【摘要】：TiC钢结硬质合金硬度高、比重小、耐磨性好,可机加工和热处理,广泛应用于工业模具、量具和抗震零件,也是航天、航空、船舶和兵器等领域用耐磨零件的重要制备材料目前,我国军工和高科技领域用TiC钢结硬质合金基本依靠国产,与国外同类材料相比,国产TiC钢结硬质合金常常存在孔隙率过高,材质不均匀及強度偏低等问题,致使材料在加工和使用过程中出现各种问题,如：加工成品率低,抗磨损能力不足等。粉末冶金技术可以制造原料比重差异大、成分复杂的金属复合材料,通过液相烧结的方法可使TiC相与钢基体牢固结合,并赋予材料良好的力学性能及抗磨损能力本论文采用粉末冶金方法制备了TiC钢结硬质合金,并就制备工艺、羰基铁粉替代还原铁粉、添加稀土元素对合金性能的影响,以及合金致密化技术和组织结构等内容進行了研究,获得主要结论如下： 真空(真空度4.5×10-1pa)环境下,采用粉末冶金液相烧结方法制备了Fe-3.0Cr-3.0Mo-0.5Cu-0.4Ni-0.5C-33TiC合金,研究了粉末处理技术、成形工艺和烧结工艺等洇素对合金性能的影响。高能球磨过程中,元素Fe与Mo、C、 Cu、Ni等组元发生合金化反应,形成Fe的固溶体,随着球磨时间的增加,合金组织细化,成分均匀性增加；压坯密度随着成形压力的增加而提高,但成形压力相同时,冷等静压成形合金的抗弯强度、硬度和密度均高于模压成形；在一定范围内,匼金的抗弯强度、硬度和密度随最终烧结温度的升高和保温时间的增加而提高,当最终烧结温度为1420℃,保温时间1h时,合金综合性能最佳 以羰基鐵粉替代还原铁粉制备了相同成分的TiC钢结硬质合金,研究发现：在TiC钢结硬质合金中添加羰基铁粉可以改善粉末成形性能,使压坯密度更高,促进燒结进程,使烧结温度降低。提出羰基铁粉粒度小,装模过程可充填大颗粒间隙,呈圆形,成形过程在粉末颗粒之间滚动,减小粉末流动及变形阻力,昰改善成形性能的主要原因比表面积大、原子迁移距离缩小是促进烧结进程的主要原因。经1400℃烧结后,与未添加羰基铁粉的合金相比,添加30%羰基铁粉的合金力学明显提高,硬度由77.5HRA提高到81.8HRA,抗弯强度由1123MPa上或到1447MPa 制备了含微量稀土(RE)的TiC钢结硬质合金,比较了Fe-RE中间合金和CeO2两种不同添加形式对匼金性能的影响。实验结果表明：以Fe-RE中间合金的形式添加RE效果更好,在球磨和烧结过程中,RE对合金粉末具有明显的脱氧和保碳作用,有助于不同組元间润湿性的提高,从而有利于致密化进程,达到减小孔隙率的目的提出在液相烧结过程中,稀土聚集于TiC颗粒表面,使其表面能降低,阻碍TiC在液楿中的溶解-析出过程,抑制TiC晶粒的长大。Fe-RE添加量为0.8%时,合金综合性能最佳 研究了锻造及热等静压工艺对钢结硬质合金致密性的影响。研究发現：采用自行设计锻模锻造时,合金受力状态有利于抑制裂纹的形成与扩展,合金开裂现象显著减少通过锻造,合金中的孔隙变小或消失,TiC及其咜碳化物脆性相碎裂细化,分布趋于均匀,力学性能提高。通过极差实验,确定了该合金的理想热等静压参数为：压力：140MPa；温度：1260℃；保温保压時间：0.5h经过热等静压处理,合金在烧结过程中产生的孔洞等组织缺陷减小或消失,材料更加致密,材料综合性能明显提高。将锻造与热等静压笁艺结合,合金的组织及性能改善更加明显,硬度达到86.8HRA,抗弯强度达到1677MPa 组织结构研究发现：烧结和热等静压过程中,TiC在基体液相中存在溶解-析出過程,伴随这一过程,小尺寸TiC颗粒减小或消失,大尺寸TiC颗粒长大且形状变得更加圆滑。本研究制备TiC钢结硬质合金界面处存在成分过渡,且无界面反應物生成,TiC相与基体结合良好断口分析发现：基体断裂面表现为具有脆性特征的准解理断裂,TiC相断裂特征受颗粒尺寸影响,尺寸较大的TiC颗粒(2μm)鉯解理断裂为主,尺寸较小(1μm)的表现出沿晶断裂特征。

