粉末冶金Fe_2Cu_0_8C合金零件尺寸变化的分析与控制_韩凤麟

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Fe-Cu合金的组织、力学性能和电磁性能

Fe-Cu合金的组织、力学性能和电磁性能姚秀荣;马晶;曹君慈;李伟力;刘兆晶【摘要】Regarding to the common energy wastage problem of motor,the research on the magnetic and electric conductive material has been operated.Several Fe-Cu alloys with different chemical compositions were prepared by induction heating in this paper.After normalizing,quenching and tempering,the microstructure was observed by optical microscope and scanning electron microscope,and the mechanical and electromagnetic properties were tested.The results show that the matrix of Fe-Cu alloy is mainly ferrite,and the copper mainly distributes in the austenite boundaries.After heating treatment,the hardness and impact toughness are changed.With the increasing of Cu quality fraction,the magnetic conductance and resistivity drop; The microstructure of Fe - 20% Cu alloy is uniform,and the resistivity and starting torque are bigger than those of the common motor materials-cast aluminum alloy,which can meet the motor requirements of the magnetic and electric conductive material.%针对当前电机普遍存在的能源浪费问题进行导磁导电材料的研究,采用感应加热炉熔炼炉制备Fe-CH合金,对合金进行正火、淬火+回火处理,通过金相显微镜、扫描电镜等对其微观组织观察研究,并测试其硬度、冲击韧性等力学性能和电磁性能.结果表明,Fe-Cu合金的基体为铁素体,Cu主要分布在奥氏体晶界处.热处理后合金的硬度和冲击韧性发生了变化,随着Cu质量分数的增加,磁导率和电阻率降低,Fe-20％Cu合金的组织均匀,电阻率、起动转矩比常用电机材料铸铝大,满足电机对导磁导电材料的使用要求.【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》【年(卷),期】2012(017)003【总页数】5页(P5-9)【关键词】Fe-Cu合金;微观组织;力学性能;电磁性能【作者】姚秀荣;马晶;曹君慈;李伟力;刘兆晶【作者单位】哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TB131能源是人类赖以生存的三大基本要素之一，电能作为能源的一种，已成为人们生产和生活中使用动力的主要来源．电动机是电能转换的主要设备，自发明以来在工农业生产、交通运输、医疗设备等各方面得到广泛应用．但是目前普遍使用的电动机仍然存在许多问题，影响电机的使用性能同时也会造成能源浪费，如起动时电流大，起动转矩小等．随着科学技术的发展和能源问题的出现，进一步提高电机的性能、降低成本和能耗已成为国内外一些学者的研究热点［1-5］．在电机转子材料方面，许多人进行了研究并取得了一定成就［6-9］，但是仍存在制备工艺复杂、成本高等问题，为此寻求高性能、制备简单、价格合理的新型导磁导电材料对提高电机性能和节能降耗具有重大意义．研究表明［10］，转子槽采用Fe-Cu合金时电机的起动性能较好．Fe-Cu合金具有成本低、易熔炼［11］等特点，采用不同比例可以使Fe-Cu合金在一定的范围内改变电导率和磁导率，使其符合电机性能的要求．但是，目前对此类材料的研究还比较少［12-16］．本文主要通过感应熔炼炉制备Fe-Cu合金，对其微观组织、力学性能和电磁性能进行研究，了解和掌握Fe-Cu合金的组织和性能特点，为Fe-Cu合金的应用提供相关的技术参数．试验采用GWJ-0．25型中频感应炉加热并熔化纯铁，将温度设定在1 600℃左右;待铁全部熔化后加入约0．35%的锰铁进行脱氧;脱氧后，经1～ 3 min加入铜(为防止金属冷却，每次铜的加入量不超过加铜总量的10%);加入铜后，加入磷铜和锰铁(炉料的0．3 ～0．4%)，以便脱氧;加锰铁后，过几分钟加入硅铁;最后浇注前向合金液中加入铝;在1 650℃以上出炉浇注．试验所用原材料为:纯铁(99．6%Fe)、电解铜(99．95%Cu，杂质含量不大于0．05%)、硅铁(含Si75%)、锰铁(含Mn65%)、磷铜、铝片等．通过感应熔炼炉制备Cu质量分数分别为16%、20%和24%的Fe-Cu合金(成分见表1)，经热处理后(工艺参数见表2)研究其组织和性能．热处理:用KO-10型箱式高温电阻炉和福茂式RJM-1．8-10 A电阻炉对合金进行热处理．组织观察:采用OLYMPUS GX71倒置式金相显微镜对合金进行金相组织观察;在FEI Sirsion 2000扫描电子显微镜上进行微区成分分析、断口形貌观察．洛氏硬度:在HR-150DT型电动洛氏硬度计上进行显微硬度测试．冲击韧性:JBN-300B型冲击试验机，U型试样尺寸为10 mm×10 mm×55 mm．电磁性能:NIM-2000S软磁装置:试样尺寸为250 mm×20 mm×4 mm;TH2511型直流低电阻测试仪:试样尺寸为300 mm×4 mm×4 mm．图1是Fe-Cu合金铸态组织图，图2是正火态组织图，图3是淬火+回火态组织图．对各成分Fe-Cu合金进行硬度及冲击韧性测试，其结果如图4、图5所示．对铸态Fe-Cu合金的断口形貌进行观察，如图6所示．其中图6(a)为合金的冲击断口形貌，图6(b)、6(c)分别为点成分分析图．铁是铁磁体，铜是良导体，采用不同比例可以使Fe-Cu合金在一定范围内改变电导率和磁导率．将制备的Fe-16%Cu和Fe-20%Cu合金试样加工成250×20×4(mm)和300×4×4(mm)尺寸大小，进行导磁导电性能检测，结果见表3．从Fe-Cu合金铸态金相组织(图1)可以看出，Cu质量分数为16%时(图1(a)所示)，组织中出现了许多片状或针状平行的铁素体组织，Cu在晶界处呈零散断续分布．合金在冷却过程中，由于受冷却速度的影响，在晶界处首先形核的先共析铁素体，呈针、片状沿奥氏体某一晶面向晶粒内部伸长而形成如图1(a)所示的组织．这种针、片状铁素体组织形成很多的晶界，会降低合金的塑性和韧性，影响合金的机械性能，一般通过退火或正火来消除;当Cu质量分数为20%时(图1(b)所示)，大部分铁素体转变为等轴状，Cu在晶界处均匀地形成连续的网状结构;当Cu 质量分数达到24%时，如图1(c)所示，分布在晶界处的Cu增加，等轴铁素体的晶界上基本上形成了一定厚度的连续网状结构．从正火处理后的Fe-Cu合金金相组织(图2)可以看出，Cu含量为16%的合金经过正火处理后，针状或片状铁素体明显减少，转变成了等轴状铁素体组织，可见，合金经正火处理后消除了魏氏组织;合金经正火和淬火+回火处理后，如图2、图3所示，组织特征仍然是铁素体和网状的Cu，铁素体的棱角变得圆整且形状规则．因此，Fe和Cu在合金中相互间并不形成金属化合物，而是保持各自形态存在;Fe-Cu合金的基体为铁素体，Cu主要分布在奥氏体晶界处．随着Cu质量分数的增加，分布在晶界处的Cu越来越多，由断续零星分布变化到连续的网状结构;热处理消除了合金的组织缺陷，改善了Fe-Cu合金的铸态组织．热处理后Fe-Cu合金的硬度和冲击韧性发生了变化，如图4、图5所示．Fe-Cu合金的冲击韧性较差，且随着Cu质量分数的增加呈现出从低变高的变化趋势．由合金的金相组织图1可知，铸态Fe-Cu合金的组织随着Cu质量分数含量的变化呈现出针状铁素体+断续零散分布的Cu到等轴铁素体+连续网状Cu的变化，由于大量针状铁素体的存在，合金内形成许多细小的脆弱面，使合金的韧性下降，Cu在晶界处呈断续分布，割裂了基体，所以含Cu 16%时冲击韧性较差;随着Cu 质量分数的增加，Cu在晶界处形成了一定的网状结构，这些网状结构具有一定的韧性，在受到冲击时可以吸收一部分能量，所以韧性有所提高．观察铸态Fe-Cu合金的冲击断口形貌，如图6(a)所示，可以看到有河流花样、解理平台等解理断口的重要特征，是典型的脆性断裂．图中也可以看到某些光滑面以及类似于剥落层的组织，点成分分析结果表明，光滑面主要是铁素体组织，如图6(b)所示，而覆盖在光滑面上的组织主要为富铜组织，如图6(c)所示，因此Fe-Cu 合金的微观组织结构是铁素体晶粒外包覆着Cu，即Fe和Cu在合金内是彼此分层的，并没有生成金属化合物，而是保持各自的形态，机械性的“混合”在一起，这种结构使Fe和Cu在晶界处的结合力很弱，在冲击的过程中，Cu很容易就从铁素体晶粒上被撕裂而剥落下来，所以Fe-Cu合金的冲击韧性较差．从表3的试验数据可以看出，Fe-16%Cu合金的相对磁导率μr为70，电阻率ρ为0．690×10-7Ω·m;Fe-20%Cu合金的相对磁导率μr为50，电阻率ρ为0．625×10-7Ω·m．合金随着Cu含量的增加，相对磁导率和电阻率都降低．常用电机材料铸铝的电阻率为 0．35 ×10-7Ω·m［17］，Fe-Cu 合金的电阻率比铸铝大，在电机起动电动势一定的条件下，可以降低起动电流，从而降低了转子由于温升而损耗的能量，提高了电机的效率水平．根据Fe-Cu合金在不同磁场强度条件下得到的B值可以得到Fe-Cu合金的磁化曲线，如图7所示．可以看出随着磁场强度的增大，Fe-Cu合金的磁感应强度亦随之增大，当磁场强度超过80 000奥斯特时，变化趋近平缓．根据电机理论与运行中的相关理论［17］与Ansoft计算机软件，对含Cu量为16%、20%的Fe-Cu合金和传统材料铸铝的起动转矩进行计算，得到结果见表4，Fe-16%Cu合金的起动转矩为26．42 N·m，Fe-20%Cu合金的起动转矩为26．71 N·m，均比传统材料铸铝起动转矩26．08 N·m要大，有利于电机的起动．综上分析，Fe-20%Cu合金的组织均匀，综合力学性能良好;相对磁导率μr为50，电阻率ρ为0．625×10-7Ω·m，起动转矩为 26．71 N·m，比常用电机材料铸铝大，在确保电机起动的前提下，降低了起动电流，达到了节能降耗的目的．1)Fe-Cu合金的基体为铁素体，Cu主要分布在奥氏体晶界处;随着Cu质量分数的增加，分布在晶界处的Cu由断续零散分布变化到连续的网状结构;2)热处理后Fe-Cu合金的硬度和冲击韧性发生了变化，合金的冲击韧性较差，且随着Cu质量分数的增加呈现出从低变高的变化趋势;3)Fe-20%Cu合金的组织均匀，综合力学性能良好;相对磁导率μr为50，电阻率ρ为0．625×10-7 Ω·m，综合电磁性能最佳;在确保电机起动的前提下，降低了起动电流，提高了电机的效率水平．马晶(1985—)，女，硕士研究生，E-mail:majing0119@163．com;曹君慈(1978—)，男，副教授，在站博士后;李伟力(1962—)，男，教授，博士生导师．【相关文献】［1］张莉．感应电动机的节能［J］．煤矿机械，2005(3):125-127．［2］PYRHÖNEN Juha，NERG Janne，AKI Mikkola，et al．Electromagnetic and Mechanical Design Aspects of a High-speed Solid-rotor Induction Machine with no Separate Copper Electric Circuit in the Megawatt Range［J］．Electr Eng，2009(91):35-49．［3］李纯清，彭晓，石安乐．高起动性能感应电动机的研究［J］．湖南工程学院学报，2009，19(4):1-4．［4］吴锦洪．感应电动机启动方法探究［J］．企业科技与发展，2010(14):60-62．［5］梁艳萍，陈晶，刘金鹏．磁性槽楔对高压感应电动机电磁参数和性能的影响［J］．电机与控制学报，2010，14(3):1-5．［6］张玉平．高转差率特种三相异步电动机转子新材料变质处理试验研究［J］．中国电机工程学报，2001，21(8):80-93．［7］范华，钟杰，杨功显．高低压一体化整锻转子材料的力学性能研究［J］．四川工程职业技术学院学报，2007(3):15-23．［8］崔晋娥，姜克云，邹佳轩，等．2%CrMoNiWV高低压复合转子材料的研究［J］．大型铸锻件，2008(3):13-14．［9］吴凯令，翁亚白．新型铝合金用于电动机转子材料的研究［J］．电动工具，2008(4):5-6．［10］曹君慈，李伟力，程树康，等．转子槽形及材料对复合笼条转子感应电动机运行性能的影响［J］．电机与控制学报，2007，11(6):594-599．［11］BISELLI C，MORRIS D G．Microstructure and Strength of Cu-Fe in-situ Composites After Very High Drawing Strains［J］．Acta Materialia，1996，44(2):493-504．［12］HWANG N M，YOON D Y．Massive Transformation in an Fe-Cu Alloy ［J］．Materials Science，1997(32):4847-4855．［13］SOCOLOVSKY L，SAMCHEZ F H，SHINGU P H．Magnetic Structure of FexCu100-xMagnetoresistive Alloys Produced by Mechanical Alloying［J］．Hyperfine Interactions，2001，133:47-52．［14］姚再起，葛继平，刘书华，等．Cu-11．5%Fe合金的导电性［J］．中国有色金属学报，2004，14(11):1912-1917．［15］刘继华，杨应斌．Fe-Cu合金的微观形貌及其电磁性能研究［J］．新技术新工艺，2006(10):44-46．［16］李岩，宋波，毛璟红，等．Fe-Cu体系中Cu析出规律［J］．北京科技大学学报，2009，31(5):579-584．［17］陈世坤．电机设计［M］．北京:机械工业出版社，2008(2):403．。

