2022年, 第32卷, 第04期　刊出日期：2022-08-10

  

• 全选
  |

专家论坛
• Select
  热等静压技术在金属材料加工领域的应用及发展趋势

  车洪艳，王铁军，秦 巍，董 浩，张龙戈，张 岩

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210113

  摘要 ( )   可视化   收藏

  材料是科技发展的基石，金属在材料领域占有重要的地位，而高端金属材料的制备离不开一项专有 技术——热等静压。热等静压过程一般没有液相出现，在固态下实现原子间的扩散，进而实现冶金结合。热 等静压按照加工原理分为致密化处理、扩散连接和粉末冶金三类应用，其中近终成形是粉末冶金应用的高端 形式。归纳总结了热等静压技术的研究进展，分别对致密化处理应用领域、扩散连接应用现状、粉末冶金制品 的应用趋势进行了阐述，为寻求高端金属材料制备手段的工程技术人员提供参考
研究与开发
• Select
  电极感应熔化气体雾化制粉工艺气体流场模拟研究

  张雪良，陶 宇，贾 建，曲敬龙

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 8-16.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210152

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用计算流体动力学FLUENT软件模拟研究了电极感应熔化气体雾化制粉工艺的气体流场状态，分 析了雾化气体压力、气体温度以及熔化室与雾化室气体压力差对气体流场特征的影响规律。结果表明，不同 工艺参数下，气体流场均为一系列膨胀波和压缩波形成的“项链状”射流结构；提高气体压力和温度能有效提 高气体射流速度，理论上有利于熔体破碎，但气体压力过大会导致气体回流区影响范围增加，并向喷嘴中心孔 （熔体下落通道）方向移动，可能会阻碍熔体下落，造成熔体喷溅；提高熔化室与雾化室气体压力差，能明显抑 制气体回流区的形成，保证熔体顺利下落，但会使雾化室内气体射流速度下降，降低熔体破碎效果。
• Select
  配加铁粉对钒氮合金烧结过程的影响

  刘 阳，徐 靖，陈宇强，刘 筱

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 17-24.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210126

  摘要 ( )   可视化   收藏

  工业生产中，配加铁粉可大大提高钒氮合金产品的密度。为满足企业改进生产工艺、提升产品质量 的需求，以工业V2O5粉、石墨粉和铁粉原料在推板窑中生产的钒氮合金产品为对象，研究了Fe在钒氮合金中 的存在形式和对其烧结过程的影响，探讨了Fe的作用机理。结果表明，钒氮合金中Fe以Fe相形式存在，不规 则夹杂分布在VN基体相之间；烧结过程中，Fe相在1 200 ℃左右转变为液相，成为碳的一个液相扩散通道，碳 热还原氮化反应由固固反应转变成固液反应，导致合金烧结的快速致密化发生；配加铁粉提高了钒氮合金产 品致密度和含氮量，并降低其碳含量、氧含量。
• Select
  真空感应熔炼气雾化用大尺寸氧化锆导流管的制备及性能

  王来稳，于建宾，税国彦，郭新力，王 刚，杜鹏辉

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 25-30.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220024

  摘要 ( )   可视化   收藏

  以电熔氧化镁稳定氧化锆和单斜氧化锆为主要原料，碳酸镁为稳定剂，采用热压铸工艺，石蜡加入量 分别为9.5 %、10 %和10.5 %，制备了大尺寸氧化锆导流管坯体，经脱脂后分别在1 650、1 700和1 750 ℃下保 温7 h烧成，研究了石蜡加入量和烧成温度对大尺寸氧化锆导流管性能的影响，并与进口大尺寸氧化锆导流管 进行对比。结果表明：随着烧成温度的提高，试样的致密度和常温抗折强度提高；随着石蜡加入量的增加，试 样的致密度和常温抗折强度降低，热膨胀系数降低。进口导流管的致密度低于本实验导流管的致密度，热膨 胀系数略低于自制导流管，1 100 ℃抗热震性能与石蜡加入量10%、1 700 ℃烧成的导流管相当。1 700 ℃保温 7 h、石蜡加入量10%的导流管综合性能最佳，满足一次上线服役要求。提高导流管的抗急冷冲击性能有利于 导流管的重复再使用。
• Select
  粉末粒形对Ti-6Al-4V注射成形喂料显微形貌及流变性能的影响

  崔 珊，张恩耀，胡 可，周 鹏，周 超

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 31-37.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220008