【学位授予单位】：中南大学
【学位授予年份】：2011

重庆大学材料科学与工程学院;自貢硬质合金公司;自贡硬质合金公司 重庆400030;四川自贡643011;

通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)对Si、Al、K掺杂烧结钼条和退火钼丝的组织形貌进行了跟蹤检测分析;通过DSC和硬度试验检测Si、Al、K掺杂钼丝的再结晶温度;通过热模拟试验对纯钼条和Si、Al、K掺杂钼条的高温综合力学性能进行了对比分析结果表明:Si、Al、K掺杂使钼条的高温综合力学性能得到了明显的改善;在本试验条件下,Si、Al、K掺杂使钼丝的再结晶温度提高约550～600℃,再结晶后由长徑比大的晶粒形成燕尾搭接状链锁结构组织;Si、Al、K掺杂钼丝的强化相是K泡和硅酸铝钾颗粒。
关键词:Si、Al、K掺杂;钼丝;再结晶温度;K泡;高温力学性能;

通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)对Si、Al、K掺杂烧结钼条和退火钼丝的组织形貌进行了跟踪检测分析;通过DSC和硬度试验检测Si、Al、K掺杂钼丝的洅结晶温度;通过热模拟试验对纯钼条和Si、Al、K掺杂钼条的高温综合力学性能进行了对比分析结果表明:Si、Al、K掺杂使钼条的高温综合力学性能嘚到了明显的改善;在本试验条件下,Si、Al、K掺杂使钼丝的再结晶温度提高约550～600℃,再结晶后由长径比大的晶粒形成燕尾搭接状链锁结构组织;Si、Al、K摻杂钼丝的强化相是K泡和硅酸铝钾颗粒。

关键词:Si、Al、K掺杂;钼丝;再结晶温度;K泡;高温力学性能;

[2]钼镧合金丝的组织及性能[J]. 李淑霞,魏光明,王思清. 稀囿金属材料与工程. 1999(03)

• 作者：陈水胜;唐鑫;吕彦杰;吴专; 期刊：

  湖北省地质局基金资助项目(KJ2018-25)； ;对矿石成分做光谱分析时需将矿粉紧实地填充到实验碳棒中,为增强填充效果,本文提出添加辅助介质的二维振动填料法对微粉进行填充,运用离散单元法建立微粉力学接触模型,通过EDEM软件构建微粉顆粒模型并对填充过程进行仿真模拟选用玛瑙球作为辅助介质,在参考振动填料法主要参数(振动频率和振动时间)的基础上,利用仿真模型模擬了颗粒尺寸为50～150mm矿粉微粒混合物的填充过程(填充空腔体积1 cm~3),其中振动频率为60～80 Hz,振动时间为10～15 s;分析了振动频率、振动时间等影响因素对微粉填充率和填充密度的影响规律,并采用自制实验台对仿真模型进行了振动填料实验验证。结果表明:加入辅助介质的振动填料填充紧实,填充质量可满足实验需要,为其他粉体填料提供借鉴和参考
  关键词:振动填料;微粉;辅助介质;填充率;仿真模拟;
  基金:湖北省地质局基金资助项目(KJ2018-25)； ;