(V,Ti)(C,N)固溶体粉末对WC-8％Co硬质合金性能的影响

(V,Ti)(C,N)固溶体粉末对WC-8％Co硬质合金性能的影响朱运锋;叶金文;刘颖;朱军;马世卿;张蛟【摘要】通过碳热还原氮化法合成了不同钛含量的(V,xTi) (C,N)(x=5％、10％、15％(质量分数))固溶体粉末晶粒细化剂,并考察了它们对WC-8％Co硬质合金显微组织和机械性能的影响.结果表明,与V(C,N)或者V(C,N) /Ti(C,N)混合晶粒细化剂相比,(V,Ti)(C,N)固溶体粉末可以显著地提高WC-8％Co 硬质合金的机械性能；当加入0.5％(质量分数)的(V,5Ti) (C,N)固溶体粉末时,WC-8％Co硬质合金的抗弯强度和硬度分别达3490MPa、1804HV30,WC平均晶粒尺寸约为0.5～0.6μm.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(044)015【总页数】5页(P2239-2243)【关键词】(V,Ti) (C,N);固溶体粉末;晶粒细化剂;硬质合金;机械性能【作者】朱运锋;叶金文;刘颖;朱军;马世卿;张蛟【作者单位】四川大学材料科学与工程学院,四川成都610065;四川大学材料科学与工程学院,四川成都610065;四川大学材料科学与工程学院,四川成都610065;四川大学材料科学与工程学院,四川成都610065;四川大学材料科学与工程学院,四川成都610065;四川大学材料科学与工程学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TB383;TF1241 引言WC-Co硬质合金具有高硬度、高韧性、耐磨性好等优点，已被广泛用于机加工、切削、钻孔、采矿、工具成形及耐磨零件等领域[1-4]。