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用粒度分析、显微形貌分析及流变性能分析等方法，研究了不同粒形Ti-6Al-4V注射成形喂料的显 微形貌和流变性能。实验结果显示，球形粉喂料与氢化脱氢粉喂料的临界装载量分别为67%和52%。在最佳 装载量下，球形粉喂料的粘度值（η）和流动行为指数（n）均小于氢化脱氢粉喂料，表明球形粉喂料具有更好的 流动性。粒形分析显示，降低粉末比表面积有利于提高金属粉末注射成形喂料的临界装载量；理论研究及能 谱分析则指出，氢化脱氢粉喂料的低流动性与小颗粒粉末的分布密切相关，小颗粒粉末是影响喂料流动性能 的关键因素。
• Select
  ZD6型转辙机用粉末冶金摩擦材料的制备及性能

  杜 军，冯驰原，陈少华，梅积钢，祝金明，尹彩流

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 38-45.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220063

  摘要 ( )   可视化   收藏

  ZD6型转辙机摩擦材料的力学性能、摩擦因数、摩擦因数稳定性和磨损率决定了摩擦电流的稳定性 从而最终影响轨道系统的正常运转。为了满足转辙机具有稳定可靠输出力的要求，选择适合转辙机使用工况 的摩擦材料，对于提升道岔用转辙机的可靠性和安全性具有重要意义。针对ZD6型转辙机摩擦带在低温、高 湿环境下摩擦稳定性低、磨损率高的问题，采用粉末冶金技术制备 ZD6型转辙机用摩擦材料，在成熟配方基 础上，研究对比添加不同种类的摩擦性能调节剂对材料综合力学性能和摩擦磨损性能的影响，并使用扫描电 子显微镜（SEM）观察试样冲击断面形貌和摩擦表面形貌，对比分析5种不同摩擦性能调节剂对摩擦材料微观 结构影响。结果表明：以人造石墨为摩擦性能调节剂的ZD6型转辙机摩擦材料磨损机理为磨粒磨损，其综合 力学性能和摩擦磨损性能最优，最适合用作ZD6型转辙机粉末冶金摩擦带。
• Select
  烧结温度对粉末冶金304不锈钢组织和性能的影响

  刘新宇，王天国

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 46-50.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200256

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用真空烧结制备了 304奥氏体粉末冶金不锈钢，研究了不同烧结温度对粉末冶金 304不锈钢材料 显微组织、密度、抗拉强度和耐腐蚀性能的影响。结果表明：随着烧结温度由1 210 ℃升高到1 300 ℃，304不 锈钢烧结体组织孔隙数量减少、孔隙尺寸明显减小，当烧结温度提高到1 360 ℃时，烧结体组织中晶粒逐渐长 大并粗化，孔隙尺寸增大。随着烧结温度升高，烧结体的密度、硬度、抗拉强度和耐腐蚀性能先增大后减小。 最佳烧结温度为 1 300 ℃，此时烧结试样具有最大的密度、硬度和抗拉强度，分别为 7.23 g/cm3、HRB68.88、 344.19 MPa，试样的自腐蚀电流最小，具有最佳的耐腐性能。
• Select
  稳定剂对40Mo-ZrO2金属陶瓷结构及导电性能的影响

  李建朝，齐素慈，唐 磊，许继芳

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 51-56.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200219

  摘要 ( )   可视化   收藏

  为减轻 ZrO2 可逆相变对 40Mo-ZrO2 金属陶瓷结构和性能的影响 ，在 ZrO2 陶瓷基体中分别添加 3%Y 2O3和12%CeO2的稳定剂，通过粉末冶金方法获得金属陶瓷烧结体，分析添加稳定剂对金属陶瓷试样的微 观结构及导电性能的影响。结果表明，在陶瓷基体中添加Y2O3和CeO2稳定剂后，组分中出现明显的四方氧化 锆，烧结体颗粒的尺寸有所增加，金属相网状结构更加明显，提高了烧结体密度，降低了烧结体孔隙率，烧结体 电导率有所提高；随着温度升高，金属陶瓷电导率有所降低，且电导率随温度的变化率逐渐减小，金属陶瓷电 导率主要呈现金属相电子导电机理。
• Select
  接触器用Ni25Co基CP-MOF电极的制备及电化学性能

  王忠利，琚爱云，张 帅，李 鹏

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 57-61.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200210

