粉末冶金工业

Select

韩铁龙，王艺静，侯超，李昱嵘，宋晓艳

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 1-15.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240154

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

钨铜复合材料是由钨和铜复合而成的一种结构功能一体化材料，既具有高的硬度、强度、热稳定性、耐磨性能，还具有低的热膨胀系数、良好的耐烧蚀性能和传导性能，在电子电工、航空航天和武器装备等工业领域得到了广泛应用。商用钨铜复合材料大多通过高温熔渗或液相烧结法制备，具有组织结构粗大，力学性能较低的特点。随着我国工业现代化水平的不断推进，各行各业均得到了迅猛发展，也对钨铜复合材料的综合性能提出了更高的要求。近年来，钨铜粉末及块材制备技术得到了广泛研究，推动了钨铜复合材料的快速发展。本文对钨铜复合材料的多种粉末制备技术和成形技术的原理、特点，以及制备的钨铜复合材料的组织和性能进行了总结和评述，并对钨铜复合材料的未来发展趋势进行了展望。

Select

激光定向能量沉积Ti/ZrO2-Al2O3梯度材料的制备及组织性能探究

夏熙珍，刘冰，李瑞迪，赖端，刘鑫炎，侯亚平

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 16-24.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230076

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

选用激光定向能量沉积技术制备了 Ti 金属/ZrO2-Al2O3复合陶瓷梯度材料，通过扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计对其显微组织、元素分布及显微硬度变化进行了系统分析，探究了 ZrO2陶瓷粉末中 Al2O3 含量对材料组织性能的影响。结果表明，随着 Al2O3含量增加，金属相和陶瓷相混合更加均匀，但界面处开裂现象更严重；混合粉末中 Al2O3含量的增加会导致样品中陶瓷区域硬度增加，当 Al2O3含量为 30% 时，硬度值最高达到 1344.5HV0.2，但在结合区只有当 Al2O3含量增大至 30% 时硬度明显提升，达到 1187.3 HV0.2。

Select

SPS烧结温度对Nb-Si系多元合金组织性能的影响

韩政，杨增艳，蒋少松

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 25-31.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230146

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用放电等离子烧结（SPS）技术，制备Nb-16Si-10Mo和Nb-16Si-10Mo-10Ti两种合金，分析烧结温度对两类合金组织性能的影响规律。结果表明：Nb-16Si-10Mo合金由Nbss、Nb3Si、Nb5Si3三相组成，而Nb-16Si-10Mo-10Ti合金由Nbss、Nb5Si3、Tiss三相组成，两种合金致密度均高于99.4%。两种合金的维氏硬度、抗压强度随烧结温度升高先增后降，而弯曲强度、断裂韧性则逐渐降低。Ti元素的加入使断口形貌出现了韧窝特征，断裂方式由脆性断裂转变为复合断裂，且使各烧结温度下合金的维氏硬度、压缩强度均有所降低，而弯曲强度、断裂韧性则有所增加。

Select

Nd(-Ce)-Fe-B磁体晶界扩散Pr-Tb-Al-Ga合金的矫顽力强化机制

胡镌芮，赵航，宋瑞芳，冯海波

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 32-38.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240075

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用轻稀土替代部分重稀土做为烧结钕铁硼磁体的扩散源，可以提高矫顽力、降低成本。实验选用低成本轻稀土Pr部分替代Tb-Al-Ga合金中的重稀土Tb，对比研究Pr替代量对双主相烧结Nd-Ce-Fe-B 磁体和单主相烧结Nd-Fe-B磁体磁性能和显微结构的影响，揭示其矫顽力强化机制。以Pr60Tb20Al10Ga10为扩散源，晶界扩散磁体的矫顽力有明显提升；与单主相磁体相比，双主相磁体扩散深度有明显提升。低熔点的Pr优先进入磁体内部，改善了晶界相的润湿性，有利于加速Tb元素扩散进入磁体内部，在主相晶粒外侧形成具有高磁晶各向异性场的壳层结构，进而提高磁体矫顽力。

Select

铁矿粉煤基还原回转窑结圈机制

白晨晨，杨广庆，李帅兵，武龙飞,马保良，石焱

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 39-48.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230093

