难熔金属粉末冶金制备新技术

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粉末冶金新工艺1

粉末冶金新工艺1

粉末冶金新工艺引言在传统的冶金工艺中,通常使用铸造、锻造、热处理等方法来加工金属材料,这些方法虽然经过长时间的发展已经非常成熟,但仍然存在一些局限性。

粉末冶金作为一种新兴的金属加工方法,在近年来得到了广泛研究和应用。

粉末冶金利用金属粉末作为原料,通过压制、烧结等步骤形成所需的零件或材料,具有独特的优势。

本文将介绍一种新的粉末冶金工艺——粉末冶金新工艺1,以及其在金属材料加工中的应用。

粉末冶金新工艺1的原理和步骤粉末冶金新工艺1是一种基于烧结的加工方法,其具体步骤如下:1.原料准备:选取合适的金属粉末作为原料,根据所需产品的要求选择不同种类和粒度的粉末,并进行预处理,如调整湿度和筛分等。

2.混合与成型:将不同种类的金属粉末按照一定的比例混合,并通过压制成型的方式得到所需形状的绿体。

3.烧结:将成型后的绿体在高温条件下进行烧结,使粉末颗粒间相互结合,形成致密的金属材料。

在烧结过程中,可根据需要添加适量的添加剂来改善材料的性能。

4.后续处理:烧结后的材料可以进行一些后续处理步骤,如热处理、表面处理等,以进一步改善材料的性能和外观。

粉末冶金新工艺1的优势和应用粉末冶金新工艺1相比传统的金属加工方法,具有以下优势:•原料利用率高:粉末冶金可以有效利用金属粉末,几乎没有材料浪费。

•复杂形状制造:通过粉末冶金新工艺1,可以制造出复杂形状的零件和材料,提供更大的设计自由度。

•材料性能可调控:可以通过调整不同金属粉末的比例和添加剂的种类和含量,来调控材料的物理、化学和机械性能。

•节能环保:相比传统的金属加工方法,粉末冶金新工艺1在能源消耗和环境污染方面都更加节约和环保。

粉末冶金新工艺1在金属材料加工中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1.制造耐磨材料:通过粉末冶金新工艺1,可以制造出各种耐磨材料,如高硬度的刀具、磨料和磨损件等。

2.制造高强度材料:通过控制金属粉末的成分和烧结工艺,可以制造出高强度的材料,常用于航空航天、汽车和机械工程等领域。

2020年(冶金行业)粉末冶金新技术新工艺

2020年(冶金行业)粉末冶金新技术新工艺

(冶金行业)粉末冶金新技术新工艺11粉末冶金新技术新工艺11.1概述粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末和非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。

粉末冶金工艺的第壹步是制取原料粉末,第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。

典型的粉末冶金产品生产工艺路线如图11-1所示。

粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化,已成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

粉末冶金技术有如下特点:(1)能够直接制备出具有最终形状和尺寸的零件,是壹种无切削、少切削的新工艺,从而能够有效地降低零部件生产的资源和能源消耗;(2)能够容易地实现多种类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是壹种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术;(3)能够生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品,如多孔含油轴承、过滤材料、生物材料、分离膜材料、难熔金属和合金、高性能陶瓷材料等;(4)能够最大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织,在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li 合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用;(5)能够制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等壹系列高性能非平衡材料,这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能;(6)能够充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料,是壹种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。

近些年来,粉末冶金有了突破性进展,壹系列新技术、新工艺大量涌现,例如:快速冷凝雾化制粉技术、机械合金化制粉技术、超微粉或纳米粉制备技术、溶胶-凝胶技术、粉末注射成形、温压成形、粉末增塑挤压、热等静压、烧结/热等静压、场活化烧结、微波烧结、粉末轧制、流延成形、爆炸成形、粉末热锻、超塑性等温锻造、反应烧结、超固相线烧结、瞬时液相烧结、自蔓延高温合成、喷射沉积、计算机辅助激光快速成形技术等。

难熔金属粉末冶金制备新技术

难熔金属粉末冶金制备新技术

难熔金属的粉末冶金制备新技术何勇学号:153312086粉末冶金研究院摘要:本文简要介绍了几种难熔金属的制备新技术,包括三种现代粉末冶金烧结技术(微波烧结、放电等离子烧结、选择性激光烧结)与两种近静成型技术(3D打印、金属粉末注射成形)。

介绍其制备方法的基本原理、技术优势以及应用现状,并在最后简单阐述材料制备技术的发展趋势。

先进烧结技术具有烧结温度低、烧结速度快、晶粒组织细化、结构均匀可控等优点,同时节约能源,生产效率高,是未来难熔金属制品致密化过程的优良选择;近静成型技术摒弃了传统材料制品制备和加工分开进行的传统工艺,大大缩短了生产周期,已成为当今难熔金属材料研究的热点,在高新尖端领域拥有十分可观的前景。

关键词:难熔金属;制备工艺技术;粉末冶金Abstract: This paper briefly introduces several new techniques of preparation of refractory metal, including three modern sintering technologies such as microwave sintering and two kinds of near net shape techniques. The basic principles,advantages and research status of these methods are claimed in the main paragraph. At the last part, some development trend of refractory metal materials are listed briefly.Not only do they possess unique advantages on rapid heating rate, short sintering time, inhibiting grain growth and controlling microstructure, but also show enormous industrial application value and prospect in terms of short production cycle and high efficiency energy saving, so the new sintering techniques have become a present research focus in material field.Near net shape technology has a very considerable prospects in the high-tech frontier because it greatly shortens the production cycle.Key words: refractory metal; preparation technique; powder metallurgy1 前言难熔金属[1]一般是指熔点在2000℃以上的过渡金属元素,广义上包括钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铌(Nb)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锆(Zr)等十几种元素。

2020年(冶金行业)粉末冶金新技术新工艺

2020年(冶金行业)粉末冶金新技术新工艺

(冶金行业)粉末冶金新技术新工艺11粉末冶金新技术新工艺11.1概述粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末和非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。

粉末冶金工艺的第壹步是制取原料粉末,第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。

典型的粉末冶金产品生产工艺路线如图11-1所示。

粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化,已成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

