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高速压制法制备Al_2O_3弥散强化铜合金

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中国有色金属学报 2015年第3期25卷 747-753页

作者：闫志巧陈峰蔡一湘广州有色金属研究院粉末冶金研究所广州510650 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

采用高速压制(HVC)方法成形Al2O3质量含量分别为0.34%、1.00%和3.19%的3种弥散铜合金粉末,研究不同粉末HVC的成形效果和压坯的烧结性能。结果表明:压坯致密度随冲击能量的增加而增加,随Al2O3含量的增加有所降低。在最大冲击能量为927.5 ... 详细信息

采用高速压制(HVC)方法成形Al2O3质量含量分别为0.34%、1.00%和3.19%的3种弥散铜合金粉末,研究不同粉末HVC的成形效果和压坯的烧结性能。结果表明:压坯致密度随冲击能量的增加而增加,随Al2O3含量的增加有所降低。在最大冲击能量为927.5 J时,3种粉末压坯的最大致密度分别达到98.4%、96.2%和93.4%。压坯在氢气中经1080℃烧结1 h后,致密度并无明显变化,但导电率显著提高,同时硬度略有降低。所制备的3种Al2O3弥散强化铜合金的导电率分别为81.0%(IACS)、64.1%(IACS)和48.3%(IACS),硬度分别为77.3、85.7和81.3 HRB。3种烧结合金在氢气中经1080℃处理2 h后,其硬度基本保持不变。整体而言,采用HVC法制备含0.34%Al2O3的弥散铜合金具有良好的导电率、硬度和抗高温软化性能,可基本满足点焊电极的实际应用需求。

关键词：铜合金 Al2O3弥散强化铜合金高速压制导电率硬度

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高速压制制备高密度纯铁软磁材料

工程科学学报 2016年第5期38卷 677-681页

作者：董国强秦明礼章林张红州孙海身曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京100083 莱芜职业技术学院莱芜市粉末冶金先进制造重点实验室莱芜271100

以退火纯铁粉末为原料,采用粉末退火结合高速压制技术的方法制得高密度压坯(7.70 g·cm-3),经烧结后获得高密度高性能的纯铁软磁材料.研究退火粉末的高速压制行为,以及烧结时间和烧结温度对材料磁性能和晶粒大小的影响.结果显示:退火粉... 详细信息

以退火纯铁粉末为原料,采用粉末退火结合高速压制技术的方法制得高密度压坯(7.70 g·cm-3),经烧结后获得高密度高性能的纯铁软磁材料.研究退火粉末的高速压制行为,以及烧结时间和烧结温度对材料磁性能和晶粒大小的影响.结果显示:退火粉末的压坯密度随压制速度的增加而增加,压坯密度最高可达到7.70 g·cm-3,相对密度可达到98.10%.烧结温度为1450℃,烧结时间为4 h时,材料密度达到7.85 g·cm-3,相对密度为99.96%,最大磁导率达到13.60 m H·m-1,饱和磁感应强度为1.87 T,矫顽力为56.50 A·m-1.

关键词：软磁材料纯铁高密度高速压制磁性能晶粒长大

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Ti粉的高速压制成形及表征

金属学报 2010年第2期46卷 227-232页

作者：闫志巧陈峰蔡一湘崔亮广州有色金属研究院粉末冶金研究所广州510650

以Ti粉为原料,高速压制内、外径分别为30和60 mm的圆环状及直径为20 mm的圆柱状两种试样,探讨冲击能量、装粉量等对压坯密度的影响,并寻求高速压制过程的合适表征方式。结果表明:对于内、外径分别为30和60 mm的圆环试样,当冲击能量为3.8... 详细信息

以Ti粉为原料,高速压制内、外径分别为30和60 mm的圆环状及直径为20 mm的圆柱状两种试样,探讨冲击能量、装粉量等对压坯密度的影响,并寻求高速压制过程的合适表征方式。结果表明:对于内、外径分别为30和60 mm的圆环试样,当冲击能量为3.804 kJ时,可成形的压坯密度最大,为4.00 g/cm^3,致密度为88.9%;对于直径为20 mm的圆柱试样,当冲击能量为1.217 kJ时,可成形的压坯密度最大,为4.38 g/cm^3,致密度为97.4%.对于同种试样,压坯密度随冲击能量的增加而增大,随装粉量的增加而减小,质量能量密度能全面地表征试样大小、冲击能量和装粉量等不同参数下的压坯密度。