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

回转窑结圈现象严重影响还原物料的质量，还会降低生产效率，因此有必要探究粉料还原回转窑结圈机制，采取一定的措施来缓解结圈现象。通过选用 PB 粉和无烟煤为反应原料，得到产物与以 Al2O3 和 SiO2为主要成分的耐火砖发生反应，采取扫描电镜-能谱分析方法对不同温度、配碳量和物料下结圈进行微观结构表征。结果表明：随着温度增加，结圈样品的结构更加紧密，气孔数量及孔径减小，结圈结构中逐渐有白色丝状结构出现。当温度在 1 050~1 150 ℃之间时，结圈结构仍是有小孔存在，当温度升高至 1 200 ℃时，几乎无气孔存在。随着碳氧比增加，结圈物料的孔径逐渐增加，碳氧比从 0.75 上升至 1.75 时，结圈物孔径从 0.36 μm 增加至 0.87 μm，明显可见结圈结构逐渐松散。粒度对物料结圈有明显影响，粒度越大的物料其结圈越不容易，结圈结构也较为松散。选用无烟煤作还原剂时，1 号精粉结圈物主要含有铁相、硅酸盐相和铁尖晶石，2 号精粉结圈物主要含有铁相和少量氧化铁相以及一些硅酸盐相；选用 PB 粉作还原铁矿粉时，烟煤结圈物主要含有铁相和硅酸盐相。

Select

基于Moldex3D与GA-BP的MIM微小齿轮工艺参数优化

齐广浩，王训伟，雷保珍，王青云，罗子洪，邱耀弘

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 49-56.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230065

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了降低 MIM 微小齿轮注射坯翘曲总位移，寻找较优的工艺参数组合，提出了基于 Moldex 3D 与 GA-BP 遗传神经网络的金属注射成形微小齿轮工艺参数优化方法。首先，以注射成形中喂料温度、模具温度和保压时间等因素建立全因子实验，对各实验点的翘曲总位移以 Moldex 3D 软件加以仿真，进而分析得出较优工艺参数组合。随后设计了 3-4-1 型 BP 神经网络，以最小翘曲总位移作为适应度值，结合遗传算法，得到优化的工艺参数组合。相对于全因子实验的分析结果，GA-BP 模型的寻优结果与其相近，准确度有 98.09%。本文的方法为 MIM 工艺参数优化提供了新的思路，有助于提升微小齿轮制品的成形质量。

Select

PREP法制备钼合金粉末及性能表征

李晓辉，凤治华，孙念光，杨星波

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 57-60.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230094

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用等离子旋转电极雾化技术（PREP）制备球形钼及 TZM 钼合金粉末，利用激光粒度分析仪、氧氮分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对粉末的粒径分布、氧含量、微观形貌、表面组织进行表征。结果表明：两种粉末的氧增量均小于 50×10-6 ，粉末粒度集中分布在 45~150 μm 呈单峰分布；TZM 合金粉末实测中位粒径 81.6 μm 小于 Mo 粉中位粒径 102 μm，且表面质量高、工艺性能（流动性、松装、振实密度）更优，这与 TZM 合金具有更小的表面张力，同时晶界处析出的第二相 TiC 等有关。该实验为增材制造用 PREP 法制备难熔金属粉末提供理论支持。

Select

不同粒度下Fe-Co-Cu预合金粉末烧结金刚石钻头胎体的组织和性能

舒晨，徐强，刘一波，杨志威，寇生中，曹睿

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 61-66.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230097

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

实验采用不同粒度的 Fe-Co-Cu 预合金粉末配方，通过热压烧结工艺制备了烧结胎体。通过对比分析两种不同粒度预合金粉末烧结胎体的致密度、洛氏硬度、三点抗弯强度、显微组织以及与金刚石的界面形貌，探讨了它们之间的差异。此外，通过钻切实验评估了不同粒度预合金粉末制备的钻头的钻切速度、寿命以及金刚石出露情况，以进一步研究其性能差异。结果表明，更细粒度的预合金粉末 DB-02 烧结后的胎体具有高致密度（96.9%）和强韧性（抗弯强度达到 1 355.7 MPa），同时对金刚石具有更强的把持力，在钻切实验中表现出更快的速度和更长的寿命，刀头金刚石出露高度可达 154.2 μm。

Select

热等静压温度对选区激光熔化成形TA15裂纹扩展速率的影响

胡家齐，董定平，谢隋杰，蔡小叶，慈世伟，程宗辉

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 67-73.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230120