粉末冶金技术有如下特点:(1)能够直接制备出具有最终形状和尺寸的零件,是壹种无切削、少切削的新工艺,从而能够有效地降低零部件生产的资源和能源消耗;(2)能够容易地实现多种类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是壹种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术;(3)能够生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品,如多孔含油轴承、过滤材料、生物材料、分离膜材料、难熔金属和合金、高性能陶瓷材料等;(4)能够最大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织,在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li 合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用;(5)能够制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等壹系列高性能非平衡材料,这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能;(6)能够充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料,是壹种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。

近些年来,粉末冶金有了突破性进展,壹系列新技术、新工艺大量涌现,例如:快速冷凝雾化制粉技术、机械合金化制粉技术、超微粉或纳米粉制备技术、溶胶-凝胶技术、粉末注射成形、温压成形、粉末增塑挤压、热等静压、烧结/热等静压、场活化烧结、微波烧结、粉末轧制、流延成形、爆炸成形、粉末热锻、超塑性等温锻造、反应烧结、超固相线烧结、瞬时液相烧结、自蔓延高温合成、喷射沉积、计算机辅助激光快速成形技术等。

一种新型难熔金属异型件的制备技术及其应用

一种新型难熔金属异型件的制备技术及其应用

Va uu h tp e sng a d hih— r s u e o s sai e sn r e o i r v e i c to c m o r s i n g p e s r h tio t tc pr s ig wee us d t mp o e d nsf a in. Th rs ls s o i e e u t h w ta he r ltv e iy o r u se hr a l rfbrc td by p a m a s a o m ig i 5. h tt ea ie d nst fpu e t ng tn t o t i a ia e l s pr y fr n s 8 6% . t tb a uu ne ha y v c m h tp e sn s ic e s d t . o r s ig i n r a e o 91 7% . a d t a y hih— r s u e o s sai r s i s t n h tb g p e s r h tio ttc p e sng i o 96. 7% , whih n c ts c idiae ta i h p e s r o s sai r s ig c n rie d n i h th g — r s u e h tio ttc p e sn a as e st Hih e e g p a omi g tc n lg a lof b iae h a — y. g n r ys ry fr n e h oo y c n a s a rc t e t
压 可 大 大 提 高 喷 涂 成 形 件 的致 密 度 。 高 能 喷 涂 成 形 技 术 可 制 备 出形 状 复 杂 的 耐 高 温 材 质 构 件 , 钨 / 复 合 如 钼
喷 管 、 坩 埚 、钨 发 热体 、 甲 弹药 形 罩 等 异 形 构 件 和 二 硅 化 钼 回转 体 等 。 钨 破

金属粉末冶金材料的制备与表征

金属粉末冶金材料的制备与表征

金属粉末冶金材料的制备与表征金属粉末冶金材料是一种重要的材料制备方法,它通过将金属粉末进行压制和烧结等工艺,制备出具有特定形状和性能的金属制品。

这种制备方法具有很多优点,如原料利用率高、制品形状复杂、性能可调控等,因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。

首先,金属粉末的制备是金属粉末冶金材料制备的关键环节。

金属粉末的制备方法有很多种,常见的有机械研磨法、化学还原法和气相沉积法等。

其中,机械研磨法是一种简单有效的方法,通过将金属块进行研磨,得到所需粒径的金属粉末。

化学还原法则是通过将金属盐溶液与还原剂反应,得到金属粉末。

气相沉积法是将金属蒸汽在惰性气氛中凝结成粉末。

这些方法各有优劣,需要根据具体需求选择合适的方法。

其次,金属粉末冶金材料的制备过程中,烧结是一个重要的工艺环节。

烧结是将金属粉末在一定温度下进行加热,使其颗粒间发生结合,形成致密的金属制品。

烧结温度、压力和时间等参数对制品的性能有着重要影响。

较高的烧结温度可以使金属颗粒更好地结合,提高制品的密度和强度。

而适当的压力和时间可以保证金属颗粒间的结合紧密,减少孔隙率,提高制品的致密性。

此外,金属粉末冶金材料的表征是评价其性能的重要手段。

常见的表征方法包括显微组织观察、物理性能测试和化学成分分析等。

显微组织观察可以通过金相显微镜观察金属粉末冶金材料的微观结构,了解其晶粒大小、晶界分布等信息。

物理性能测试可以通过硬度测试、拉伸测试等方法,评价材料的力学性能。

化学成分分析可以通过光谱仪等设备,分析材料的元素组成和含量。

这些表征方法可以全面了解金属粉末冶金材料的性能,为后续应用提供参考。

值得一提的是,金属粉末冶金材料的制备与表征还面临一些挑战。

首先,金属粉末冶金材料的制备过程中,金属粉末的粒径分布是一个难题。

制备过程中,金属粉末的粒径分布会受到多种因素的影响,如原料性质、研磨工艺等。

粒径分布不均匀会影响制品的性能,因此需要通过调整制备工艺,控制粒径分布。

粉末冶金新技术

粉末冶金新技术

粉末冶金新技术摘要粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。

粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方,因此,一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。

既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料,又可制造各种精密的机械零件,省工省料。

随着科学技术的不断发展,粉末的制备,成型,烧结等方面都有了许许多多的新技术。

关键词:粉末冶金粉末制备新技术成型新技术烧结新技术一、粉末制备新技术1.雾化法制备金属粉末----低氧含量铁粉生产在无氧气氛中进行, 并包含一些石蜡,这些分解为碳与氢。