WC基硬质合金件的机械性能主要取决于它的成分、微观结构，特别是WC晶粒的平均尺寸[5]及粒度分布[6]。

迄今为止，控制 WC晶粒大小最有效的方法是添加少量的金属碳化物，如VC、Cr3C2、TaC、TiC[7，8]，作为晶粒细化剂抑制 WC晶粒的长大[9，10]。

碳、铜、镍含量对铁基粉末冶金材料性能和尺寸变化的影响

所需的镍为羰基镍粉 ,牌号为 F TN - 6 ,具体性能见表 4 。
所使用的润滑剂为硬脂酸锌 ,文中未特别注明时 ,硬脂酸锌的添加量为 018 % ,具体性能见表 5 。
表 4 羰基镍粉性能
物理性能
平均粒度/μm 松装密度/ g·cm - 3
315～710
1180～2150
杂质含量/ %
第 3 期缪炯 :碳、铜、镍含量对铁基粉末冶金材料性能和尺寸变化的影响
·11 ·
表 1 实验用雾化铁粉性能
铁粉种类
300 M AHC100129 A T1001
Fe
99150 9818～9913 99～99118
化学成分 /%
C O 酸不溶 Mn
< 0103 < 0120 01034 0112
Abstract : Atomized iron powders such as AHC100129 of H gan s ; gan &auml ; s Co1 , Lt d1Sweden ,A TOM ET1001 of Quebec Metal Powders Lt d1 (QM P) Canada ,and 300 M of Kobe Steel Lt d1J apan were st udied1 The effect of carbon ,copper , nickel content on properties and size changes of iron base PM materials is discussed. Key words :carbon ,copper ,nickel ;iron base ; Powder metallurgy material

中国粉末冶金零件产业问题分析

现了一次可压制成形１２件，大大提高了生产率。这项开发成果荣获日本粉末冶金工业会２０００年度的制造法开发奖。
［４］
刀具的冲击性，从而使耐磨性与被切削性分别得到提高。开发的烧结合金材料，被切削性可与铸铁匹敌，和铸铁与黄铜的耐磨性与耐烧接性比起来相同或略好，对于无涂层的气门杆部，和黄铜导管相比具有略好的特性。用绞刀切削对被切削性试验的结果见图２。图３为在台架试验机上进行的耐磨性试验结果。新开发的这种气门导管用烧结合金，一方面耐磨性和一向使用的材料相同，另一方面大幅度地改进了被切削性，因此，粉末冶金零件生产企业和客户双方的切削加工费，能耗及生产成本都有所减低。再者，新开发的烧结合金可适合用于无涂层的气门，为粉末冶金气门导管开创了新应用领域。这项开发成果获得日本粉末冶金工业会２００５年度新制品奖。这个事例表明，一项产品投产后，还必须时时注意基本客户的需求和生产的薄弱环节，通过创新不断地提高生产率和开发新材料、新工艺，才能使企业具有旺盛的生命力。气门导管是我国上世纪６０年代中期就已大量生产的汽车零件，现在生产气门导管的企业在中国大陆已屈
仿制形状容易，掌握核心技术难
烧结青铜含油轴承出现于１９０８年的德国专利ＤＲＰ２１８８８７。美国通用电气公司的Ｅ．Ｇ．Ｇｉｌｓｏｎ成功地使之制品化，并于１９１６年获得了美国专利。在１９３０年前后，业化，商品名称为Ｏｉｌｉｔｅ，并用于汽车发动机中。日本的烧结青铜含油轴承的正式工业生产起始于１９５０年左右。１９５２年日本烧结青铜含油轴承的产量只有９０ｔ。当时，曾将日本生产的青铜含油轴承的质量与美国的一流产品进行过对比，见表４。其中的青铜含油轴承Ａ、Ｂ为日本产品，Ｃ为美国产品。从表列数据比较来看，化学组成、质量密度大体上相同，从含油率与压溃强度来看，日本产品总有一项指标和美国产品有较大的差距，如Ａ的压溃强度与Ｃ相近，但含油率低于Ｃ，Ｂ的含油率与Ｃ相近，但压溃强度远低于Ｃ。可是Ａ与Ｂ的运转性能，即ｐｖ值都只有美国产

烧结尺寸变化率小的零件用铁铜合金粉末及其制备方法[发明专利]

专利名称：烧结尺寸变化率小的零件用铁铜合金粉末及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：郑卓,苏凤戈,汪志荣
申请号：CN201710854209.8
申请日：20170920
公开号：CN107695337A
公开日：
20180216
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种烧结尺寸变化率小的零件用铁铜合金粉末及其制备方法，其特征在于，按质量百分比计，该混合粉末的成分为300W+0.5％Cu+1.0％C+0.6％微蜡粉；其烧结尺寸变化率为0.025％，最大横向抗弯强度为967.23MPa，最高的表观硬度为80HRB。

通过调节胶体石墨和纯铜粉的比例以及调整合金粉末的成分，最终生产出一种烧结前后可以近净成型的铁铜合金粉，在将零件烧结前后测尺寸变化率降低的同时，最大程度地保持了零件的抗弯强度和硬度，不但可以降低后期对零件的机加工成本，而且可以避免加工过程中对零件性能的影响。

申请人：建德市易通金属粉材有限公司
地址：311612 浙江省杭州市建德市大慈岩镇
国籍：CN
代理机构：杭州新源专利事务所(普通合伙)
代理人：李大刚
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钛含量对WC-8Co硬质合金组织和性能的影响

ＣＨＥＮＧＸｉｕ — ｌａｎ一．ＨＯＮＧＨａｉ－ｘｉａ、
（１．ＺＨＵＺＨ０ＵＣＥＭＥＮＴＥＤＣＡＲＢＩＤＥＧＲＯＵＰＣ０．，ＩＪＴＤ，Ｚｈｕｚｈｏｕ４１２０００，Ｈｕｎａｎ；２．ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｅｍｅｎｔｅｄＣａｒｂｉｄｅ，Ｚｈｕｚｈｏｕ４１２０００，Ｈｕｎａｎ）
ｔｉｔａｎｉｕｍｌｅｖｅｌｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｄｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｄｒｏｐｓ，ｇｒａｉｎｓｉｚｅｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ｈａｒｄｎｅｓｓｒｉｓｅｓ，ｂｕｔｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄ
ａｎｄｍｅａｓｕｒｅｓｉｔｓｄｅｎｓｉｔｙ，ｈａｒｄｎｅｓｓ，ｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｔａｎｉｕｍｌｅｖｅｌｓｏｎ
ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｕｃｒｔｕｒｅａｎｄｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅｏｆｔｈｅＷｃ－８ｗｔ．％Ｃｏｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｓｔｈｅ