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

实验采用热等静压处理工艺作为选区激光熔化成形 TA15 钛合金试样的后处理手段，研究了不同热等静压温度对试样组织、硬度、裂纹扩展速率的影响规律。热等静压温度为 900~980 ℃时，组织为多层级针状（条状）α 组织，且随温度升高，针状（条状）α 组织逐渐粗化，初级 α 相尺寸为 60~66 μm，宽度由 2.35 μm 增加至 5.62 μm，材料硬度由 35.8HRC 降低至 31.9HRC。热等静压温度为 1 020 ℃，越过了 α→β 相变温度，形成魏氏组织，硬度为 32.2HRC。当应力强度因子范围 ΔK 处于 20~50 MPa·m1/2 ，不同热等静压工艺处理后试样的裂纹扩展速率趋于一致，受组织影响较小。当应力强度因子范围 ΔK＜20 MPa·m1/2 ，随热等静压处理温度升高，试样裂纹扩展速率逐渐降低，多层级针状（条状）α 组织的粗化将增强对裂纹的偏转作用，阻碍裂纹扩展。热等静压温度为 1 020 ℃形成的魏氏组织具有最低的裂纹扩展速率，不同位向的 α 集束利于使疲劳裂纹改变扩展方向，增大裂纹扩展路径长度，降低裂纹扩展速率。综上，较高温度热等静压处理后形成的粗化的多层级条状 α 组织或魏氏组织具有较低的裂纹扩展速率，但材料的硬度相对较低。

Select

17-4PH颗粒料金属3D打印烧结工艺参数对力学性能的影响规律

蔡礼超，张鹏

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 74-82.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230099

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

与基于激光和电子束的增材制造技术相比，3D 打印和烧结结合的工艺成本更低，但对烧结阶段工艺参数的探索不够全面和深入。因此，实验采用基于螺杆的 3D 打印技术制备 17-4PH 不锈钢样品，探索烧结工艺参数（烧结温度、升温速率和保温时间）对 17-4PH 不锈钢性能的影响规律，包括孔隙率和拉伸性能的测量，研究烧结工艺参数对孔隙结构、显微组织和断口形貌的影响规律，并通过孔隙结构、显微组织和断口形貌的变化对烧结样品的力学性能的变化规律进行详细的阐述。结果表明，试样以 4 ℃/min 的升温速率升温到 1 360 ℃保温 1 h，其力学性能最佳，屈服强度为 518 MPa，抗拉强度为 693 MPa。

Select

PVA水凝胶直写3D打印制备Al2O陶瓷的工艺研究

石永亮，刘浩，陈存广

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 83-88.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230119

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

实验以热溶-速冻技术开发的 PVA 水凝胶为粘结剂，制备了具有一定流变特性、稳定的 Al2O3陶瓷浆料，并采用自行设计的气动挤出直写 3D 打印机实现了形状复杂的 Al2O3 陶瓷件成形制备。研究了 Al2O3陶瓷浆料的流变行为及可挤出打印条件，对打印坯体断面及烧结件进行了观察分析，并对网格坯体的干燥-烧结收缩率及烧结件的抗弯强度进行了测定。结果表明：采用 PVA 水凝胶作为粘结剂可制备出稳定的并能保证匀速挤出的 Al2O3陶瓷浆料，适于直写 3D 打印的固相体积分数为 55%~65%。提高固相体积分数，有助于浆料的 3D 打印成形，降低坯体的干燥-烧结收缩率，抑制烧结变形，但过高的固相体积分数会降低坯体层与层之间粘合程度，降低烧结件的抗弯强度。实验得出的最佳固相体积分数为 60%，并通过工艺优化实现了多种形状陶瓷件的 3D 打印。

Select

热压温度对TC4钛合金微观组织和拉伸性能的影响

原警舒，章寒，王楚文，王兆乾，孙德建，高阳

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 89-94.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230109

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用热压（hot pressing，HP）烧结技术，制备了高致密度、细晶粒、拉伸性能优异的 TC4 钛合金。借助 X 射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、拉伸实验等测试手段，研究了热压温度（880、930、980 ℃）对 TC4 钛合金微观结构和室温拉伸性能的影响。研究结果表明：热压态样品主要由等轴 α 相和晶间 β 相组成；随热压温度升高，晶粒逐渐粗化，α 相体积分数降低。HP 温度为 930 ℃时，合金样品的室温拉伸性能最佳，其抗拉强度最大值和断后伸长率分别为 934 MPa 和 26.3%，优于相关文献报道的铸造态和热等静压态 TC4 钛合金。