碳与铁反应, 形成很薄的富碳表面层。

碳含量使颗粒的延性降低, 但提高了表面的烧结活性。

在粉末压块中, 碳易于扩散到颗粒中心及相邻的颗粒中, 因而可用于生产不需添加石墨的粉末冶金钢。

瑞典IPS钢粉公司每年低氧含量雾化铁粉, 其氧含量低于(0.015%)。

对于粉末冶金应用来说,这种无氧粉末允许使用便宜的合金元素(铬和锰等)代替镍和铜。

镍作为战略性资源,不但价格昂贵,并且还是一种致癌物, 应尽量避免使用。

这种粉末也很适合于用温压与热等静压工艺来生产高强度部件。

2.烧结硬化粉为提高烧结钢的力学性能,通常在烧结后还须进行热处理。

为降低生产成本,开发了许多烧结后已硬化、不须再进行热处理的材料。

美国Hoeganaes公司推出了一种烧结硬化铁基粉末Ancoresteel737SH,其淬透性与压缩性均比现有的烧结硬化材料高。

利用烧结硬化粉可生产不需要再淬火或很少再淬火和回火的粉末冶金零件;除降低成本外,烧结硬化可提供更好的公差控制(淬火和回火常引起一定程度的变形)。

这种粉末可用于汽车工业,特别适用于发动机部件,传动部件及近终形齿轮等。

2.软磁金属复合粉制备目前软磁复合材料已得到广泛应用。

它们是在纯铁粉颗粒上包覆一层氧化物或热固化树脂进行绝缘而制成的。

在低频应用中,采用粗颗粒铁粉与热固化树脂混合,获得高磁导率与低铁损的材料。

金属材料的新型制备技术

金属材料的新型制备技术

金属材料的新型制备技术随着科技的不断进步,金属材料的制备技术也在不断发展和更新。

在新的制备技术出现之前,传统的冶金方法已经成为了金属材料制备的主要方案,但这种方法存在一些局限性,如制备周期长、污染环境、能源耗费大等,因此研究新型制备技术成为了各行各业的热门话题。