沈阳理工大学刘凤国-粉末冶金技术教学大纲修订

《粉末冶金工艺》课程教学大纲课程代码：050542013课程英文名称：powder metallurgy课程总学时：24讲课：24实验：0 上机：0适用专业：粉体材料科学与工程，无机非金属材料工程大纲编写（修订）时间：2012.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标1．课程的地位本课程是粉体工程与无机非金属材料工程专业的专业选修课。

2．教学目标掌握粉末冶金的基本理论；具有初步的分析和解决粉末冶金问题的能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求1．知识方面的基本要求掌握粉末冶金的基本概念和含义。

了解粉末冶金的历史、现状和发展前景。

掌握粉末冶金的基本特点和某些重要理论。

粉体的制备技术、保存和运输方式，粉体性能的检测（粒度、比表面积、松装密度等相关概念、）掌握粉末冶金技术的特点和粉末合金材料的基本性能，掌握粉末冶金的原料预处理的一些基本工艺流程，预制坯的压制工艺及其参数对坯料的影响。

了解冷等静压和热等静压成形、粉末连续成形、注射和喷射成形等一些特殊成形工艺及其应用。

掌握烧结的机理，了解烧结驱动力的计算。

2．能力方面的基本要求具备利用粉末冶金的基本原理分析解决粉体加工和预处理的实际问题的能力；具有适当选择粉末成形工艺的方法和进行科学研究和解决实际问题的初步能力。

3．技能方面的基本要求学能够进行常规的混料，掌握常规的检测仪器的使用方法。

（三）实施说明本教学大纲依据专业指导性教学计划制定，指导教学环节。

1.理论教学环节教学以课堂讲授为主，多媒体辅助教学。

对课程中的重点、难点问题着重讲解。

由于本课程理论性较强，因此在教学过程中要注重强调基本理论和基础知识。

采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；通过课堂讲解例题，加强对基础知识与基本理论的理解。

通过作业调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。

2.实践教学环节根据知识、能力、技能方面的要求，安排实验项目，设置部分综合性、设计性实验提高学生分析解决实际问题的能力。

粉末冶金Fe-2Cu-xC合金的性能研究

的影响结果.由表4可知，碳含量对铁基混合粉体的粒度、流动性及松装密度影响很大，随着碳含量的增加预混合粉末的粒度减小，由于所添加的石墨颗粒非常细小（平均颗粒尺寸8 #m左右），因此整体的预混合粉末粒度减小•预混合后的碳主要填充在铁粉颗粒的间隙中，但由于石墨粉为不规则形状，在
Table 4
表4对Fe-2Cu-xC预混合粉末性能的影响
第15卷第2期
潘超梅，等：粉末冶金Fe-2CupC合金的性能研究
141
铁粉的颗粒较大，空隙也较多，外形呈现出不规则的形状，也有片状存在；雾化铁粉的大小较为均匀，雾化铁粉粒度较细且球形度比还原铁粉的球形度高，细粉有团聚；铜粉为松枝状，而石墨粉为鳞片状且其中存在少量较细的颗粒• 1.2 试验方法
收稿日期：2020-12-03 !基金项目：梅州市科技计划项目(2018dr009). 作者简介：潘超梅(1988 —)，广西梧州人，硕士研究生，主要研究方向为粉末冶金.
1 40
材料研究与应用
202
实验材料水雾化铁粉
还原铁粉
表1铁粉的化学成分析
Table 1 Chemical composiiion of iron powder
Pb 0.0224
As +0.002
Sb +0.002
Bi +0.00#
Sn +0.004
Zn +0.002
B /%
S 0. 004
实验材料
水雾化铁粉还原铁粉
表3原材料粉末的物理性能
TabGe3 PhysicaGpropertiesofraw materiaGpowder
松装密度 / (g • cm—3 )
发出来替代传统混合粉末法(7-9) 以Fe-2Cu-zC为研究对象，采用还原铁粉、雾

FeCoCu_预合金粉末含量和烧结温度对碳化钨基钻头性能的影响

FeCoCu 预合金粉末含量和烧结温度对碳化钨基钻头性能的影响*李俊萍1,2，胡　立1,2（1. 中国地质科学院探矿工艺研究所, 成都 611734）（2. 中国地质调查局，地质灾害防治技术中心, 成都 611734）摘要　为提高钻头胎体耐磨性与地层研磨性的适应性，提高钻头自锐能力，选取FeCoCu 预合金粉作为胎体成分，对胎体性能进行研究。

在碳化钨基胎体中添加FeCoCu 预合金粉末，调节金刚石钻头胎体中FeCo-Cu 粉末与WC 粉末的配比关系，并在不同的烧结温度下烧制试样，寻找FeCoCu 含量和烧结温度对胎体性能的影响规律。

试验结果发现：随着FeCoCu 含量的升高，胎体的相对致密度、洛氏硬度、抗弯强度和耐磨性随之降低；烧结温度对相对致密度、洛氏硬度、抗弯强度的影响幅度小，对胎体耐磨性的影响幅度大，最大变化幅度达到310%。

FeCoCu 预合金与烧结温度的耦合作用下，胎体的耐磨性变化存在较宽的调节区间，可通过二者组合的变化，调节胎体耐磨性，提高胎体对地层的适应性。

关键词　胎体性能；热压钻头；预合金粉末；耐磨性；烧结温度中图分类号　P634　文献标志码　A 文章编号　1006-852X(2023)01-0029-06DOI 码　10.13394/ki.jgszz.2022.3002收稿日期　2022-07-18　修回日期　2022-08-20常用的孕镶金刚石钻头胎体主要有碳化钨基、铁基、钴基等。

由于钴的价格昂贵，且铁和钴为同族元素，因此，研究代钴的铁基预合金粉体材料成为近几年的主要研究方向之一[1-5]。

其中FeCoCu 预合金粉的制备研究工作取得了一定的成果[6-8]，并在砂轮、锯片、绳锯钻等行业内应用广泛[9-12]，证明铁基金刚石工具具有一定的优势。

在地质钻头领域中，碳化钨基金刚石钻头由于耐磨性高、对地层具有较好的适应性，在地质钻探中应用广泛。

但是，在钻遇硬-坚硬弱研磨性地层时，孕镶金刚石钻头唇面上的金刚石颗粒被磨钝后不能有效出刃破碎地层，且由于钻压不足等原因，碳化钨基金刚石钻头会出现进尺慢、时效低、唇面被抛光等现象。

机械合金化改性硫化亚铁

谱.从图２中可以看出,随着球磨时间的延长,铜
的特征衍射峰半高宽 B 逐渐宽化,根据谢乐公式
D ＝kλ/Bcos
θ(
D 为晶粒尺寸;
k 为衍射因子,
k＝
;
;
,
为波长,
为布拉格衍射角)
０．
８９λ
λ＝０．
１５４nm θ
说明晶粒尺寸 D 逐渐减小,晶粒细化,晶格产生
畸变.铜的衍射峰的位置向小角度移动,
g
yba
将球磨后的粉末放入自主设计的刚性模具
F
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２ XRDPa
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由图２的物相分析可知,时间较短时,铜合金
基体与 Fe
S 在混合球磨的过程中并没有新的物相
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泛应用于铜基滑动轴承材料中.但铅是一种有毒
元素,欧美等先进国家已开始逐渐限制铅在各行
FeS 是一种常见的固体润滑剂,它具有与石
墨相似的六方层状结构,具有较低的剪切强度 [３],
熔点高达１１００℃ ,在齿轮、缸套等典型摩擦副零
件的表面改性方面得到广泛应用. 文献 [
料,但是 WS２价格昂贵,不适合工业化生产. 其