Select

片状微纳米还原铁粉的制备及其吸波性能

郭海伟，郑松，任熙华，张玉芳，栗鹏飞，冯雅珊

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 95-99.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230108

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以 400 目的球状还原铁粉为原料，采用直径 2 mm 的不锈钢磨球进行研磨，通过 SEM 扫描电镜和 XRD 表征微观形态，结果表明，经过球磨以后的还原铁粉组分没有变化，呈扁平片状结构，片层厚度大约为 200 nm；采用矢量网络分析仪，通过弓形法测试其对应 1.5 mm 左右涂层在 6~18 GHz 的吸波性能，在 12.15、14.95、11.95 GHz 处最低反射率分别达到了-13.9、-15.4、-16.1 dB，有效吸波频段分别在 9.6～14.2， 9.4～16.3，9.1～14.5 GHz，带宽分别为 4.6、6.9、5.4 GHz。随着涂层厚度的增加，吸波性能相应提高，吸波频段则向低频方向移动。

Select

铍材热扩散系数测定的影响因素

张子富，李美岁，张健康，李志年，黄旭刚，李树荣

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 100-104.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230084

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

试验研究了试样厚度、加热温度和喷碳层对铍材热扩散系数的影响。结果表明：试样厚度在 2~6 mm 范围之间所侧的热扩散系数趋于一致，厚度 2 mm 左右多次测试的标准偏差最小，测试结果更为精确，推荐该厚度为铍材热扩散系数测定的试样厚度。铍材热扩散系数随加热温度的升高而逐渐降低，当温度从 25 ℃升到 900 ℃时，热扩散系数降低了 77.9%。不同的喷碳层情况下，测试的热扩散系数有显著的差异，试样表面喷覆薄而均匀的石墨时所测得热扩散系数据波动较小，数据一致性较好。

Select

激光熔覆FeCoCrNiMnNb高熵合金涂层的组织及耐磨性

周文婷，朱春霞，李凡

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 105-110.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230086

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

试验研究了试样厚度、加热温度和喷碳层对铍材热扩散系数的影响。结果表明：试样厚度在 2~6 mm 范围之间所侧的热扩散系数趋于一致，厚度 2 mm 左右多次测试的标准偏差最小，测试结果更为精确，推荐该厚度为铍材热扩散系数测定的试样厚度。铍材热扩散系数随加热温度的升高而逐渐降低，当温度从 25 ℃升到 900 ℃时，热扩散系数降低了 77.9%。不同的喷碳层情况下，测试的热扩散系数有显著的差异，试样表面喷覆薄而均匀的石墨时所测得热扩散系数据波动较小，数据一致性较好。

Select

汽车燃料电池用Mg10Ni合金的催化改性与活化性能

许江，李继超，刘玉法

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 111-117.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230064

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用高能球磨法制备了 Mg10Ni-X 合金（X=MWCNTs、TiF3、MWCNTs-TiF3），研究了单独添加 MWCNTs/TiF3催化剂和复合添加 MWCNTs-TiF3催化剂对 Mg10Ni 合金颗粒形貌、物相组成和活化行为的影响。结果表明，在 Mg10Ni 合金中添加催化剂，高能球磨处理后 Mg10Ni-X 合金的颗粒尺寸会不同程度地减小，相较于 TiF3催化剂，MWCNTs 催化剂对颗粒的细化效果更好，且复合添加 MWCNTs-TiF3催化剂后颗粒的细化效果最好；复合添加 MWCNTs-TiF3 催化剂的 Mg10Ni-MWCNTs-TiF3 合金在高能球磨后， TiF3和 MWCNTs 各自的微观结构并没有发生改变，合金中 Mg2Ni 相含量和 Mg2Ni 相晶胞体积从大至小顺序为：Mg10Ni-MWCNTs-TiF3>Mg10Ni-MWCNTs>Mg10Ni-TiF3>Mg10Ni。添加 MWCNTs 和 TiF3 催化剂后合金的活化性能都会有不同程度改善，TiF3 催化剂对活化性能的改善效果优于 MWCNTs，且复合添加 MWCNTs-TiF3催化剂后合金的活化性能最好。