本文将从多个角度介绍几种新型金属材料制备技术。

1.粉末冶金技术粉末冶金技术是一种通过高温或压力下将金属粉末粘结成整体材料的制备技术,优点在于能够制备出形状复杂、性能优良的材料。

在粉末冶金过程中,由于金属粉末表面的氧化等问题导致材料质量不稳定的问题一直存在。

目前,研究人员通过表面处理、添加合适的添加剂等手段解决了这些问题。

另外,随着3D打印技术的不断发展,将3D打印与粉末冶金技术结合,可以制备出各种复杂形状的构件。

2.熔覆技术熔覆技术是一种将金属材料涂覆在基底上的技术,常用于修复金属表面的损伤,例如汽车外壳、建筑物表面等。

近年来,研究人员发现熔覆技术还可以用于制备新型材料。

例如,在不同合金的熔覆过程中,形成了具有优异性能的材料,例如高强度、高耐磨的合金材料等。

该技术的优点在于节省了大量的能源和材料,可以制备出具有高性能的新型材料。

3.离子注入技术离子注入技术是将高速离子注入到金属材料表层的技术,以改善材料的性能,例如提高材料的硬度、耐腐蚀性等。

该技术主要是通过离子与材料的碰撞,激发了一系列物理化学反应,从而改善了材料的性能。

尤其是在纳米制造领域,离子注入技术更是利用了其超细尺寸、高精度等优势,制备出一些高性能材料。

4.热等静压技术热等静压技术是一种将高温和高压进行结合的材料制备技术。

在这种技术中,通过容器内的均压和温度控制,制备出高品质的金属材料。

目前,这种技术被广泛应用于航空航天、核能、汽车制造等领域,并被认为是一种高效、绿色、节能的材料制备技术。

结语:随着科技的不断进步,我们已经能够利用多种新型金属材料制备技术制备出性能更高、更环保、更节能的材料。

粉末冶金新工艺

粉末冶金新工艺

粉末冶金新工艺引言粉末冶金作为一种重要的金属材料加工方法,在工程领域有广泛的应用。

它通过将金属或非金属粉末制备成型、烧结等工艺,实现了特殊材料的制备和性能的调控。

随着科技的进步,粉末冶金领域也在不断发展和创新。

本文将介绍一种新型的粉末冶金工艺,以及其在材料领域的应用和前景。

新工艺概述传统的粉末冶金工艺通常包括粉末制备、成型和烧结等步骤。

而新工艺则引入了更多的创新技术和工艺,使得材料的制备过程更加高效、环保和灵活。

其中,主要包括以下几个方面的进展:1. 基于3D打印技术的粉末冶金在传统的粉末冶金工艺中,成型常常是通过模具进行的,限制了材料的形状和结构。

而基于3D 打印技术的粉末冶金则克服了这一限制,可以直接将粉末打印成复杂的形状和结构。

这不仅提高了材料的设计自由度,还大大简化了制备过程,节约了时间和成本。

2. 纳米粉末的应用纳米粉末在粉末冶金工艺中具有很高的活性和表面能,可以实现更高的致密性和强度。

新工艺通过优化粉末制备和成型工艺,使得纳米粉末的应用得到了极大的推广。

这使得制备出的材料具有更好的性能和潜力,适用于更多的领域。

3. 新型烧结工艺传统的烧结过程通常需要高温和长时间,容易导致材料的显微组织变形和质量损失。

而新工艺通过引入更加先进的烧结工艺,如快速烧结、微波烧结和电子束烧结等,达到了更高的烧结效果和质量控制,提高了材料的性能和稳定性。

应用和前景粉末冶金的新工艺在材料领域有着广泛的应用和前景。

以下是几个典型的应用场景:1. 3D打印制造业基于3D打印技术的粉末冶金对于制造业来说是一种革命性的工艺。

它可以快速制造复杂的产品,并且可以根据不同的需求进行定制化设计。

这不仅可以缩短产品的研发周期,还可以提高产品的性能和质量。

因此,在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域都有着广泛的应用和前景。

2. 高性能功能材料制备粉末冶金新工艺可以制备出各种高性能功能材料,如高温合金、超硬材料、导热材料等。

这些材料在航空航天、能源、电子等领域有着重要的应用。

粉末冶金新工艺2

粉末冶金新工艺2

粉末冶金新工艺2简介粉末冶金是一种通过粉末的成型和烧结来制备材料的高效工艺。

随着技术的发展,粉末冶金的新工艺不断涌现,为材料制备和工业应用带来了新的机遇和挑战。

本文将介绍粉末冶金新工艺的背景、原理、应用和未来发展方向。

传统的粉末冶金工艺主要包括粉末的混合、成型和烧结。

虽然这些工艺已经能够满足一些材料制备的需求,但仍然存在一些限制。

例如,成型过程中易产生结构不均匀和缺陷,烧结过程中难以实现高密度和纯度的材料。

为了克服这些限制,研究人员不断尝试创新,提出了一系列粉末冶金新工艺。

粉末冶金新工艺主要通过改进粉末的制备、成型和烧结过程来提高材料的性能。

其中一种主要的新工艺是原子层沉积(ALD)工艺。

ALD工艺通过在材料表面逐层沉积原子或分子,可以实现对材料性能的精确调控。

另一种新工艺是电磁场辅助烧结。

通过应用电磁场,可以增加粉末烧结过程中的热传导和质量传输,从而实现高密度和高纯度的材料制备。

粉末冶金新工艺在各个领域都有广泛的应用。

例如,在航空航天领域,粉末冶金新工艺可以制备轻质高强度的合金材料,用于飞行器的结构件和发动机部件。

在电子领域,粉末冶金新工艺可以制备高导电性和高热传导性的材料,用于电子器件和散热器。

在生物医学领域,粉末冶金新工艺可以制备生物相容性和生物活性材料,用于人工骨骼和人工关节等医疗器械。

未来发展方向粉末冶金新工艺仍然具有较大的发展潜力。

未来的研究重点将集中在以下几个方面:1.新材料的开发:研究人员将继续寻找新的粉末冶金材料,并通过优化工艺参数和控制烧结过程来改善材料的性能和稳定性。

2.工艺的优化:研究人员将不断探索新的粉末冶金工艺,并通过改进成型和烧结设备来提高工艺效率和材料质量。

3.多功能材料的制备:研究人员将努力开发具有多功能性的粉末冶金材料,以满足不同领域的需求。

4.可持续发展:研究人员将致力于减少粉末冶金过程中的能耗和环境污染,推动粉末冶金工艺的可持续发展。

总之,粉末冶金新工艺将为材料制备和工业应用带来新的机遇和挑战。

现代粉末冶金材料和技术发展现状

现代粉末冶金材料和技术发展现状

现代粉末冶金材料和技术发展现状一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展,粉末冶金作为一种重要的材料制备技术,在现代工业中发挥着越来越重要的作用。

粉末冶金是一种通过制备金属粉末,然后经过成型、烧结等工艺步骤,制造出具有特定形状、组织和性能的材料的方法。

其优点在于能够制备出传统铸造方法难以生产的材料,如难熔金属、高性能复合材料等,且能够精确控制材料的成分和结构,从而得到优异的力学性能、物理性能和化学性能。

本文旨在全面概述现代粉末冶金材料和技术的发展现状。

我们将首先介绍粉末冶金的基本原理和主要工艺步骤,然后分析粉末冶金材料的种类、性能特点以及应用领域。

在此基础上,我们将重点讨论现代粉末冶金技术的最新进展,包括新型粉末制备技术、成型技术、烧结技术以及粉末冶金材料的强化和改性技术等。

我们将对粉末冶金技术的发展趋势和挑战进行展望,以期为未来粉末冶金领域的研究和应用提供参考。

二、现代粉末冶金材料的分类与特点粉末冶金作为一种先进的材料制备技术,在现代材料科学中占有举足轻重的地位。

粉末冶金材料以其独特的制备工艺和优异的性能,广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等诸多领域。