不同黏结剂对Fe-2Cu-0.8C预混合钢粉性能的影响

王行，李松林，彭家科，袁勇，张德金，崔建民ｚ
（Ｉ．南大学粉术『ｆｆ金罔家点实验室，长沙４１００８３；２．荣钢集团粉术冶金有限公司，山尔荣苊２７Ｉ１００）
摘要：采用２种工艺对合金元素Ｃｕ、石墨进行黏结处理，制备了Ｆｅ一２Ｃｕ一０．８Ｃ预混合钢粉．测定了
橡胶、聚乙烯醇衍生物、纤维素等３种黏结剂对合金元素Ｃｕ、石墨的润湿性，并分别研究了２种工艺
．
２ｌＩＩ１ｗ（ｒＭ（ｔａｌｈｎｇＹＣｏｒｐｏｒａｌｉｏｎｌ，ｔｄ１，ａｉｗｕＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＧｔｏｕｐＩ，ａｉｗｕ２７１１０５Ｃｈｉｎａ）
文章编号：ｌ６７４ — ９６６９（２０１４）０１ — ００１４ — ０６ＤＯＩ：１０．１３２６４￣．ｅｌａｋｉ．ｙｓｊｓｋｘ．２０１４．０１．００３
不同黏结剂对Ｆｅ一２Ｃｕ一０．８Ｃ预混合钢粉性能的影响
中３种有机黏结剂对预混合钢粉合ห้องสมุดไป่ตู้ 元素黏结率、流动性、松装密度、压制及烧结性能的影响．结果
表明：２种工艺中，以纤维素为黏结剂制得的预混合铜粉工艺性能与烧结性能最好，聚乙烯醇衍生物次之，橡胶较差，这与３种黏结剂对合金元素Ｃｕ和石墨的润湿性好坏及黏结率是对应的．

气孔结构对GASAR多孔Cu-Cr合金压缩性能的影响

气孔结构对GASAR多孔Cu-Cr合金压缩性能的影响宋群玲;杨志鸿;李瑛娟;滕瑜;张金梁;马娟【摘要】研究了合金化、气孔率及气孔直径对GASAR多孔Cu-Cr合金压缩性能的影响.结果表明:随气孔率增加,多孔Cu和Cu-Cr合金的压缩性降低,屈服强度、单位体积吸收能降低,密实化初始应变值增大,压缩试样可承受的应力值减小,越容易发生塑性变形;Cr合金化可明显提高多孔Cu-Cr合金的压缩性能,与多孔Cu相比,多孔Cu-1.3Cr合金屈服强度值从13 MPa提高到32 MPa.多孔Cu-0.8Cr合金的压缩性能随气孔直径增加而降低,气孔直径增加,屈服强度、单位体积吸收能降低,对应应力值减小,越容易发生塑性变形.【期刊名称】《昆明冶金高等专科学校学报》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】6页(P1-6)【关键词】GASAR;Cu-Cr合金;气孔率;气孔直径;压缩性能【作者】宋群玲;杨志鸿;李瑛娟;滕瑜;张金梁;马娟【作者单位】昆明冶金高等专科学校冶金材料学院, 云南昆明650033;昆明冶金高等专科学校冶金材料学院, 云南昆明650033;昆明冶金高等专科学校冶金材料学院, 云南昆明650033;昆明冶金高等专科学校冶金材料学院, 云南昆明650033;昆明冶金高等专科学校冶金材料学院, 云南昆明650033;昆明冶金高等专科学校测绘学院, 云南昆明650033【正文语种】中文【中图分类】TG146;TG2910 引言GASAR是金属—气体共晶定向凝固法，是制备具有规则气孔多孔材料的一种新工艺[1-3]。

规则的气孔沿着凝固方向有规律地排列在金属的基体中[4-7]，使这种结构的多孔材料比烧结型和发泡型等传统方法制备的多孔金属具有更加优异的力学、物理和化学性能[8-11]。

此外，这种方法还可以方便、有效地控制多孔金属的气孔率、平均气孔直径，因此受到诸多多孔材料研究学者的广泛关注和深入研究[12-14]。

FeCuCoY 超细合金粉的物理性能研究

FeCuCoY 超细合金粉的物理性能研究张振军;秦海青;林峰;卢安军;蒙光海【摘要】FeCuCoY ultrafine alloy powders of different Y contents have been prepared through coprecipitation-reduction-diffusion method.The physical properties of them have been studied with a focus on the influence of Y content on the phase,particle size and morphology of the FeCuCoY powder.The result shows that the addition of Y element will lead to small deviation of the diffraction characteristic peak of the powder and small change of lattice parameters of Co3 Fe7 phase and FeCo4 phase.Appropriate addition of Y element can significantly reduce the particle size and apparent density of the FeCuCoY ul-trafine alloy powder.The morphology of the FeCuCoY ultrafine alloy powder is spongy on the surface and the primary particle size of the powder will decrease when Y element content increases.Based on the analysis,it is inferred that the optimal dosage of Y ele-ment in FeCuCoY ultrafine alloy powder is 0.5wt.%.%采用共沉淀还原扩散法制备了不同 Y 含量的 FeCuCoY 超细合金粉，并对其物理性能进行研究，重点分析了 Y 含量对 FeCuCoY 粉末物相、粒度、形貌的影响。

铁基粉末冶金零件热处理-韩凤麟

铁基粉末冶金零件热处理时间：2009-12-26 16:30:39 来源：中国金相分析网作者：韩凤麟韩凤麟(中国机协粉末冶金分会，北京100825)摘要：热处理是一种成熟的，经常使用的工艺性技术。

这篇文章评述了人们不大注意的铁基粉末冶金零件整体淬火时，孔隙度与合金含量对其淬透性的影响。

关键词：铁基粉末冶金零件；热处理；淬透性在铁基粉末冶金零件生产中，零件材料必须具有的许多性能与组织结构都是在烧结过程中形成的，但其中一些性能只有通过后续热处理，才能得到改进与完善。

因此，热处理对于铁基粉末冶金零件产业是极其重要的一项技术。

铁基粉末冶金零件的热处理原理，虽然和成分相同的铸锻零件相同，但由于粉末冶金零件具有一定量孔隙度与合金化元素的微观分布可能不均一，因此，粉末冶金零件的热处理工艺可能有所不同。

关于孔隙度对铁基粉末冶金零件材料热处理性能的影响，经几十年的探索与实践，已有较清楚地认识，摘要介绍如下。

1 孔隙度对铁基粉末冶金零件整体淬火的影响大部分铁基粉末冶金零件，为了增高强度、硬度及耐磨性，都需要进行整体淬火，即淬火与回火。

需要进行整体淬火的铁基粉末冶金零件，其化合碳含量应≥0.3%(质量分数)，并且在图1中的A3温度以上呈奥氏体状态。

图1 碳钢的热处理相图铁基粉末冶金零件的整体淬火由以下3道工序组成:奥氏体化。

在具有和化合碳含量相当碳势的保护性气氛下，将零件加热到高于A3温度，通常为850℃，并保温一定时间，其长短视零件形状及尺寸而定。

诸如30min，使之奥氏体化。

淬火。

从奥氏体化温度或稍低，但仍高于A3的温度，将零件淬于油或水中，使奥氏体转变成硬且脆的马氏体或贝氏体。

对于铁基粉末冶金零件，最好是淬于温油(50℃)中，这是因为粉末冶金零件具有孔隙度，淬火冷却速度太快时，零件可能开裂。

另外，采用盐水淬火时，淬火后，存留于孔隙中的盐水会导致零件严重腐蚀。

回火。

依据GB/T19076-2003“烧结金属材料-规范”铁基粉末冶金零件通常是在180℃(烧结镍钢为260℃)下回火，回火时间通常是依据零件断面厚度，按每25.4mm回火1h。