Select

铜铝层状复合材料原子尺度研究进展

张辉，王爱琴，潘爱琼，谢敬佩

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 118-128.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230175

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

Cu/Al 层状复合材料因其极高的性价协同效应而得到越来越广泛的应用。然而不同工艺方法制备的 Cu/Al 复合材料的界面结构、铜层和铝层微结构存在差异，力学性能高低不同。界面结合特性的不同导致在深加工过程中容易出现错层、分层、铜层表面撕裂等宏观质量问题，严重制约了其在高端领域的应用。本文介绍了铜铝层状复合材料原子尺度的研究现状，综述了利用分子动力学对铜铝层状复合材料界面层结构、扩散与凝固、异质界面特性与力学性能的关联性等的模拟研究进展，分析了不同势函数在铜铝层状复合材料分子动力学模拟中的优劣，提出了精准的模型、合理的力场、精确的参数是材料原子尺度模拟的三个基本准则，对金属层状复合材料原子尺度的研究提供了参考。

Select

烧结辐向整体稀土永磁环的研究进展

陈红升，董创辉，董生智

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 129-139.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240070

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

稀土永磁辐射取向整体磁环是一类重要的永磁材料，广泛应用于高端机电产品、精密测量仪器仪表以及尖端国防装备等领域。辐向整体永磁环制备技术的提升对促进我国先进装备的跨越式发展具有重要意义。本文从磁环材料、制备工艺和取向方式三个方面介绍了稀土整体永磁环的分类和特点。重点围绕烧结稀土辐向整体永磁环的辐向成形工艺和力学特征，阐述了当前的研究进展。这些进展为高性能烧结稀土辐向环技术的发展提供了新的思路。

Select

氧含量对粉末冶金制品的影响及其脱氧方法进展

周新文，左烨盖，张强

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 140-150.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240054

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

粉末冶金技术是一门制造金属粉末、合金粉末、非金属粉末、化合物粉末，或者上述粉末为原料经过成形、烧结制造材料或制品的技术。由于金属粉末在制备过程容易吸附氧而发生氧化，在烧结过程中不易充分脱氧，而且随着合金化元素的开发与利用，化学性质活泼的合金元素容易与氧元素结合，增加了脱氧的难度，使得粉末冶金材料容易出现氧含量超标的情况，严重影响粉末冶金材料的性能。本文探讨了氧含量对各金属及合金制备过程、力学性能等方面的影响，并介绍了部分金属在粉末冶金过程中的氧含量控制方法。着重介绍了铁基粉末冶金材料、钛及钛合金粉末冶金材料、铜合金、难熔金属钨钼粉末冶金材料的氧含量控制研究进展，对目前的研究现状进行总结并展望了其未来的发展趋势。

Select

钨渗铜材料燃气烧蚀特殊形貌分析

弓艳飞，陈少杰，孙晓霞，郭颖利，张保红，杜丽业

粉末冶金工业. 2024, 34(05): 151-156.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230068

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对钨渗铜材料在高温燃气烧蚀条件下的应用需求，以钨渗铜材料（牌号：W-7Cu)）为研究对象，对高温燃气烧蚀试验后的钨渗铜材料进行分析，重点对钨渗铜烧蚀后表面出现的类似枣核状物的形貌特征进行分析，通过 SEM、金相分析烧蚀后钨渗铜材料的微观组织变化，通过能谱分析烧蚀后铜的流失，通过 XRD 分析烧蚀后相结构变化。结果表明，不同部位均有不同程度的 Cu 的流失，外表面和内表面都有 C 元素存在，XRD 分析显示内外表面均含有大量 W6C2.54、WC 相，表明在高温下 W 与 C 发生反应形成了新相 W6C2.54、WC，从而加速烧蚀。分析烧蚀孔洞形成的原因认为是高温、高速粒子流冲击条件下，Cu 析出后形成钨骨架通孔，C 颗粒进入钨骨架内部，与骨架相互反应，生成低熔点的相，加速烧蚀进程。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2024年, 第34卷, 第05期　刊出日期：2025-03-24

扫码分享

扫码分享

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2024年, 第34卷, 第05期 刊出日期：2025-03-24

扫码分享

扫码分享

2024年, 第34卷, 第05期　刊出日期：2025-03-24