现代粉末冶金材料大致可分为以下几类,并各具特点。

金属粉末冶金材料:主要包括铁基、铜基、铝基等合金粉末。

这些材料通过粉末冶金工艺可以获得高致密度、高强度和高耐磨性的制品。

例如,铁基粉末冶金材料具有高的机械性能和良好的耐磨性,广泛应用于齿轮、轴承等机械零件。

陶瓷粉末冶金材料:包括氧化铝、氮化硅等陶瓷粉末。

这些材料具有高硬度、高耐磨、高温稳定等特点,常用于制造切割工具、耐磨零件和高温结构材料。

复合材料:通过粉末冶金技术,可以将金属粉末与陶瓷粉末、塑料粉末等不同性质的材料进行复合,获得具有优异综合性能的新型复合材料。

例如,金属基复合材料结合了金属的高塑性和陶瓷的高硬度,具有出色的机械性能和耐磨性。

纳米粉末冶金材料:纳米粉末冶金技术可以制备出纳米级粉末,进而制备出纳米结构材料。

金属粉末冶金制备技术的研究与改进

金属粉末冶金制备技术的研究与改进

金属粉末冶金制备技术的研究与改进引言:金属粉末冶金制备技术作为一种重要的制造工艺,在几十年来取得了巨大的发展和应用。

通过金属粉末的加工和冶炼,可以制备出高精度、高强度的金属制品。

然而,随着工业的进步和需求的变化,传统的金属粉末冶金制备技术也面临着一些挑战和限制。

因此,对金属粉末冶金制备技术进行研究和改进,具有重要的意义。

一、金属粉末的制备方法1. 机械法:机械法是一种常用的金属粉末制备方法。

通过机械力的作用,将金属块或硬质合金材料破碎成粉末。

机械法制备的金属粉末具有较高的纯度和均匀性,适用于制备各类金属制品。

然而,机械法制备的金属粉末的粒径分布范围较广,需要进一步的处理才能得到理想的产品。

2. 气体法:气体法是一种较高效的金属粉末制备方法。

通过将金属在高温下蒸发,并使蒸汽迅速冷凝成粉末。

气体法制备的金属粉末粒径较小,分布均匀。

然而,由于制备过程需要高温和高压环境,设备成本较高,且对材料的选择较为严格。

3. 化学法:化学法是一种特殊的金属粉末制备方法。

通过金属盐的还原反应,将金属通过溶液沉淀成粉末。

化学法制备的金属粉末粒径细腻,分布均匀,而且可以制备出一些传统方法难以获得的合金粉末。

然而,化学法制备的金属粉末耗时较长,且对设备和操作要求较高。

二、金属粉末冶金制备技术的改进1. 粉末表面处理技术:金属粉末的表面处理技术可以改善其颗粒形状和表面特性,从而提高制品的质量和性能。

例如,通过氧化处理可以增加金属粉末的表面活性,促进粉末与其他材料的结合,提高产品的耐腐蚀性。

此外,还可以利用镀层技术对金属粉末进行改性,以增强其抗氧化性能和机械强度。

2. 烧结技术的改进:烧结是金属粉末制备过程中最重要的步骤之一。

通过加热金属粉末,使其熔化并形成致密的结构。

目前,烧结技术的改进主要集中在提高烧结温度和烧结时间的控制精度,以及改进烧结过程的气氛控制和外加压力技术。

这些改进可以提高烧结产物的致密性和强度,从而提高金属制品的性能。

金属冶炼中的新材料和新技术

金属冶炼中的新材料和新技术
高强度轻质材料如钛合金、铝合金和镁合金等,在航空、汽 车和电子产品等领域得到广泛应用。这些材料具有较高的比 强度和比刚度,能够减轻产品重量,提高性能和节能减排。
耐腐蚀材料
总结词
耐腐蚀材料在金属冶炼中具有重要地位,它们能够抵抗各种腐蚀环境,保证金 属产品的长期稳定性和可靠性。
详细描述
耐腐蚀材料如不锈钢、镍基合金和钛合金等,广泛应用于石油化工、海洋工程 和制药等领域。这些材料通过特殊的合金元素和表面处理工艺,具有良好的耐 腐蚀性能,能够延长设备使用寿命,减少维护成本。
复合材料
总结词
复合材料在金属冶炼中是一种新兴的材料形式,它们由两种或多种材料组成,通过复合效应提供优异的综合性能 。
详细描述
复合材料如碳纤维增强金属基复合材料、玻璃纤维增强塑料复合材料等,具有轻量化、高强度、高刚度和耐腐蚀 等优点。这些材料广泛应用于汽车、航空和体育用品等领域,对于推动产品创新和技术进步具有重要作用。
电渣重熔技术
原理
利用电流通过渣池产生热量对金 属进行重熔,去除杂质,提高金 属纯净度。
应用
适用于大型铸锭、特殊钢和高温 合金等材料的重熔处理。
连铸连轧技术
连续铸造
将熔融金属连续浇注到结晶器中,形 成一定形状的凝固坯壳,再经过轧制 形成连续的金属板材或型材。
技术优势
提高生产效率、节约能源、降低成本 、改善产品性能。
详细描述
高强度轻质材料如钛合金、铝合金等在金属结构件中得到广泛应用,通过采用先进的冶炼和加工技术 ,这些材料能够达到较高的强度和轻量化效果,从而降低能耗和提高结构效率。
耐腐蚀材料在石油化工领域的应用
总结词
耐腐蚀性强、使用寿命长、安全性高
详细描述
金属冶炼中的新材料如不锈钢、镍基合金等具有优异的耐腐蚀性能,适用于石油化工领 域的苛刻环境。这些材料的冶炼技术不断进步,提高了产品的稳定性和可靠性,减少了

难熔金属基复合制品的制备方法及性能研究

难熔金属基复合制品的制备方法及性能研究

难熔金属基复合制品的制备方法及性能研究难熔金属基复合制品指的是以难熔金属为基体,并通过添加高熔点合金、陶瓷或纳米颗粒等强化相,以提高材料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性的一类材料。