热处理工艺因素对Fe-Cr-Co永磁合金显微组织及磁性能的影响

热处理工艺因素对Fe-Cr-Co永磁合金显微组织及磁性能的影响武鑫;李文芳;韩萍;步绍静;孙继兵;潘益帆【摘要】以牌号为2J85的Fe-Cr-Co合金为研究对象,系统考察了固溶处理冷却液的种类及磁场热处理过程中防氧化处理对合金显微组织和磁性能的影响.结果表明,合金固溶处理后以盐水作为冷却液时,经过磁场热处理与多级时效后显示出更好的磁性能,其矫顽力达到Hc=603.7Oe.此外,热处理前在工件表面涂覆防氧化涂层也可一定程度地提高硬磁性能.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2016(045)002【总页数】6页(P38-43)【关键词】磁性材料;固溶处理;磁场热处理;微观组织;磁性能【作者】武鑫;李文芳;韩萍;步绍静;孙继兵;潘益帆【作者单位】河北工业大学河北省新型功能材料重点实验室,天津300130;天津冶金集团天材科技发展有限公司,天津300308;天津冶金集团天材科技发展有限公司,天津300308;河北工业大学河北省新型功能材料重点实验室,天津300130;河北工业大学河北省新型功能材料重点实验室,天津300130;天津中晟泰新能源科技有限公司,天津300401;河北工业大学河北省新型功能材料重点实验室,天津300130【正文语种】中文【中图分类】TM273Fe-Cr-Co系永磁合金自七十年代由Kaneko等人[1]研制成功以来，因其相对低的生产成本、高的延展性、良好的耐腐蚀性、优异的高温稳定性及良好的磁性能而受到较为广泛而深入的研究[2-5]．Fe-Cr-Co系永磁合金经固溶处理后得到的单一相在磁场热处理过程中调幅分解成铁磁性的1相（富Fe，Co）和弱磁性的2相（富Cr），而1和2相的化学成分、分布状态、粒子尺寸及体积分数将最终决定合金的永磁性能．Fe-Cr-Co合金属于两相分离型永磁合金．根据Fe-Cr-Co三元合金相图，含20～35%Cr的Fe-Cr-Co合金，在1 300℃以上为单一的体心立方结构的固溶体；而在600～1000℃之间，该成分范围的合金位于两个两相区（+相或+相）和一个三相区（++相）内；在650℃以下，合金将进入1+2相的混溶间隙区[6]．基于此，为得到单一的相，需将Fe-Cr-Co合金加热到1 300℃以上进行固溶处理并快速冷却．而在低的冷却速度下，就可能得到+相或+相或++相，其中，相和相的存在对于提高合金的永磁性能十分不利．文献 [7]指出，在Fe-Cr-Co合金中降低Co的含量能缩小相区．此外，在实际生产过程中，企业为降低设备成本一般在磁场热处理时并不设计真空保护装置，从而导致合金出现一定程度的氧化而影响其最终的磁性能．本论文以钴含量较低的牌号为2J85的Fe-Cr-Co合金为研究对象，选用不同的冷却液对其固溶处理后的冷却速度进行控制，并通过工件表面涂覆的方法防止合金在磁场热处理过程中发生氧化，系统研究了冷却速度和防氧化措施对Fe-Cr-Co合金的组织及磁性能的影响．本研究所用的牌号为2J85的Fe-Cr-Co合金由天津冶金集团天材科技发展有限公司生产．合金通过真空电弧熔炼，然后热锻、热轧和冷加工成直径2.9mm的棒材，其化学成分（质量分数）如表1所示．本实验是将合金棒材在真空炉中于1 150℃下固溶处理15 m in，然后分别在盐水、20#机油、冰水中冷却．所得样品再进行磁场热处理和多级时效处理．磁场热处理在非密封非真空的普通磁场热处理炉中进行，热处理温度为645℃，磁场强度为2.3 kOe，保温时间为2h．磁场热处理前，在部分样品表面涂覆武汉铭高新材料有限公司生产的型号为MP100的金属高温防氧化脱碳涂料．在真空炉中多级时效处理的工艺是：620℃×1 h+610℃×1 h+590℃×2 h+570℃×3 h+560℃×4h+540℃×6 h．利用OLYCIAM 3型金相显微镜观察试样的显微组织，金相试样制备所用腐蚀液为：15m L浓HCl+5m L浓HNO3+80m L乙醇．磁性能测试在LakeShore 7407型振动样品磁强计（VSM）与绵阳高新区双极电子有限公司生产的AMT-4型永磁特性自动测量仪上进行，所用于VSM测试的样品尺寸为直径2.9mm×0.8mm，用于AMT-4型永磁特性自动测量仪的样品尺寸为直径2.9mm×34mm．2.1 棒材固溶态的显微组织图1给出了2J85合金在1150℃固溶处理15m in后在不同冷却液中冷却所得样品的金相照片．由图1a）、1b）可以看出，在盐水中冷却后固溶合金中形成了形状规则的晶粒，此即单一的相．需要说明的是，由于晶粒位向不同导致腐蚀程度出现差异，试样表面在金相显微镜下呈现明暗不同的衬度．由于所有元素均溶入单一的相，可知该固溶体过饱和度较大．图中显示相晶粒粒径范围为60～370m，平均粒径约为210m．而图1c）～f）显示在机油（图1c）～d））和冰水（图1e）～f））中冷却的合金晶粒则明显细化，在低倍下（图1c和e）看不到明显的晶界．分别对其进行放大观察可以发现，前者形成了不规则形态的块状组织（图1d）），而后者则在主相基底上弥散析出了大量形状规则的小颗粒（图1f）），这可能是在冷却过程中脱溶析出的和相[8]．以上结果表明，机油与冰水的冷却速度远低于盐水，合金在冷却过程中母相晶粒的过饱和度逐渐降低，进而析出粒径较小的其它相，同时使母相晶粒尺寸显著减小．由Fe-Cr相图[9]可知，Fe-Cr系合金在600℃附近容易形成相．而冰水在500～600℃左右时，水处于蒸汽膜阶段，导致介质冷却能力不足，从而促进了相的形成．对于机油，其在中温区间的冷却能力仅为水的1/5，因此其相较于冰水更容易导致合金析出相以及相．此外从图1中还可以看出，以3种不同液体冷却固溶处理后的2J85合金的晶粒大小明显不同，其中以盐水冷却的合金中晶粒最大，保留了固溶状态大尺寸晶粒的微观结构特征；而以冰水与机油为冷却液所得固溶态合金的晶粒尺寸均较小．同时从图1d）中可以明显看到大量衬度不同的析出相，表明冷却过程较慢，使得相能够较多地析出和相．图1f）显示合金表面衬度并无明显差异，说明析出相较少，即相的脱溶过程未能充分进行．由此可以推测，冰水的冷却能力应稍强于机油．3种样品的金相照片中都出现了黑色的小斑点，这可能是富Cr的非金属夹杂物[10]．2.2 棒材磁场热处理后的显微组织图2给出了不同固溶态2J85合金经磁场热处理后的金相照片．其中，图2a），2c），2e）中的样品未涂覆表面涂层，而图2b），2d），2f）中的样品在磁场热处理前进行了表面涂层处理．在630～650℃进行磁场热处理对Fe-Cr-Co合金的影响主要体现在以下两方面：1）合金在此温度区间发生调幅分解，即经固溶处理形成的相分解为铁磁性的1相和弱铁磁性的2相；2）外磁场的加入促使在调幅分解过程中形成的1相沿磁场方向择尤生长[11]．由图2可以看出，经磁场热处理后，6种状态的合金样品在晶界和晶内都不同程度地析出了小颗粒相．根据前面的分析可知，此析出相应为或相．由图2可见，图1中合金固溶处理后以不同介质冷却后的显微组织，特别是析出相的含量与主相的晶粒尺寸，在磁场热处理后发生了明显的变化．对比图2a），2c），2e）可以看出，对于未进行防氧化处理的样品，以盐水固溶冷却的样品磁场热处理后的析出相最少（图2a）），而以机油和冰水冷却的合金析出相含量逐渐增多（见图2d），2f）），说明Fe-Cr-Co合金中不利于永磁性能提高的或相的析出受到了固溶处理后冷却速度的影响．由于磁场热处理时间较短，通过调幅分解形成的1与2相成分差异较小，导致样品腐蚀表面上的主相区域并未出现明显的衬度差别．但与图1相比可以看出，由于调幅分解过程中相分解为1与2两相，使得合金中的晶粒尺寸显著减小．其中，盐水快冷样品的晶粒尺寸减小到平均约85m（图2a）），而油冷（图2c））和冰水快冷（图2e））样品的晶粒大小分别约为60m和20m．图2b），2d）和2f）显示，在样品表面涂覆防氧化涂层对于热磁处理过程中析出相的形成有很大影响．通过对比可以发现，图2b）中的小颗粒相较图2a）中的明显增多，同时晶粒尺寸减小，析出相在主相基底上均匀弥散分布；图2d）中晶粒细化到约45m，析出相含量较图2c）略有增加；而图2f）中的析出相含量较图2e）却显著减少．另外，在图2中并未看到明显的周期性的调幅组织，这是因为调幅分解形成的1相与2相的尺度都在纳米级[11-12]，金相显微镜的放大倍数有限看不到的缘故．可见，热磁处理过程中是否进行防氧化处理对于不同固溶态Fe-Cr-Co合金的微观组织产生了不同的影响．2.3 棒材多级时效后的显微组织在上述磁场热处理过程中，2J85合金虽然通过调幅分解形成了成分不同的1相与2相，但两相之间的成分差异较小．进一步对合金进行多级时效处理可以充分促进两相中原子的上坡扩散，从而增大其成分差异．图3给出了磁场热处理的2J85合金在真空炉中经多级时效后的金相照片．可以看出，多级时效后，合金仍然由基体主相及晶界和晶内的析出相组成，这与时效处理前相似．对比图3a）和图2a）可以发现，多级时效后未涂覆防氧化涂层样品中的晶粒粗化至100m左右．而图3c）显示，合金的晶粒大小约为50m，较时效前（图2c））细化了约10m．这可能是由于在多级时效过程中，小颗粒晶界析出相不断增多，使主相晶粒尺寸相对变小．图3e）中的晶粒大小为30m左右，与时效前（图2e））相比粗化了约10m．