2020年, 第38卷, 第4期　
刊出日期：2020-08-20

  

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研究与开发
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  WC含量对TiCN-HfN金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响

  宋金鹏, 于成功, 高姣姣, 吕明

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 243-248. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020030004

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  采用热压烧结技术制备了TiCN-HfN-WC金属陶瓷刀具材料,研究了WC含量(质量分数)对金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:TiCN-HfN-32%WC金属陶瓷刀具材料由TiCN、(Ti,Hf,W)(C,N)、WC和MoNi组成,材料中还含有极少量的(Ti,Mo,W)(C,N)固溶体,材料内部形成了网状骨架结构。随着添加WC质量分数的增加,材料中晶粒粒度降低,添加WC可抑制材料中TiCN晶粒的生长,起到细化TiCN晶粒的作用;材料的相对密度、硬度和断裂韧度都具有先增大后减小的变化趋势,材料的抗弯强度逐渐增大。当WC质量分数为32%时,材料具有相对较好的综合力学性能,其硬度为20.2GPa,断裂韧度为7.1MPa·m^1/2,抗弯强度为1581.3MPa。
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  增材制造用金属粉末爆炸敏感性研究

  孙思衡, 孙艳, 贾存锋, 王会杰, 方云锋, 庞磊

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 249-256. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020010009

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  针对粉尘云最小着火能量(minimum ignition energy,MIE)、粉尘云最低着火温度(minimum ignition temperature of dust cloud,MIT_C)和粉尘层最低着火温度(minimum ignition temperature of dust layer,MIT_L)等参数,开展了针对增材制造用金属粉末爆炸敏感性及影响因素的研究。结果表明,镍合金粉末和不锈钢粉末爆炸敏感性较低,而钛合金粉末的敏感程度略高于铝合金粉末,八种粉末的爆炸敏感程度排序为:TA15>TC4>AlSi10Mg>316L>GH4169>GH3536>GH3625/304L。镍合金粉末和不锈钢粉末均不能被点燃;钛合金、铝合金粉末的MIE和MIT_C均随粉尘浓度的升高呈先降低后升高的趋势,而随喷尘压力的升高呈先降低后升高的趋势。
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  银/石墨烯复合润滑添加剂对于润滑油摩擦性能的影响

  施琴, 朱和军

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 257-261,274. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020020002

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  通过化学还原合成了银包覆石墨烯(Ag/RGO)复合添加剂,利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了样品相成分和微观形貌,采用UMT-2摩擦磨损试验机测定了Ag/RGO复合润滑油添加剂的摩擦性能。结果表明:纳米银颗粒均匀分布在石墨烯片上,银颗粒的粒径大约200nm。在摩擦磨损试验过程中,摩擦副与磨损表面的凹凸点直接接触,纯润滑油的润滑作用较差;在润滑油中添加Ag/RGO复合添加剂,在摩擦初始过程中,摩擦副与磨损表面也是凹凸点直接接触,随着磨损时间的增加,Ag/RGO复合添加剂在摩擦副与磨损表面之间形成一层润滑膜,阻隔摩擦副与磨损表面直接接触,产生边界润滑;另外,部分纳米银颗粒可起到微轴承作用,使得改性后的润滑油润滑性能更好。
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  不同成型工艺下钕铁硼模压成型过程的力学行为分析

  刘义伦, 曾洋

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 262-268. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019040002

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  为了优化钕铁硼粉末模压成型工艺,通过离散元软件EDEM建立模压成型过程的离散元模型,分析不同成型工艺条件(压制速度和摩擦系数)对压坯力学特征(压制力和压坯内应力)的影响,为优化钕铁硼成型工艺提供理论参考。结果表明:在成型过程中,钕铁硼粉末位置状态基本保持与布粉时一致,只有靠近模冲区域的粉末发生较大位移;压坯成型时会出现应力松弛现象,不同速度压制成型对压制力峰值影响不同,但压制力最终均会收敛至相近的平衡值;添加润滑剂能改善压坯内部受力状态,减小压制力,但是也会减小压坯相对密度;对于大尺寸压坯成型宜采用双向压制方式。
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  两相质量比对粉末冶金双相不锈钢显微组织与力学性能的影响

  张鹏, 王智勇, 尚峰, 李化强, 贺毅强

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 269-274. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019060003

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  将316L奥氏体不锈钢粉末与430铁素体不锈钢粉末分别按照80:20、65:35、50:50质量比混合,采用冷等静压成型方法制备了双相不锈钢,研究了奥氏体和铁素体起始粉末质量比对双相不锈钢组织结构和力学性能的影响。结果表明:当奥氏体和铁素体起始粉末质量比为65:35,烧结温度1350℃,保温时间60min时,双相不锈钢综合力学性能较好,其中,抗拉强度为847MPa,屈服强度为281MPa,硬度为HV207,断后伸长率为37.5%。
材料·制品·应用
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  电极银浆用微纳米银粉的制备与性能研究

  黎应芬, 童子文, 陈雷, 朱义祥

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 275-282. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019030009