制备难熔金属基复合制品的方法有很多种,本文将主要介绍其中几种常用的方法,并对其制备的复合材料的性能进行研究。

首先,常用的制备难熔金属基复合制品的方法之一是粉末冶金法。

该方法通常包括粉末混合、压制和烧结等步骤。

粉末混合阶段涉及不同成分的金属和强化相粉末的混合,这一步骤的目的是实现均匀的分散,并促进金属与强化相之间的冶金反应。

压制过程是将混合后的粉末经过压力作用下成型为所需形状的材料。

最后,通过烧结工艺将压制成型的材料块进行加热,使金属粉末发生烧结反应,从而形成固体材料。

粉末冶金法制备的难熔金属基复合制品具有良好的成型性能和力学性能。

另一种常用的制备方法是熔融法。

该方法往往适用于需要制备大型复合制品或难以通过粉末冶金法实现的复杂结构的制备。

熔融法首先涉及将金属基体和强化相同时加热到高温,使其熔化并充分混合。

然后,通过快速冷却或凝固,将熔融体固化成所需形状的制品。

熔融法制备的难熔金属基复合制品具有较高的相容性和均匀的分布,因此通常具有良好的力学性能和耐磨性能。

此外,化学合成法也是一种制备难熔金属基复合制品的常用方法。

这种方法通过在溶液中反应金属盐和强化相之间的反应,从而将强化相沉积在金属基体上。

其中一种常用的化学合成方法是电沉积法。

该方法通过在电解槽中加入金属盐和强化相溶液,并通过施加电流使金属离子在基体上沉积,并与强化相发生反应。

化学合成法制备的难熔金属基复合制品可以控制复合材料的成分和微观结构,具有较好的加工性能和机械性能。

对于难熔金属基复合制品的性能研究,通常包括力学性能、耐磨性和耐腐蚀性等方面的评价。

力学性能包括材料的拉伸强度、屈服强度、硬度等。

耐磨性是指材料在摩擦和磨损条件下的性能表现,可以通过磨损实验来评价。

耐腐蚀性是指材料在腐蚀介质中的稳定性和抵抗腐蚀性的能力,可以通过浸泡试验和电化学测试等方法来评估。

难熔金属基陶瓷复合材料的制备与性能研究

难熔金属基陶瓷复合材料的制备与性能研究

难熔金属基陶瓷复合材料的制备与性能研究难熔金属基陶瓷复合材料是一种重要的高温结构材料,在航空航天、能源和工业领域具有广泛应用前景。

本文将重点介绍难熔金属基陶瓷复合材料的制备方法以及其性能研究方面的进展。

一、制备方法难熔金属基陶瓷复合材料的制备方法多种多样,其中包括粉末冶金法、化学气相沉积法、电化学沉积法等。

1. 粉末冶金法粉末冶金法是常用的制备难熔金属基陶瓷复合材料的方法之一。

该方法首先将金属基体材料和陶瓷颗粒分别制备成粉末,然后通过粉末混合、压制和烧结等工艺,将金属基体与陶瓷颗粒结合在一起。

这种方法制备的复合材料具有较高的密度、良好的界面结合和细小均匀的陶瓷颗粒分布,因此在高温、高应力环境下表现出优异的力学性能和抗腐蚀性能。

2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种通过气体相反应形成材料的方法。

该方法采用金属有机化合物和陶瓷前驱体进行热分解反应,在金属表面沉积出陶瓷层。

这种方法可以在金属表面形成致密、均匀的陶瓷涂层,提高材料的耐磨、耐蚀等性能。

3. 电化学沉积法电化学沉积法是将金属离子还原为金属沉积在电极上的一种方法,通过控制沉积条件,可以在金属表面均匀沉积陶瓷颗粒。

这种方法可以制备出具有良好界面结合的复合材料,提高材料的抗磨、抗腐蚀性能。

二、性能研究难熔金属基陶瓷复合材料的性能研究主要包括力学性能、热学性能和电学性能等方面。

1. 力学性能力学性能是难熔金属基陶瓷复合材料最重要的性能之一。

研究人员通过拉伸、弯曲、压缩等试验,评价复合材料的强度、韧性、硬度等性能。

同时,还可以采用断口形貌观察、显微硬度测试、扫描电镜等手段,深入分析材料的断裂机制和界面结合情况。

2. 热学性能热学性能是难熔金属基陶瓷复合材料在高温环境下的表现。

研究人员通过热膨胀系数测试、热传导系数测量等手段,评估材料的热稳定性、热膨胀行为等。

这些研究可以为材料在高温应用中的设计和优化提供理论指导。

3. 电学性能电学性能是难熔金属基陶瓷复合材料在电子器件等领域的应用关键。

2024年粉末冶金的烧结技术(三篇)

2024年粉末冶金的烧结技术(三篇)

2024年粉末冶金的烧结技术⑴按原料组成不同分类。

可以将烧结分为单元系烧结、多元系固相烧结及多元系液相烧结。

单元系烧结是纯金属(如难熔金属和纯铁软磁材料)或化合物(Al2O3、B4C、BeO、MoSi2等)熔点以下的温度进行固相烧结。

多元系固相烧结是由两种或两种以上的组元构成的烧结体系,在其中低熔成分的熔点温度以下进行的固相烧结。

粉末烧结合金多属于这一类。

如Cu-Ni、Fe-Ni、Cu-Au、W-Mo、Ag-Au、Fe-Cu、W-Ni、Fe-C、Cu-C、Cu-W、Ag-W等。

多元系液相烧结以超过系统中低熔成分熔点的温度进行的烧结。

如W-Cu-Ni、W-Cu、WC-Co、TiC-Ni、Fe-Cu(Cu10%、Fe-Ni-Al、Cu-Pb、Cu-Sn、Fe-Cu(Cu10%)等⑵按进料方式不同分类。

分为为连续烧结和间歇烧结。

连续烧结烧结炉具有脱蜡、预烧、烧结、制冷各功能区段,烧结时烧结材料连续地或平稳、分段地完成各阶段的烧结。

连续烧结生产效率高,适用于大批量生产。

常用的进料方式有推杆式、辊道式和网带传送式等。

间歇烧结零件置于炉内静止不动,通过控温设备,对烧结炉进行需要的预热、加热及冷却循环操作,完成烧结材料的烧结过程。

间歇烧结可依据炉内烧结材料的性能确定合适的烧结制度,但生产效率低,适用于单件、小批量生产,常用的烧结炉有钟罩式炉、箱式炉等。

除上述分类方法外。

按烧结温度下是否有液相分为固相烧结和液相烧结;按烧结温度分为中温烧结和高温烧结(1100~1700℃),按烧结气氛的不同分为空气烧结,氢气保护烧结(如钼丝炉、不锈钢管和氢气炉等)和真空烧结。

另外还有超高压烧结、活化热压烧结等新的烧结技术。

2.影响粉末制品烧结质量的因素影响烧结体性能的因素很多,主要是粉末体的性状、成形条件和烧结的条件。

烧结条件的因素包括加热速度、烧结温度和时间、冷却速度、烧结气氛及烧结加压状况等。

⑴烧结温度和时间烧结温度的高低和时间的长短影响到烧结体的孔隙率、致密度、强度和硬度等。

添加纳米填料的难熔金属基复合材料制备及性能研究

添加纳米填料的难熔金属基复合材料制备及性能研究

添加纳米填料的难熔金属基复合材料制备及性能研究纳米填料在复合材料制备中被广泛应用,其能够显著改善材料的性能,提高材料的强度、硬度和耐磨性等特性。

难熔金属基复合材料由于其独特的化学和物理性质,在航空航天、交通运输和其他高温环境下获得了广泛应用。

本文将探讨添加纳米填料的难熔金属基复合材料的制备方法以及其性能研究。

在制备纳米填料的难熔金属基复合材料时,常用的方法包括粉末冶金、化学合成和物理混合等。

粉末冶金法是一种常用的制备方法,它通过将纳米填料与金属粉末混合,并用高温烧结技术使其致密化。

此外,化学合成法是将金属溶液与纳米填料溶液混合,并通过化学反应使其生成难熔金属基复合材料。

物理混合方法则是将纳米填料分散在金属基体中并形成复合材料。

这些方法制备的纳米填料的难熔金属基复合材料具有优异的力学性能和高温稳定性。

在添加纳米填料的难熔金属基复合材料的性能研究中,主要关注材料的力学性能、高温稳定性和耐磨性等方面。

首先是材料的力学性能,添加纳米填料可以显著提高材料的强度和硬度。

纳米填料的高比表面积使其与金属基体产生强烈的界面相互作用,形成了强化作用,从而提高材料的力学性能。

其次是高温稳定性,难熔金属基复合材料经过添加纳米填料后,在高温环境下具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性能。

纳米填料通过改善金属基体的晶界结构和细晶化效应,可以显著提高材料的高温稳定性。

最后是耐磨性,添加纳米填料可以有效地减少材料的磨损。

纳米填料分散在金属基体中,形成了均匀的纳米颗粒增强区域,使材料具有更高的硬度和抗磨损性能。

除了上述性能方面的研究,还需要对添加纳米填料的难熔金属基复合材料进行微观结构和界面相互作用的分析。

通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术,可以观察材料的微观结构和界面形貌,研究纳米填料与金属基体之间的相互作用。