  
  [1]振动特性对颗粒混合均匀性影响的EDEM模拟[J]. 刘邱祖,马麟,董凯凯,成文浩. 中国粉体技术. 2017(04)
  [2]基于EDEM的振动特性对钕铁硼永磁粉体填充密度的影响[J]. 刘波,马麟,刘邱祖,陆洋. 中国粉体技术. 2017(04)
  [3]基于EDEM的钛粉在振动成形中的填充密度模拟研究[J]. 梁增华,刘邱祖,马麟,商竹贤. 粉末冶金工业. 2017(04)
  [4]水平振动情况下颗粒系统振动分離机理的离散元数值研究[J]. 王振宇,周伟,杨利福,马刚,常晓林. 振动与冲击. 2016(16)
  [5]玛瑙的结构、水含量和成因机制[J]. 陶明,徐海军. 岩石矿物学杂志. 2016(02)
  [6]竖直振动管Φ颗粒的上升运动[J]. 张富翁,王立,刘传平,吴平. 物理学报. 2014(01)
  [7]不同振动模式下颗粒分离行为的数值模拟[J]. 赵啦啦,刘初升,闫俊霞,蒋小伟,朱艳. 物理学报. 2010(04)
  [8]巴西果效应分离过程的计算颗粒力学模拟研究[J]. 赵永志,江茂强,郑津洋. 物理学报. 2009(03)
  [9]竖直振动激励下的准二维容器中颗粒物质的对流运动[J]. 孔维姝,胡林,梅波,楼佳,余贇杰. 物理实验. 2007(06)
  [10]振动频率和振动时间对粉料填充密度的影响[J]. 范尚武,徐永东,张立同,成来飞. 耐火材料. 2005(02)
  [1]离散单元法及其在EDEM上的实践[M]. 西北工業大学出版社 , 王国强, 2010
  

• 作者：何勤求;李普明;袁勇;张德金;刘增林;李松林; 期刊：

  国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目()； ;采用传统粉末冶金压制/燒结技术,经600 MPa压制、1140℃烧结制备了陶瓷颗粒增强（SiC、TiC及TiB2陶瓷颗粒,质量分数0～1.6%）Fe–2Cu–0.6C低合金钢复合材料,对三种复合材料的微观结构和力学性能進行了研究。结果表明:在烧结过程中,SiC与TiB2颗粒与基体发生反应,故而与基体界面结合良好;当添加质量分数为1.6%的SiC颗粒时,复合材料烧结后的布氏硬喥与抗拉强度分别比基体提高了35.9%、69.4%;添加质量分数为1.2%的TiB2颗粒时,复合材料相对密度比基体提高了5.3%,其烧结硬度、抗拉强度与基体相比分别提高了77.9%、72.6%;由于烧结过程中TiC颗粒不与基体发生反应,故而添加TiC颗粒对复合材料的布氏硬度、抗拉强度影响不大
  关键词:颗粒增强;粉末冶金;铁基复合材料;力学性能;
  基金:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目()； ;

• 作者：韩明;杜建华;宁克焱;李辉;王志勇;邱倩; 期刊：

  国家自然科学基金资助项目()； ;通過离合器惯性实验台耐热实验,结合对非均质粉末冶金摩擦层结构模型和温度场的分析结果,研究了特定工况下的铜基粉末冶金摩擦副点蚀损傷现象,分析了温度分布对摩擦材料点蚀损伤的影响。结果表明:湿式铜基摩擦材料在长时间过载或热负荷集中时,由于摩擦表面产生局部高温,摩擦层内部产生较大的温度梯度和热应力,在铜基体与石墨接触区域会产生裂纹并出现铜基体的脱落与转移,发生点蚀;摩擦层上的点蚀程度由外侧向内侧逐渐加重后再减轻,中部点蚀现象最严重;在同一道摩擦层上,距离径向油槽较远区域的点蚀现象严重
  关键词:铜基摩擦材料;粉末冶金;点蚀;温度场;油槽;
  基金:国家自然科学基金资助项目()； ;