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用溶剂热法设计合成了一种以环戊二烯基配体(CP)为配体的Ni基MOFs材料Ni25Co-MOF，并通过 XRD、FTIR、TGA、N 2吸脱附和SEM等技术方法对其进行了微观结构和表面形貌表征，Ni25Co-MOF电极材料 进行了电化学性能测试。结果表明：制得了具有良好晶体组织结构的 Ni25Co-MOF 产物，可以稳定存在于 400 °C空气中。形成的氮气吸脱附等温线是一种明显的IV等温线，迟滞类型为H3。随着孔隙度的增大，MOFs 获得了更高电容。Ni25Co-MOF中形成了连续的结构，表面区域形成了由结构实体组成的大尺寸空腔。经过 2 000次充放电处理后，Ni25Co-MOF电极比电容降低至最初值的86%，表现出了优异的循环稳定性。在Nyquist 曲线低频段形成了斜率很大的直线，与横坐标之间的夹角超过了45°，表现出了较强的电容离子迁移性能。
评述与进展
• Select
  赤泥煤基还原生产铁粉技术研究进展

  徐文珍，李灿华，查雨虹，张 龙，于巧娣，汪凯举

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 62-66.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210037

  摘要 ( )   可视化   收藏

  赤泥是氧化铝冶炼过程中产生的固体废渣，随着赤泥的大量堆积，对环境造成了极大的危害，同时赤 泥又具有很高的潜在利用价值。基于此背景，介绍了赤泥的基本性质，对产品还原铁粉的市场进行了简要的 分析，重点详细的阐述了赤泥煤基直接还原生产铁粉工艺技术研究现状，其中包括回转窑煤基直接还原技术， 转底炉煤基直接还原技术，隧道窑煤基直接还原技术和竖炉煤基直接还原技术。总结了以上技术在赤泥还原 生产铁粉领域的优势和不足以及在选择合适的工艺时需要考虑的因素，以期为后续赤泥生产铁粉技术研究提 供参考。
• Select
  粉末高速钢的制备技术及发展方向

  秦 乾，杨 芳，陈存广，郝俊杰，郭志猛

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 67-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210033

  摘要 ( )   可视化   收藏

  粉末冶金的本征优势能够很好地匹配高速钢所需的组织性能，使得粉末高速钢的产量占比稳步提升 并逐步占据高速钢的高端市场。重点介绍了PM HSS原料粉末三代的发展进程，分析了当前粉末高速钢主要 制备技术的研究现状，并对这些技术的优缺点进行了比较，以便根据实际需求选择合适的粉末冶金工艺，同时 归纳了各类型粉末高速钢制备样品的相关性能，指出了高性能粉末高速钢的发展战略方向。
• Select
  核屏蔽用材料现状及研究进展

  潘晓龙，张思雨，郑富凯，刘 璐

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 76-84.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210161

  摘要 ( )   可视化   收藏

  核屏蔽材料的开发和利用已有80年之久。从核屏蔽材料的需求出发，介绍了目前常见的3种核屏蔽 材料，即含硼不锈钢、树脂基复合材料和铝基复合材料的研究和应用现状，分别对其特性和应用上的优缺点进 行了相关的论述。在此基础上指出了含硼和钨元素的集结构和功能一体化的铝基复合屏蔽材料是一种发展 趋势，新型硼钨铝复合屏蔽材料将在未来的复合屏蔽市场占据一席之地。
• Select
  太阳能蒸汽发生装置及碳基光热转换材料研究进展

  杨小林，马立波

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 85-88.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200119

  摘要 ( )   可视化   收藏

  能源的消耗一直是困扰人们的一个问题，大约 80%左右的能源属于不可再生能源，而这当中化石燃 料有着主导地位，自从工业革命以来，经过多年的开采，化石燃料越来越少，清洁能源的开发受到了广泛的关 注。太阳变成了重要的能源提供中心，为此各类光热转换材料逐渐被开发出来。在这些材料当中，碳基材料 由于其本身自带的大量优点如材料便宜，吸光性能较高，具有热稳定性等，被广泛应用在太阳能光热转换器 中，因此着重介绍了碳基材料作为太阳能光热转换材料的应用研究发展。
革新与交流
• Select
  基于eM-Plant的某粉末冶金车间生产线平衡和厂区布局优化研究

  高 泽

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 89-100.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210103

