶粒为362.9 nm，相对密度为97.7%，孔隙率为2.10%，显微硬度为474.74HV，以上性能均优于相同SPS 工艺制备的W-20%Cu合金。

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Pb掺杂对SPS制备半导体用Mg3Sb2材料结构及热电性能的影响

翟秀丽，辛运霞

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 45-49.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200209

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选择半导体用Mg3Sb2作为测试基材，通过Pb 掺杂制备Mg3Sb2Pbx化合物，并分析了Pb 掺杂过程引起的载流子有效质量与迁移率的变化。结果表明：Mg3Sb2中的Pb掺杂量为0.02~0.03 时较优。Mg3Sb2Pbx试样形成了致密组织，密度达到了理论密度95%以上，形成了相近的断口微观形貌。元素Sb、Mg、Pb 都呈均匀分布状态，未发生元素偏聚，可以推断试样各部位的组织成分均匀，具备相近的性能。提高Pb含量后，试样获得了更高电导率，Seebeck 系数不断降低。随着Pb掺杂量的增大，材料的载流子迁移率降低。随着温度逐渐升高，试样较未掺杂试样获得了更大的ZT值。掺入Pb改善改善电输运性能，获得更高的ZT值。

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Sn含量对车用粉末注射成形Al-Mg合金组织和力学性能的影响

门殿勇，李明刚

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 50-54.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190256

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采用粉末注射成形制备了车轻量化用Al-Mg合金，并研究了Sn含量及固溶处理对其微观组织和力学性能的影响。结果表明：在600~620 ℃烧结的Al-Mg合金致密度高于98%。随着Sn 含量增加，Al-Mg合金致密度单调增加，Sn含量大于1%后增加不明显，此时晶界区域形成了更多的白色颗粒物，主要为Sn的聚集。Sn 元素在固溶处理过程可以发挥较大的力学强化效果，Al-Mg合金进行固溶处理可以明显提升拉伸强度。固溶态合金拉伸强度随Sn 加入量的增大先增大再减小，当加入1%的Sn 时，拉伸强度最大。固溶组织内形成了孔隙结构，出现斑点现象，随着Sn 含量的增加斑点数量减少。当Sn 加入量为1%时，可以获得更高力学强度，但 Sn比例过高会引起铝合金力学强度的减小。

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镁合金体育器械的表面改性与性能研究

薛海涛，刘晓锋，秦克丽

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 55-62.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190071

摘要 ( )

可视化

采用磁控溅射和微弧氧化方法对AZ31B合金进行了表面改性处理，对比分析了AZ31B合金基体、磁控溅射Zr 膜和微弧氧化ZrO2膜的显微形貌、耐蚀性能和耐磨性能。结果表明：磁控溅射Zr 膜与AZ31B合金基体实现了良好的冶金结合，界面处未见异常气孔或微裂纹存在，膜层厚度约为4 μm；微弧氧化膜层表面存在随机分布的尺寸约在2~10 μm的火山喷射状微孔。ZrO2-AZ31B试样的表面硬度达到332.91 HV，相较于 AZ31B合金基体提高422%，相较于Zr-AZ31B试样提高328%。Zr 膜和ZrO2膜从开始浸入直至最后的开路电位相较于AZ31B基体都更加稳定，且在相同时间下ZrO2膜的开路电位最正；Zr 膜和ZrO2膜的腐蚀电位都相较于AZ31B 合金基体发生了正向移动，腐蚀电流密度明显减小，经过磁控溅射和微弧氧化改性都可以提升 AZ31B合金的耐蚀性能，且ZrO2-AZ31B试样具有最佳的耐蚀性能；相较于AZ31B合金基体和Zr 膜试样，ZrO2 膜试样的磨痕深度最浅、磨痕宽度和磨痕体积最小；无论在干摩擦还是在模拟人体汗液的湿摩擦条件下，比磨损率由高到低顺序为：AZ31 合金基体>Zr膜>ZrO2膜，微弧氧化ZrO2膜具有相对更好的耐磨性能。

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AZ91D镁合金表面氩弧熔覆Nd/TiC 耐磨涂层的特性研究

王浡婳，张立杰

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 63-67.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200278

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以Nd粉和TiC 粉末为合金粉料，利用钨极氩弧焊机在AZ91D镁合金表面单道熔覆合金涂层。经光学显微镜观察，Nd/TiC 涂层表面主要为共晶网状组织和胞状结构，表面平整而细腻。XRD分析表明，涂层晶相组成符合实验预期。合金粉料含量为30%时，涂层平均显微硬度约为587HV；涂层的摩擦因数稳定于0.48± 0.05，5 N载荷下的磨损率为3.64×10-10 m3 ·m-1，30 N载荷下的磨损率为13.68×10-10 m3 ·m-1。室温下涂层磨损形貌呈现轻微划伤的现象，高温下磨损形貌出现深浅不一的剥落坑。在涂层粉料含量为30%的情况下，涂层动态冲蚀的质量损失仅为基材的约30%，具备良好的耐石油介质冲蚀性。