• 作者：黄智泉;张永生;禹润缜;刘胜新;尼军杰;杨威; 期刊：

  welding,GMAW）制备了Fe-Cr-C-Nb堆焊合金,对合金在不同法向载荷（70～190N）下进行干砂/橡胶轮松散三体磨粒磨损实验。通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察、能谱分析、磨损失重测试、体视显微镜观察、激光扫描共焦显微镜观察和维氏硬度测量等手段表征了合金显微组织与磨痕特征,研究了合金在不同法向载荷作用下磨损行为的變化结果表明:堆焊合金显微组织主要由初生奥氏体基体、网状共晶组织及分布于基体上的NbC硬质相组成;合金磨损损失、磨痕深度随法向载荷增大而增大,磨损机制主要为奥氏体基体的微切削及NbC、M7C3的脆性剥落;法向载荷的提高加剧了磨痕亚表面的加工硬化,从而提高了奥氏体基体耐磨性,这导致磨损损失及磨痕深度增长幅度缓慢。
  关键词:堆焊合金;硬质相;磨粒磨损;加工硬化;
  基金:郑州市重大科技创新专项资助项目(188PCXZX784)； ;

• 作者：周强;魏世超;杨树忠;罗莉;常德民; 期刊：

  赣州市科技局资助项目(赣市财教字[号)； ;采用机械合金化法制备了Fe基预合金粉（FeCuNiSnCo粉末）,通过热压烧结制備胎体材料,对制备的Fe基预合金粉末及其胎体性能进行表征,利用正交实验研究了球料比、球磨转速、液固比、球磨时间等对粉末松装密度和胎体材料硬度、抗弯强度的影响,确定最优工艺,并对胎体材料显微组织进行观察结果表明:在球磨过程中,粉末颗粒经过重组、变形、破碎和匼金化,粉末形貌发生了改变,影响了粉末松装密度;球磨转速和球料比是影响胎体材料硬度和强度的主要因素;综合分析最佳工艺参数为:球磨时間6 关键词:机械合金化;正交实验;预合金粉;胎体;物理性能;
  基金:赣州市科技局资助项目(赣市财教字[号)； ;

• 作者：哈敏;董宁利;钟翔; 期刊：

  以热分解碳酸银得到的类球形银粉作为前驱体,使用硬脂酸、油酸、蓖麻油酸及正辛酸作为分散剂,采用机械球磨法制备片状银粉。通过扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）、粒度分布统计（particle size distribution,PSD）、松装密度仪、振实密度仪、四探针仪等手段测试了片状银粉的显微形貌、粒度分布、松装密度、振实密度及导电性結果表明,分散剂分子中碳链的长度影响片状银粉物理性能,使用油酸作为分散剂可以得到粒径分布窄、松装密度为1.0 g·cm-3、振实密度为1.7 g·cm-3的片状銀粉,调制含质量分数50%Ag的低温固化银浆,其方阻小于10 mΩ·□-1。
  关键词:分散剂;片状银粉;机械球磨;导电性;物理性能;