  摘要 ( )   可视化   收藏

  选取某粉末冶金企业的汽车减震器压缩阀座本体生产现场为观察分析点，通过对该粉末冶金车间生 产线布局的充分调研和生产过程中的各个工序时间、人与机配备情况等信息的准确获取，结合精益化管理思 想对生产线存在的瓶颈工序、人机协作不协调、物流滞后3大问题进行分析解决；运用仿真软件对车间布局改 善前后的各个工序时效实现对比验证，并提出一套适用于本粉末冶金车间布局重构的解决方案。首先，把平 均一天的消耗总量作为整条生产线的传动量，记录每道工序的时间数据，将瓶颈工序分解、重组，绘制工序时 间直方图，同时运用 eM-Plant软件对改进前后的生产线进行模拟验证，结果表明，配料和拌料这两道工序整 合、精整工序与清洗工序重组，生产线平衡率大大提高；将车间的主要工序进行人机作业分析，绘制人机作业 图并计算出人机的理想配置，同时对一人三机作业时的生产线进行仿真，结果表明一名工作人员兼顾操作三 台成形设备可以提高人机利用率；运用系统设计布置法（SLP）对厂区的生产现场的物流强度进行研究，提出 了一种合理改善车间布局的方案。
难熔金属材料与制备工艺专栏
• Select
  球形MoRe14合金粉末激光选区熔化3D打印的工艺适配性

  杨怀超，陈福鸽，邱 玺，李恒明，岳恩来，熊 宁

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 101-105.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220041

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用激光选区熔化 3D 打印技术制备了 MoRe14 合金制件。研究了激光扫描速度、激光功率对 MoRe14合金组织及内部缺陷的影响。研究结果表明，采用激光选区熔化3D打印技术制备的MoRe14合金样 品内部有明显的裂纹和孔洞存在。随着激光功率的升高或激光扫描速率的下降，激光能量密度提高，粉末颗 粒间熔合更加紧密，样品内部孔隙减少，致密度提高，但是样品内容仍然存在一定孔洞、裂纹等缺陷。打印采 用粉末冶金法制备的球形 MoRe14合金粉末，激光功率为 180 W，扫描速率为 900 mm/s，扫描间距为 0.07 mm 时，MoRe14样品致密度最高，密度为10.6 g/cm3，相对密度为96.4%。
• Select
  Ni、Cu比对钨镍铜合金性能及金相组织的影响规律研究

  王 玲，秦颖楠，单东栋，吕思键，熊 宁

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 106-109.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220014

  摘要 ( )   可视化   收藏

  为了研究陀螺转子用材料的热膨胀系数、磁导率、强度等的可调节性，选用陀螺转子用95WNiCu材料 为研究对象，通过调整不同Ni、Cu比开展系列实验研究，研究不同Ni、Cu比对于95WNiCu材料性能及金相组 织的影响规律。结果表明：随着Ni、Cu比的降低，95WNiCu材料的力学性能降低，当材料Ni、Cu比降低到1以 下后材料性能极低，伸长率几乎消失，同时合金的线膨胀系数及质量磁化率均逐渐降低，材料内部金相组织无 明显变化，材料断口中粘结相逐渐消失，当 Ni、Cu比降低到 1以下，材料断裂方式全部为低强度的 W-W 界面 分离。
• Select
  不同镍铜比对65WNiCu合金力学性能及热膨胀系数影响规律

  秦颖楠，王 玲，单东栋，熊 宁

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 110-112.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220039

  摘要 ( )   可视化   收藏

  选用65WNiCu合金作为研究对象，采用粉末冶金法，通过调节合金中Ni-Cu的比例，制备了5种不同 成分的钨镍铜合金，研究了不同 Ni-Cu 比对 65WNiCu 合金力学性能、线膨胀系数的影响规律。研究结果表 明：5种合金的力学性能随Ni-Cu比降低逐步降低；铜含量影响65WNiCu合金的线膨胀系数，当Ni-Cu比降低 时，合金中铜含量升高，线膨胀系数略有提高。
• Select
  轧制变形量对Mo-30Cu合金组织及其物理性能的影响

  宋 鹏，李 达，熊 宁，张保红，姚惠龙，韩蕊蕊

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 113-116.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220042

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用粉末冶金熔渗法制备Mo-30Cu合金板坯，使用?400两辊轧机，在850℃不同轧制形变量条件下 制得 Mo-30Cu板材。通过观测金相组织，测试电导率、密度、维氏硬度、抗拉强度，研究了轧制变形量对 Mo- 30Cu合金物理性能及组织的影响。结果表明，由于形变强化作用，Mo-30Cu合金轧制变形量达到80%时，室 温抗拉强度提升了71.8%，维氏硬度提升了55.7%，相对密度、电导率有所提升，伸长率明显降低至2.7%。
• Select
  粉末对高铜含量钼铜合金均匀性的影响