这些分析可以揭示材料的生成机制和界面强化机制,为进一步优化材料的制备工艺和改善材料的性能提供依据。

难熔金属基复合材料的研究进展

难熔金属基复合材料的研究进展

难熔金属基复合材料的研究进展难熔金属基复合材料是一种具有卓越性能和广泛应用潜力的材料。

它由高熔点金属基体和分散相组成,具有高温强度、耐腐蚀性、耐磨损性和导电性等优点。

难熔金属基复合材料的研究已经取得了显著的进展,并在航空航天、能源、汽车和冶金等领域得到广泛应用。

难熔金属基复合材料的研究主要涉及材料的制备技术、性能优化和应用研究。

目前,常用的制备技术包括粉末冶金、熔融混合、机械合金化和表面改性等方法。

其中,粉末冶金是一种常用的制备难熔金属基复合材料的方法。

通过粉末冶金技术可以得到具有均匀分散相的复合材料,从而提高材料的力学性能和耐热性能。

难熔金属基复合材料的性能优化主要通过合金化和微结构控制实现。

通过合金化可以改变金属基体的组成,调整材料的力学性能和导热性能。

通过微结构控制可以调控分散相的尺寸、形状和分布,进一步提高材料的力学性能和耐热性能。

此外,难熔金属基复合材料的表面改性也是一种常用的性能优化手段。

通过在金属基体的表面引入功能性涂层,可以提高材料的表面硬度、耐磨损性和耐腐蚀性。

难熔金属基复合材料在航空航天领域具有广泛的应用前景。

在航空发动机中,难熔金属基复合材料可以作为高温结构材料使用,用于制造涡轮叶片、燃烧室和燃气轮机等部件。

难熔金属基复合材料具有出色的高温强度和耐热性能,可以提高发动机的工作效率和可靠性。

此外,在航天航空热保护系统中,难熔金属基复合材料也可以作为热隔断材料使用,有效减少空气动力热、压力热和辐射热对航天器的影响。

在能源领域,难熔金属基复合材料可以用于制造高温燃料电池和核能反应堆等设备。

难熔金属基复合材料具有优异的导电性能和耐腐蚀性,可以提高燃料电池和核能反应堆的运行效率和安全性。

此外,难熔金属基复合材料还可以用于制造高温储能设备,用于储存太阳能和风能等可再生能源。

在汽车领域,难熔金属基复合材料可以用于制造发动机和制动系统等关键部件。

难熔金属基复合材料具有出色的耐磨损性和耐高温性能,可以提高发动机和制动系统的性能和寿命。

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难熔金属的粉末冶金制备新技术何勇学号:153312086粉末冶金研究院摘要:本文简要介绍了几种难熔金属的制备新技术,包括三种现代粉末冶金烧结技术(微波烧结、放电等离子烧结、选择性激光烧结)与两种近静成型技术(3D打印、金属粉末注射成形)。

介绍其制备方法的基本原理、技术优势以及应用现状,并在最后简单阐述材料制备技术的发展趋势。

先进烧结技术具有烧结温度低、烧结速度快、晶粒组织细化、结构均匀可控等优点,同时节约能源,生产效率高,是未来难熔金属制品致密化过程的优良选择;近静成型技术摒弃了传统材料制品制备和加工分开进行的传统工艺,大大缩短了生产周期,已成为当今难熔金属材料研究的热点,在高新尖端领域拥有十分可观的前景。

关键词:难熔金属;制备工艺技术;粉末冶金Abstract: This paper briefly introduces several new techniques of preparation of refractory metal, including three modern sintering technologies such as microwave sintering and two kinds of near net shape techniques. The basic principles,advantages and research status of these methods are claimed in the main paragraph. At the last part, some development trend of refractory metal materials are listed briefly.Not only do they possess unique advantages on rapid heating rate, short sintering time, inhibiting grain growth and controlling microstructure, but also show enormous industrial application value and prospect in terms of short production cycle and high efficiency energy saving, so the new sintering techniques have become a present research focus in material field.Near net shape technology has a very considerable prospects in the high-tech frontier because it greatly shortens the production cycle.Key words: refractory metal; preparation technique; powder metallurgy1 前言难熔金属[1]一般是指熔点在2000℃以上的过渡金属元素,广义上包括钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铌(Nb)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锆(Zr)等十几种元素。

难熔金属元素均位于元素周期表的IIIB、IVB、VB族内,其中钨、钼、钽、铌和铼(Re)这五种元素应用最广。

难熔金属及其合金、金属间化合物以其高熔点、高硬度、高强度等一系列独特的物理与力学性能而广泛应用于国防军工、航空航天、电子信息、冶金化工、能源环保等领域, 历来受到世界各国的高度重视, 在国民经济中占有重要地位[2]。

例如钨钼及其合金由于耐高温性能好、密度大、抗高温冲击和疲劳, 广泛用于电力、冶金、兵器、核聚变、化工等行业中[3]。

难熔金属合金可以抵抗辐射、温度、腐蚀和拉伸应力的苛刻环境, 在高温时具有高蠕变强度, 且同碱流体材料具有很好的相容性, 因此可以作为高温结构材料使用。

随着现代工业技术的不断进步与发展,对于难熔金属材料性能的要求越来越严格,传统的熔炼铸造等制备加工方法已经无法满足现代制造业对难熔金属制品的性能要求,与之相比,粉末冶金技术能够制备出高纯、高强、高性能的特殊制品,是目前难熔金属制备发展的主流趋势。

2 难熔金属的烧结新技术粉末冶金烧结技术是制备难熔金属及其合金锭坯的主要方法,也是生产过程中的关键工序,对产品的最终性能起着决定性作用。

常规烧结方法有氢气烧结、真空烧结、热等静压烧结等,能够实现绝大多数情况下,难熔金属材料的制备要求。

随着粉末制备和烧结手段的发展,还能实现一些功能梯度材料、细晶粒材料和形状复杂的零件烧结制备[4]。

微波烧结、放电等离子烧结和选择性激光烧结都是这一方向的最新成果。

2.1 微波烧结技术微波烧结(Microwave Sintering, MS)是材料科学与微波技术结合的新产物,通过电磁场使材料整体加热至烧结温度来实现致密化。

由于微波烧结炉是采用微波发生器代替传统的热源,因此微波烧结的加热原理与常规烧结工艺有本质的区别。

常规烧结中热量是通过介质从材料表面向内部扩散,最终完成烧结过程;而微波烧结是将材料吸收的微波能转化为材料内部分子的动能和势能,使材料内部的每一个分子和原子都成为发热源[5]。