将图3b），3d），3f）分别与图2b），2d），2f）对比可发现，涂覆有防氧化涂层的不同固溶态的Fe-Cr-Co合金经时效处理后，晶粒均出现细化现象，并且析出相的含量都有所降低．这是因为在多级时效阶段，相继续分解为1与2相，同时元素的上坡扩散导致合金成分更加不均匀而形成调幅结构．此过程中，相的分解使得晶粒尺寸减小，同时部分析出相由于参与新相的形成而导致其自身含量降低．此外，通过图3可发现，磁场热处理前未涂覆防氧化涂层的不同固溶态2J85合金经多级时效处理后，3种样品中晶粒的大小仍存在较大差异（见图3a），3c），3e））；而涂覆防氧化涂层的合金情况则不同，3种样品经多级时效后获得了相似的晶粒尺寸（见图3b），3d），3f）），这说明磁场热处理过程中是否进行防氧化处理，对时效处理后Fe-Cr-Co合金的微观结构具有关键的影响．2.4 磁性能分析通常Fe-Cr-Co合金的热处理工艺由3个阶段组成：1）固溶处理．该阶段处理温度一般在1100～1300℃，其目的是获得尽可能多的相．在此阶段，合金的磁性能通常不会出现明显的变化．2）磁场等温处理．该阶段的处理温度在合金居里温度以下很窄的范围内，一般为635～650℃．在此温度范围，可以利用外磁场有效地调控合金中调幅结构的取向．3）多级时效．在此阶段，合金中Fe，Cr，Co等原子的上坡扩散得以充分进行．其中，反铁磁性的Cr原子继续向富Cr的2相扩散，而铁磁性的Fe，Co等原子则继续向富Fe，Co 的1相扩散．这就使得合金中成分分布更加不均匀，1和2相的成分差异进一步增大．结果，两相磁性能出现更大的差别，合金磁性能出现显著提高．表2为2J85合金磁场热处理后的磁性能，其中 S、O、W 分别代指在盐水（salt）、机油（oil）和冰水（water）中冷却的未涂覆防氧化涂层的2J85合金样品；而FS、FO、FW则分别代指在盐水、机油和冰水中冷却的涂覆防氧化涂层的2J85合金样品．总体上，磁场热处理之后合金的矫顽力Hc=93.8～109.0Oe，剩磁Br =5 576～7390Gs，最大磁能积（BH）max=0.19～0.29MGOe．显然，磁场热处理后样品的永磁性能都偏低．根据单畴理论，Fe-Cr-Co型合金的磁性能主要取决于以下3个因素：1）1铁磁相的体积分数；2）强铁磁性单畴1粒子的形状各向异性，即单畴粒子的横向与纵向退磁因子之差；3）1和2两相的自发磁化强度差异，其主要取决于两相的成分差异[6]．本文固溶态2J85合金中的相，虽然在磁场热处理过程中通过调幅分解形成了1相和2相，但二者的形状各向异性均较小，并且两相之间的成分差异很小，导致合金的磁性能较低．值得注意的是，涂覆防氧化涂层样品的磁性能普遍略高于没有涂层的，这是因为涂层在一定程度上防止了合金在磁场热处理过程中的氧化，从而减少了合金氧化对样品磁性能的影响．图2显示不同固溶状态的样品经磁场热处理后呈现出显著不同的显微组织特征，但从表2可以发现这些样品的磁性能却相差不大．可见，Fe-Cr-Co合金中晶粒的大小、杂相的析出等显微组织特征对磁性能的影响较小，而调幅分解得到的两相成分及其分布状态应是磁性能的主要影响因素．表3为不同固溶状态的2J85合金经磁场热处理和多级时效后的磁性能，将其与表2相比较可以发现，多级时效后合金的磁性能显著提高．如前所述，这是因为在多级时效过程中Fe，Cr，Co等原子进一步发生上坡扩散，导致1相和2相的成分及磁性能差异增大所致．与表2类似，表3中的数据表明，经磁场热处理和多级时效后，涂覆防氧化涂层的3种不同固溶态合金的磁性能较没有涂层的样品均有提高，特别是矫顽力提高幅度更大．从图3已知，涂覆防氧化涂层的样品中析出杂相含量低，说明在时效过程中调幅分解形成的1和2两相在合金中的含量较高，且由于原子充分扩散，两相成分差异增大导致其自发磁化强度之差增大，从而使合金矫顽力、剩磁及最大磁能积等磁性能提高．由此可以得出，如果在磁场热处理时不进行防氧化处理，则可能由于氧气的存在而影响合金中的调幅分解过程，同时促进不利于磁性能的、等杂相的析出，最终导致合金磁性能下降．另外通过表3还可看出，涂覆防氧化涂层的样品中，盐水冷却的样品矫顽力和最大磁能积最高；而冰水冷却的样品则具有最高的剩磁；油冷样品低的剩磁性能导致最大磁能积最小．这主要是因为，固溶处理后以盐水冷却时可以得到单一的相，而冰水冷却的样品中则析出了一定量的、等对磁性能不利的杂相，油冷时由于冷却速度较低使得析出相的含量进一步提高．由此可以得出，Fe-Cr-Co合金固溶处理后在较高的速度下冷却，将有利于提高其矫顽力与磁能积等综合磁性能．本文通过改变固溶处理后的冷却介质及磁场热处理时在工件表面涂覆涂层，对2J85牌号的Fe-Cr-Co合金的固溶处理、磁场热处理和多级时效后的微观形貌及磁性能进行了对比研究，并得到如下结论：1）在普通的磁场热处理时对样品涂覆防氧化涂层可以防止样品氧化．不加涂层时环境中氧气的存在影响了样品在热磁处理与时效后的晶粒尺寸和杂相的析出及调幅分解后成分扩散的均匀性，最终降低了样品的磁性能．2）2J85合金在真空炉中以1 150℃固溶处理15m in，然后分别在15%的盐水、20#机油、冰水中冷却，随后涂覆涂层的样品在2.3 kOe磁场下，在645℃磁场热处理2 h后，在真空中经过620℃×1 h+610℃× 1h+590℃×2 h+570℃×3h+560℃×4 h+540℃×6 h多级时效处理后，盐水冷却的样品具有最大的矫顽力603.7 Oe与最高的最大磁能积4.5 MGOe；其次是冰水冷却的样品具有最高的剩磁13.234 kGs；而油冷的样品由于剩磁较低，最大磁能积最小．【相关文献】[1]Kaneko H，HommaM，Nakamura K．New ductilepermanentmagnetof Fe-Cr-Co system[J]．AIPConf Proc，1975，5：1088-1092．[2]Sugimoto S，Okada M，Homma M．The developmentof＜100＞texture in Fe-Cr-Co-Mo permanentmagnetalloys[J]．IEEE TransMagn，1991，27（3）：3412-3419．[3]OlszewskiJ，SzymuraS．Structurechangesina Fe-Cr-Co permanentmagnetalloy duringmagnetichardening[J]．JMagnMagnMater，1994，132 （1-3）：62-66．[4]Wyslochi JJ，Olszewski J，WyslockiB，etal．Magnetic hardeningmechanism in low-cobalt Fe-Cr-Co alloys[J]．IEEETransMagn，1990，26 （5）：2667-2669．[5]Belozerov Y V，Teytel Y I，Shangurov A V．Formation of a radialmagnetic texture in alloy Fe-Cr-Co by the use of plastic deformation[J]．Phys MetMetallogr+，1990，69：186-193．[6]金瑞湘．高矫顽Fe-Cr-Co永磁合金 [J]．电工材料，2001（4）：26-30．[7]李东升，鞠克昌，张玉权，等．Mo，Ti，Zr在铁铬钴变形永磁合金中的作用 [J]．科学通报，1982，27（12）：748-751．[8]Akbara S，Ahmad Z，Awan M S，et al．Development of Fe-Cr-Co permanentmagnets by single step thermo-magnetic treatment[J]．Key Eng Mater，2012，510-511：507-512．[9]Ustinovshikov Y，Pushkarev B，Ulianov A，etal．Morphology and heattreatmentofaFe60Cr30Co10magneticalloy[J]．JAlloysCompd，2005，387（1-2）：232-238．[10]Ahmad Z，ul Haq A．Texture，microstructure and magnetic properties of Fe-28Cr-15Co-3.5Mo permanentmagnet[J]．JMagn Magn Mater，2009，321（4）：325-329．[11]Sun X Y，Xu CY，Zhen L，etal．M icrostructureandmagnetic propertiesof Fe-25Cr-12Co-1Sialloy thermo-magnetically treated in intensemagnetic field[J]．JMagn Magn Mater，2004，283（2-3）：231-237．[12]Sun X Y，Xu C Y，Zhen L，etal．Evolution ofmodulated structure in Fe-Cr-Co alloy during isothermal ageing w ith differentexternalmagnetic field conditions[J]．JMagn Magn Mater，2007，312（2）：342-346．。