  韩蕊蕊，李 达，梁立红，杨玉娟，杨玉楠，张军美

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 117-121.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220052

  摘要 ( )   可视化   收藏

  本试验从粉末选择的角度出发研究了粉末对高铜含量的钼铜合金的均匀性的影响。对比所选用粉 的参数包括粒度、粒度分布和微观形貌；对比不同粉在相同工艺下制备出的钼铜合金的均匀性，包括探伤结 果、铜含量和金相组织。从而分析粉末对高铜含量的钼铜合金的均匀性的影响。研究结果表明，熔渗法制备 高铜含量的钼铜合金时，需要在混料时添加铜粉才能充分熔渗无孔隙，并保证成分的均匀性；粉末的团聚对组 织均匀性影响较大，钼粉团聚易造成钼颗粒富集，铜粉团聚易造成铜富集，从而影响高铜含量的钼铜合金组织 的均匀性。
• Select
  YSZ层孔隙率对GYYSZ/YSZ热障涂层热冲击寿命的影响

  刘新宇，周武平，张保红，熊 宁，杜 仲

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 122-130.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220034

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用等离子喷涂法在TA15上制备了3种不同结构的TBCs，对涂层的微观结构、显微硬度和隔热性能 进行了表征。通过1 200 ℃下的热冲击试验，研究了过渡层YSZ孔隙率对其热冲击寿命性能的影响，讨论了 涂层失效的机理。实验结果表明，涂层A由于高孔隙率和Gd、Yb稀土元素的掺杂，在1 200 ℃下隔热效果是 涂层B的1.2倍，是涂层C的1.1倍，过渡层8YSZ涂层孔隙率的增加会在一定程度上提高TBCs整体的隔热效 果。1 200 ℃下涂层C的热冲击寿命分别是涂层A的1.8倍，是涂层B的2.7倍。涂层C中LP-YSZ的设计，增 强了界面处的强韧性，过渡层YSZ孔隙率的提高，增大了TBCs抵抗变形的能力，延缓了涂层中垂直与横向裂 纹的相连。
• Select
  氧化物强化钼合金的研究进展

  任雪婷，王广达，熊 宁，周武平

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 131-138.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220035

  摘要 ( )   可视化   收藏

  钼合金具有更加稳定的显微组织、韧-脆转变温度低、高温性能稳定等优点得到了国内外学者的广泛 关注。概述了氧化物对钼合金的强化方法和机理，通过第二相的掺杂方式、粒子尺度、氧化物的种类和含量对 钼合金的再结晶温度和塑性、室温和高温力学性能等影响进行归纳总结，并对理论研究和工艺优化的结合产 生的新型氧化物钼合金的发展进行了展望。
• Select
  钨铼合金粉末制备研究进展

  董 帝，张莹莹，陈福鸽，熊 宁，张保红

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 139-145.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210080

  摘要 ( )   可视化   收藏

  性能优良的 W-Re合金制品广泛应用在航空航天、高温测量、核聚变和电子等领域。W-Re合金粉末 制备是其合金制备的关键步骤。文章详细介绍了钨铼合金粉末的制备方法，对固-固混料法、固-液混料法、固- 固高能球磨法和液-液混料法的特点进行归纳总结，并简单阐述了钨铼合金的发展和应用。
• Select
  钨渗铜喉衬加工表面颜色异常分析

  林冰涛，王相宇，周子翔，郭颖利，唐亮亮，孙晓霞

  粉末冶金工业. 2022, 32(04): 146-150.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220048

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对钨渗铜W-7Cu加工的喉衬产品表面出现颜色异常的现象，选取原材料棒材余料和颜色异常的喉 衬两种样品，对样品物理性能、无损探伤、金相组织、力学性能及显微形貌进行对比分析。结果表明，两者无明 显或本质的异常，排除了材料造成颜色异常的可能性。加工工艺也是影响产品结构和性能的重要因素，因此 重新设计了转速为700~800 r/min，扣刀前角为0°~6°，后角为0°~8°的工艺参数，加工的新产品整体颜色光亮无 异常，为后续钨渗铜喉衬的制备及质量控制提供相应的参考。