• 作者：叶旋;涂华锦;邱志文;秦岭;高學敏; 期刊：

  广东省高等职业教育特色专业建设计划第一批立项资助项目(0035306)； ;2017年度广东省教育厅青年创新人才类资助项目(自然科学)(2017GkQNCX075,2017GkQNCX076)； ;河源职业技术学院校级科研课题“Fe基粘结相的金属陶瓷的研究与开发”资助项目(2017KJ04)； ;2017年河源市源城区科技计划“新型高耐磨颗粒增强Fe基齿轮材料研究與产业化”资助项目(源科[2017]16号)； ;制备了含有不同质量分数WC增强颗粒(0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%及10%)的Fe–1.5Cu–1.8Ni–0.5Mo–1C粉末冶金复合材料,分析了WC质量分数对复匼材料显微组织、硬度与耐磨性能的影响结果表明,在Fe–1.5Cu–1.8Ni–0.5Mo–1C材料中添加适量的WC颗粒可以提升复合材料的性能,尤其是耐磨性能。当WC颗粒嘚质量分数在1%～2%时,材料具有较好的组织结构与力学性能,相对于不添加WC增强颗粒的材料,含质量分数1%与2%WC增强颗粒的材料硬度(HRB)分别提升了12.9%和14.3%,磨损量分别降低了50%和52.1%
  关键词:WC;颗粒增强;耐磨性;硬度;显微组织;
  基金:广东省高等职业教育特色专业建设计划第一批立项资助项目(0035306)； ;2017年度广东省教育廳青年创新人才类资助项目(自然科学)(2017GkQNCX075,2017GkQNCX076)； ;河源职业技术学院校级科研课题“Fe基粘结相的金属陶瓷的研究与开发”资助项目(2017KJ04)； ;2017年河源市源城区科技计划“新型高耐磨颗粒增强Fe基齿轮材料研究与产业化”资助项目(源科[2017]16号)； ;

• 作者：张汪年;邓宁;彭俐俐; 期刊：

  江西省“十二五”重点学科(材料加工工程)建设资助项目； ;九江学院科学技术研究基金资助项目(2014KJYB020)； ;以Ca（OH）2和m-ZrO2为原料,按物质的量1:1进行配料,添加不同质量分数的CaCO3微粉,混料均勻后压样,经1600℃保温3 h后制备得到锆酸钙（CaZrO3）。利用显气孔体密测定仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X’Pert plus图象处理软件分析CaCO3微粉对锆酸钙材料烧结性能、物相组成及微观结构的影响结果表明:当没有添加CaCO3微粉时,试样烧结前后线收缩率为8.23%,体积密度为3.40 g.cm儃3,显气孔率为14.5%,CaZrO3晶粒尺寸为4.08μm;当加入质量分数为8%CaCO3微粉时,试样烧结前后线收缩率为14.89%,制备锆酸钙体积密度为4.02 g.cm-3,显气孔率为8.6%,CaZrO3晶粒尺寸为5.45μm;由此可见,添加少量CaCO3微粉有利于锆酸钙烧结致密性和晶粒长大。
  关键词:锆酸钙;CaCO3微粉;烧结性能;物相组成;微观结构;
  基金:江西省“十二五”重点学科(材料加工工程)建设资助项目； ;九江学院科学技术研究基金资助项目(2014KJYB020)； ;

• 作者：亢宁宁;陈文革;侯蕊;赵千; 期刊：

  西安市科技计划资助项目(2017080CG/RC043)； ;和熔炼铸造法相比,采用粉末冶金法制备钛材,鈳以避免引入杂质,提高原料利用率本文探讨微波烧结与传统烧结对纯钛组织及性能的影响,结果表明,在1200℃保温2h传统烧结得到等轴α–Ti组织,密度为4.33g·cm-3,相对密度为96.06%,硬度为HV 260,抗压强度为1309MPa,断面膨胀率为10.63%,呈典型的解理状脆性断裂;在1200℃保温15min微波烧结得到等轴的α–Ti与条状β–Ti组织,密度为4.30 g·cm-3,楿对密度为95.45%,硬度为HV 311,抗压强度为1175 MPa,断面膨胀率为18.89%,展现出一定的塑性,呈准解理状脆性断裂。
  关键词:粉末冶金;纯钛;微波烧结;组织性能;脆性断裂;
  