铜含量对铁基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损性能的影响

2001年7月Non-MetaIIic MinesJUI y ，!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2001铜含量对铁基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损性能的影响"姚萍屏熊翔黄伯云袁国洲（中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083）摘要讨论了大范围内铜含量（0%~30%，质量份数）对铁基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损性能的影响和材料的摩擦磨损机理，结果表明：不含铜时，材料的摩擦因数和磨损量均较大，磨损机理主要为粘着磨损；添加铜后，材料的摩擦因数和磨损量均有所下降，疲劳磨损为主要机理；当铜含量升高到有大量游离铜存在时，材料的摩擦因数和磨损量逐渐增加，磨损机理又主要体现为粘着磨损。

关键词粉末冶金航空刹车材料铜含量铁基摩擦因数粉末冶金航空刹车材料，是随着航空运输业的发展而发展起来的［1］。

在20世纪40年代，由于喷气式发动机的出现，机速和质量提高了一倍以上，制动时的动能转换明显提高，摩擦表面温度也提高了3~4倍，表面瞬时温度达1000C 以上。

原来使用的石棉材料由于其中的有机化合物的热分解，会导致材料变质，产生严重的热衰退现象（摩擦因数迅速下降）、损坏对偶材料和增加磨损［2］，因此，人们开始寻找新的刹车材料［3］。

由于粉末冶金刹车材料能在相当高的温度和压力下具有良好的耐磨性和耐蚀性，因此从二战起，粉末冶金航空刹车材料已得到应用［4］。

其中以铁及铁合金为基体的材料，应用在图-164、波音-737、苏-27等大型民航客机和高性能战斗机上［5］。

由于铁基材料中的铁和与之配对使用的对偶材料具有较大的亲和性，易发生粘着，常通过添加铜合金元素，降低铁基刹车材料的塑性，提高材料强度和硬度，从而提高材料的抗粘着性［4］。

作者主要探讨了0%~30%铜含量对铁基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损性能的影响，分析了其摩擦磨损机理的变化。

美国国家标准6008-A98“粉末冶金齿轮规范”简介

美国国家标准6008-A98“粉末冶金齿轮规范”简介
韩凤麟
【期刊名称】《粉末冶金技术》
【年(卷),期】2000(18)2
【总页数】17页(P122-138)
【关键词】美国;国家标准;粉末冶金齿轮规范;ANSI/AGMA
【作者】韩凤麟
【作者单位】<粉末冶金技术>编辑部
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.41
【相关文献】
1.美国国家标准协会美国自愿标准及合格评定体系简介 [J], 张红彦;黄金屏
2.美国国家标准《钢结构焊接规范》简介 [J], 刘榴;范铮
3.2019年发布的国家标准《比长基线测量规范》和《国家重力控制测量规范》简介 [J],
4.美国齿轮制造协会召开粉末冶金齿轮委员会会议 [J], 孙世杰
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