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  以硝酸银为前驱体,抗坏血酸为还原剂,单宁为分散剂,采用液相化学还原法制备了微纳米超细银颗粒。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、振实密度仪及太阳能性能测试仪等设备研究了反应物浓度、分散剂剂量、pH值等工艺参数对银颗粒形貌、平均粒径及振实密度的影响。结果表明,当硝酸银浓度为0.1mol·L^-1,抗坏血酸浓度为0.1mol·L^-1,单宁浓度为0.01mol·L^-1,pH值为1,反应温度为25℃时,能够获得分散性良好的球状银颗粒;将平均粒径为1.16μm和0.66μm的两种银粉按照一定质量比进行混合,制备得到的混合银粉最高振实密度可达到6.1g·mL^-1;通过研究基于不同振实密度银粉的银电极表面形貌和电池性能,可以得出基于振实密度6.1g·mL^-1混合银粉所制的银电极相对密度最好,太阳能电池的光电转换效率最高,达到17.16%。
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  气体传感器用Au掺杂WO₃基复合涂层的组织及气敏性研究

  左明鑫, 李月英

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 283-288. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019040015

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  为了提高气体传感器的测试精度,选择等离子喷涂工艺来制备Au掺杂WO₃基(WO₃/Au)复合涂层,并对复合涂层的组织和气敏性展开分析。结果表明:在WO₃/Au复合涂层的X射线衍射谱图上,只观察到WO₃与Au对应的两种衍射峰,没有出现其他物相的衍射峰;相对于纯WO₃涂层,WO₃/Au复合涂层没有发生颗粒尺寸、结晶度与微观结构的显著改变;WO₃/Au复合涂层的吸脱附曲线发生了分离的现象,出现了脱附滞后的情况。当温度上升,气体传感器用纯WO₃涂层和WO₃/Au复合涂层都出现了响应值先升高到峰值又逐渐降低的现象,其中最大值出现在300℃处;不同于纯WO₃涂层,气体传感器用WO₃/Au复合涂层可以实现对NO₂的快速响应,并获得更短的恢复时间,说明WO₃/Au复合涂层具备更优的气敏性。
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  W-Ni-Sr电极烧蚀形貌研究

  张保红, 唐亮亮

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 289-294. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019050007

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  制备了W-Ni-Sr钨合金电极材料,分析了W-Ni-Sr电极烧蚀失效后的形貌,并探讨了钨合金电极材料的优化方向。结果表明,电极的击穿和烧蚀主要发生在钨酸盐相,烧蚀后仅发生Ni₁₇W₃和Sr₃WO₆两相的消耗,没有新相产生;主要是低熔点组分发生熔化、溅射,沉积在电极表面,导致电极表面形貌改变,从而影响发射均匀性;改善材料的组织均匀性和减小晶粒度可有利于钨合金电极使用性能的提高。
工艺与设备
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  新能源汽车ABS粉末冶金感应齿圈的研制

  左鹏军, 高源, 仝晓楠, 陈晓晓, 王行之, 王娟梅

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 295-299. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019040003

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  采用粉末冶金工艺替代机械加工工艺,通过分析产品结构,精选材料配方,优化控制模具模架设计、温模压制成形、高温烧结、精密整形及达克罗等工艺,制备出了高质量的ABS感应齿圈成品零件,并对其进行力学性能测试。结果显示,材料组份为Fe-0.8Ni-3Co-0.2P的ABS粉末冶金感应齿圈成品密度为7.15g·cm^-3,表面硬度HRB55,抗拉强度421MPa,饱和磁感应强度1.12T,中性盐雾试验240h无锈蚀。结果表明,ABS粉末冶金感应齿圈技术性能指标完全满足新能源汽车制动控制系统应用要求,用户装机使用运行效果良好。
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  3D打印一体化制备阴极热子组件研究

  孙信, 杨怀超, 邵文生, 熊宁

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 300-305,312. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020060009

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  基于增材制造的技术特点，设计完成了适用于3D打印的阴极热子组件模型，并通过选择性激光熔融技术一体化3D打印完成了直径为3 mm和5 mm的样品，并对样品展开了相应的后处理工艺研究，包括去除支撑结构、热子绝缘防护和浸渍发射盐等。结果表明，新型组件的热子能够将阴极加热至900~1100℃的工作温度范围；在水冷阳极二极管中测试，1100℃下阴极拐点发射电流密度达到7.94 A·cm^-2。
文献综述
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  铜基粉末冶金摩擦材料的应用及展望

  方小亮, 郑合静

  粉末冶金技术. 2020, 38(4): 313-318. https://doi.org/10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019040008

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  铜基粉末冶金摩擦材料以其在制动方面的优越性能获得了广泛地应用。本文阐述了铜基粉末冶金摩擦材料的使用要求,系统地介绍了铜基粉末冶金摩擦材料在飞机、高速列车、风力发电和汽车等领域的应用现状,并对铜基粉末冶金摩擦材料的未来发展进行了展望,为铜基粉末冶金摩擦材料的进一步的发展提供参考。