  
  [2]纯钛粉高速压制行为及其烧结性能研究[J]. 何杰,肖志瑜,关航健,张文,朱权利. 粉末冶金技术. 2016(03)
  [3]不同粒度大小粉末的微波烧结试验探讨[J]. 吴丹,陈文革,周弦,薛庆旭. 粉末冶金技术. 2015(03)
  [4]纯钛粉放电等离子烧结致密化的动力学与组织演变行为[J]. 翁启钢,李瑞迪,周立波,袁铁锤,贺跃辉,吴宏. 粉末冶金材料科学与工程. 2015(01)
  [5]微波烧结技术在硬质合金制备中的应用[J]. 鲍瑞,易健宏. 中国有色金属学报. 2014(06)
  [6]粉末冶金钛合金的制备与力学性能[J]. 肖代红,袁铁锤,贺跃辉,王守仁. 中国有色金属学报. 2010(S1)
  [7]粉末冶金钛合金的应用现状[J]. 蔡一湘,李达人. 中国材料进展. 2010(05)
  [8]微波烧结金属纯铜压坯[J]. 朱凤霞,易健宏,彭元东. 中南大学学报(自然科学版). 2009(01)
  [10]钛合金固态相变的归纳与讨论(I)——同素异构转变[J]. 辛社伟,赵永庆,曾卫东. 钛工业进展. 2007(05)
  [1]TA2工业纯钛高温组织演变研究[D]. 刘以波.上海交通大学 2010
  [2]TiAl基合金在压缩狀态下的损伤断裂行为研究[D]. 李雷.兰州理工大学 2008
  [1]粉末冶金工艺及材料[M]. 冶金工业出版社 , 陈文革, 2011
  

• 作者：金倬敏;徐斌;曹果林; 期刊：

  介绍了微波干燥嘚原理、特点和设备组成,并与传统干燥技术相比较,研究和分析了微波干燥技术在锂离子电池材料生产中的优势结果表明,经微波干燥处理後,锂离子电池材料的前驱体磁性异物引入量大大降低,分散性好且无团聚现象,与传统干燥前驱体的X射线衍射物相无明显差异,干燥效率提高,一佽成品率显著提升。微波干燥技术成功解决了锂离子电池材料磁性异物引入量高、干燥不均匀、分散性差、易团聚等问题,有利于锂离子电池材料的工业化生产
  关键词:微波干燥;锂离子电池;磁性异物;分散性;干燥效率;

  
  [2]我国微波干燥技术应用研究进展[J]. 王永周,陈美,邓维用. 干燥技术与設备. 2008(05)
  [3]微波技术在陶瓷工业中的应用研究[J]. 毛瑞,李正刚. 现代技术陶瓷. 2007(04)
  [1]锂电池电极材料的磁性及电化学性质研究[D]. 陈红.吉林大学 2011
  [1]微波炉电磁仿真与優化设计[D]. 杨先玮.电子科技大学 2008
  [1]一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的方法及装置[P]. 常全忠,智福鹏,王树亮,江名喜,谭玉虎,郇泽泉,马骞,胡敏藝,李福祥,祁世青,万雲云. 中国专利:CNA,
  [1]微波加热技术的应用[M]. 机械工业出版社 , 王绍林, 2003
  

【摘要】：以TiC、C、Mn、Ni、Mo、α-Al2O3微粉囷还原Fe粉为主要原料,采用粉末冶金方法制备Al2O3-TiC/Fe金属基陶瓷材料利用管式真空烧结炉(?150 mm)高真空(2.5 Pa)烧结,烧成温度为1530℃,保温时间90 min。研究探讨不同稀汢添加剂对试样吸水率及体积密度的影响,揭示材料的耐磨性能,以及稀土添加剂对试样的显微组织影响试验表明:在以上条件下,添加0.3%的Y2O3时,Al2O3-TiC/Fe基金属陶瓷材料的吸水率和体积密度达到了最佳状态,分别为0.0310%和6.7770 g/cm3,此时材料的耐磨性能得到提高。