很显然,这种加热方式可以使材料整体受热更加,从而使材料的热应力减至最小,这对于改善材料的密度、强度和韧性都非常有利。

图1为微波烧结装置的工作原理图[6]。

在微波烧结过程中, 微波发生器产生的微波由波导管导入加热腔中, 对放置在腔体中的试样进行加热烧结, 部分微波能量会被反射回来,环行器的作用是将反射回的微波导向水负载从而保护磁控管。

微波烧结加热腔体是微波烧结设备的核心部分,腔体的合理设计、精密制作和正确调整是实现材料成功烧结的关键, 图2为微波烧结炉加热腔体的简图[7],微波加热腔体有多种形式,通常可分为行波加热器、多模炉式加热器、单模谐振腔式加热器3种。

多模炉式加热器由于结构简单, 适用于各种加热负载,目前在生产实际中应用最为广泛。

图1 微波烧结原理图图2 微波烧结炉加热腔简图难熔金属及其合金材料由于是微波反射型材料, 微波与这类材料的介电耦合作用很差, 一般情况下不能用来烧结金属材料。

20 世纪90 年代以来逐渐展开了微波烧结金属材料的研究。

美国宾夕法尼亚州立大学的Roy 教授等[8,9]首次用微波烧结法成功地制备出Fe、Cu、Ni、Co、W及Fe-Cu、Fe-Ni、Ni-Al-Cu 等金属粉末的粉末冶金样品。

经过十几年的发展,金属的微波烧结技术日渐成熟,最近D.Agrawal等[10]采用频率为2.45GHz的微波烧结炉分别烧结了WC-6Co和WC-10Co, 已经能够获得比热等静压烧结更均匀和更细小的组织。

与常规烧结技术相比,微波烧结具有许多独特的优势。

首先是烧结温度低且烧结速度快,这能够有效抑制烧结体晶粒组织的长大,在微波电磁能作用下,材料内部分子或离子的动能增加, 使烧结活化能降低,烧结温度最大降温幅度可达500℃左右,同时材料内外均匀加热, 烧结时间大大缩短了。

此外,微波烧结具有快速烧结的特征,烧结时间的缩短可使微波烧结的能耗大大降低,与常规烧结相比,节能70%~90%,不仅提高了能源的利用效率,而且降低了烧结能耗费用。

2.2 放电等离子烧结技术放电等离子体烧结(Spark Plasma Sintering, SPS)是将金属等粉末装入模具内,将直流脉冲电流和压制压力施加于烧结粉末,经放电活化、热塑变形和冷却完成制取高性能材料的一种新的粉末冶金烧结技术。

SPS烧结过程的基本原理是利用直流脉冲电流直接通电对材料进行烧结,它不但具有类似热压烧结的焦耳热和加压造成塑性变形促进烧结过程, 而且其独特之处在于SPS烧结过程中粉末颗粒间会产生直流脉冲电压, 使粉体颗粒间放电产生自发热[11]。

SPS的装置基本结构示意图如图3所示[12],主要包括三个部分:一是产生轴向压力的轴向加压装置;二是用以产生等离子体的脉冲电流发生器,以对材料进行活化处理;最后是电阻加热装置。

SPS烧结过程中有2个非常重要的步骤,首先特殊电源产生的直流脉冲电压将电能贮存在颗粒团的介电层中,电能的间歇式快速释放在粉体的空隙产生放电等离子体,撞击颗粒间的接触部分,使物质产生蒸发作用而净化金属颗粒表面,提高烧结活性,有助于加速原子的扩散。

此外放电也会瞬时产生高达几千摄氏度至几万摄氏度的局部高温,在颗粒表面引起蒸发和熔化,在颗粒接触点形成颈部,气相物质凝聚在颈部而达成物质的蒸发-凝固传递[11]。

国内外在利用SPS技术制备难熔材料方面做过不少研究和努力。

例如Y.Bilge等[13]研究WC-Co-cBN的放电等离子体烧结,整个过程是在1300℃和75MPa的条件下烧结7.5min完成,烧结后经测试发现,WC-Co-cBN的密度达到了近全致密程度;余洋等[14]对比研究了放电等离子体烧结(SPS)和真空烧结(VAS)平均粒径为160nm 的WC-12Co硬质合金粉末的组织和性能,结果表明,放电等离子体烧结能使WC-12Co 在较低温度、较短时间内完全致密化,烧结温度比真空烧结低250 ℃以上, 而烧结时间却只有真空烧结的1/26,具体的数据结果如表1。

表1 放电等离子体烧结和真空烧结块体硬质合金的力学性能烧结方式晶粒尺寸/nm 致密度/% HRA TRS/MPa SPS1150230 99.3 91.1 1704 SPS1200330 99.5 90.6 1604 VAS530 99.8 89.2 1424图3 放电等离子体烧结系统示意图2.3 选择性激光烧结技术选择性激光烧结技术(Selective Laser Sintering, SLS)又称为选区烧结技术,是利用激光有选择地由下而上逐层烧结固体粉末,叠加生成CAD预先设计三维图型的一种快速成形制造方法,是集新材料、激光技术、计算机技术于一体的快速原型制造技术的一个重要分支,它既是目前广泛发展的3D打印技术的前身,这种技术在下文中还会详细介绍。

选择性激光烧结的原理示意图如图4所示[15]。

SLS系统通常包含3个主要部分:激光源的主要作用是产生激光束;粉末摊铺系统的作用是在每层扫描结束后,迅速铺下一层粉末,铺粉厚度对烧结时间和制品精度将产生直接影响,是十分关键的步骤;气氛控制系统可以根据不同的烧结材料提供不同的烧结气氛,以防止烧结过程中粉末出现氧化、鼓泡和气孔等缺陷。

SLS烧结最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl Deckard于1987年提出, 后由美国DTM公司于1992年推出该工艺的商业化生产设备Sinter Station 2000[16]。

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