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Li-Mg-B-H储氢体系纳米化和三元改性方法研究进展

胡川，周章伟，刘春荣，赵汪，李平，曲选辉

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 68-75.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200234

摘要 ( )

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本文综述了近几年来反应失稳的Li-Mg-B-H储氢体系的最新研究进展。针对该复合体系存在的吸放氢温度较高，动力学性能缓慢，特别是两步放氢之间较长的孕育期等缺陷，对近年来采用的纳米化及三元体系改性方法进行了总结，并对该体系今后的研究方向进行了展望。

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侧压成形工艺对立装刀片变形影响的研究

袁彩云，李俊，冯文，何海军，迟亦轶

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 76-80.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210016

摘要 ( )

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毛坯尺寸变形控制是模压成形工艺的一个重要质量指标。以数控立装刀片产品为例，进行了横向孔和侧压两种模压成形工艺的对比分析；结合模压成形理论，对模腔填料时粉末均匀性和压制时粉末压缩比进行理论分析。结果表明：侧压成形工艺填料均匀性和压坯各区域的成形相对密度均匀性要优于横向孔成形工艺，其烧结毛坯的V型β 角度、孔径圆度和定位面平面度等关键参数的尺寸精度高，刀片变形量小且中心孔内无裂纹等外观缺陷。

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轧制方式对钼的力学性能的影响

王广达，熊宁，刘国辉

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 81-84.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190172

摘要 ( )

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纯钼板制品可以通过粉末冶金方法制备烧结坯料，再通过轧制变形得到期望的尺寸和性能。轧制工艺对钼板的性能有非常重要的作用，通过比较分析3 种交叉轧制与单向轧制钼板的性能和微观组织的差异发现，交叉轧制可以显著改善各向异性，使材料具有优良的综合性能。随着温度的提高，轧制工艺对于钼板性能的影响明显减弱，晶粒再结晶和长大使钼板的高温性能基本一致。

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交叉轧制对钼的高温性能的影响

王广达，熊宁，刘国辉

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 85-87.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190096

摘要 ( )

可视化

轧制方式对钼板的性能有重要的影响。通过研究交叉轧制对高温热处理后钼板的的微观组织、高温力学性能和断口形貌的影响发现，交叉轧工艺可以改善钼板的各向异性，且不同的交叉轧制工艺对钼板的再结晶行为和高温性能有不同的影响。

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钨铼合金的600 ℃高温摩擦磨损性能研究

董帝，王卫兵，熊宁，刘国辉，王承阳，赵大龙

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 88-93.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190219

摘要 ( )

可视化

以粉末冶金法制备的W5Re、W25Re合金为研究对象，通过高温摩擦磨损试验，得到材料的高温摩擦磨损性能，利用电子探针、LEICA三维光学显微镜、SEM、EDS等分析手段得到磨损面以及磨损截面的成分、粗糙度、显微组织。结果显示W25Re合金具有优异的耐高温摩擦磨损性能。

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钨渗铜燃气舵加工表面条纹分析

张保红，曾清香，刘庆，郭颖利，林冰涛，孙晓霞

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 94-98.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200166

摘要 ( )

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以钨渗铜燃气舵（牌号W-7Cu）为研究对象，对产品在机加工过程中出现的若干宽约1~2 mm的带状条纹进行分析。结果表明，机加工表面的条纹是钨经高温烧结后产生的一种局部钨骨架致密化的组织形态；现有无损探伤检测无法检出该条纹缺陷，条纹不属于无损检测认定的内部缺陷；条纹的存在对局部强度有影响，但对整体性能的影响不大，性能均满足技术要求。

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97W-2Ni-1Fe高比重合金配重块力学性能离散性原因分析

左伟，郭胤，杨林，张振，王新磊，孙晓霞

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 99-103.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200185

摘要 ( )

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本文针对配重用97W-2Ni-1Fe 钨合金材质产品复验过程中出现的取样品力学性能离散性大的情况，进行试验现象再现分析验证，为后续钨合金的失效分析及质量控制提供参考依据。结果表明：烧结温度不均是造成钨合金材料性能离散性的根本原因，由此导致组织内部钨颗粒异常长大，钨颗粒接触度增加，造成组织不均匀，材料抗拉强度下降。断口以钨-钨界面分离为主，是典型的脆性断裂。

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钼粉形貌对钼渗铜产品性能和组织的影响

郭颖利，张保红，林冰涛，李强，谢宜娜，孙晓霞

粉末冶金工业. 2021, 31(03): 104-110.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200194

摘要 ( )

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采用钼粉为原料制备钼渗铜产品，针对某批产品超声波一次探伤合格率偏低的原因进行分析，研究了不同形貌的钼粉对钼渗铜产品组织、性能的影响。结果表明，粉末形貌不同，对室温和高温下的力学性能影响很小，几乎可以忽略；粉末中凹坑、空心等的存在，会直接导致烧坯中孔洞等缺陷的产生；团聚体的存在，会影响钼骨架的均匀性及熔渗铜液的均匀性，进而影响超声波探伤的结果；并提出了对需要超声波探伤的钼渗铜产品原材料进行管控的建议。

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2021年, 第31卷, 第03期　刊出日期：2021-06-10

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