关键词： Ti粉高速压制压坯密度冲击能量质量能量密度

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不同粒径Ti粉的高速压制行为和烧结性能

金属学报 2012年第3期48卷 379-384页

作者：闫志巧陈峰蔡一湘广州有色金属研究院广州510650 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

以平均粒径为150,75,48和38μm的4种Ti粉为原料(依次定义为A,B,C和D粉末),采用高速压制技术进行成形,考察粉末粒径对压坯密度、最大压制力和脱模力的影响,进一步研究粉末的高速压制特性和压坯的烧结性能.结果表明,高速压制的压坯密度与... 详细信息

以平均粒径为150,75,48和38μm的4种Ti粉为原料(依次定义为A,B,C和D粉末),采用高速压制技术进行成形,考察粉末粒径对压坯密度、最大压制力和脱模力的影响,进一步研究粉末的高速压制特性和压坯的烧结性能.结果表明,高速压制的压坯密度与粉末粒径和松装密度有关.冲击能量较小时,压坯密度主要取决于松装密度,而冲击能量较高时,则主要取决于粉末粒径.在冲击能量≤761 J下成形时,具有最大松装密度的B粉末所获得的压坯密度最高;进一步增大冲击能量,平均粒径最大的A粉末所获得的压坯密度最高.粉末粒径对压坯密度和最大压制力具有相似的影响,并且4种粉末的最大压制力和压坯密度之间的关系均符合黄培云压制方程;但粉末粒径对脱模力无明显影响.试样的烧结密度随粒径的细化而增加,同时伴随着不同程度的晶粒长大.4种压坯经1250℃真空烧结后,最终均获得了近全致密的试样.

关键词：高速压制 Ti粉粒径密度黄培云压制方程

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高速压制成形纯钛粉的特性研究

粉末冶金技术 2010年第5期28卷 341-345页

作者：蔡一湘闫志巧陈峰崔亮广州有色金属研究院粉末冶金研究所国家钛及稀有金属粉末冶金工程技术研究中心广州510650

以纯钛粉为原料,借助高速冲击成形压机压制内、外径分别为30、60mm的圆环状和直径为20mm的圆柱状两类试样,研究冲击能量和装粉量对压坯密度的影响。结果表明:对于内、外径分别为30和60mm的圆环试样,当冲击能量为2 283 J、冲击速度为5.82... 详细信息

以纯钛粉为原料,借助高速冲击成形压机压制内、外径分别为30、60mm的圆环状和直径为20mm的圆柱状两类试样,研究冲击能量和装粉量对压坯密度的影响。结果表明:对于内、外径分别为30和60mm的圆环试样,当冲击能量为2 283 J、冲击速度为5.82m/s时,所成形的压坯最大密度为3.43g/cm3,相对密度为76.2%;对于直径为20mm的圆柱试样,当冲击能量为1 217 J、冲击速度为4.25m/s时,所成形的压坯最大密度为4.32 g/cm3,相对密度为96.0%。对于同类试样,压坯密度随冲击能量的增加而增大,随装粉量的增加而减小。质量能量密度能全面地表征试样种类、冲击能量和装粉量等不同参数下钛粉的压坯密度;当质量能量密度相同时,压坯密度相同。

关键词：钛粉高速压制压坯密度冲击能量质量能量密度

基于微观孔隙演变的Ti-6Al-4V粉末高速压制致密化机理研究

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机械工程学报 2024年第16期60卷 180-189页

作者：周剑徐宏坤刘焜合肥工业大学机械工程学院合肥230009

采用二维多颗粒有限元法模拟Ti-6Al-4V粉末高速压制成形过程,定量表征颗粒间孔隙的形态特征,详细分析压制过程中多种典型孔隙的形态和面积填充变化规律,从微观孔隙演变的角度研究粉末致密化机理。模拟结果发现,当宏观压制压力低于临界压... 详细信息

采用二维多颗粒有限元法模拟Ti-6Al-4V粉末高速压制成形过程,定量表征颗粒间孔隙的形态特征,详细分析压制过程中多种典型孔隙的形态和面积填充变化规律,从微观孔隙演变的角度研究粉末致密化机理。模拟结果发现,当宏观压制压力低于临界压力(约为1500 MPa),颗粒主要通过重排和塑性变形来填充孔隙,密度-压力曲线斜率较大,致密化较容易;超过临界压力后,曲线斜率逐渐减小,致密化越来越困难。微观上,在颗粒重排和塑性变形阶段,颗粒体系中存在大量面积比较大且压制角度较小的四边形孔隙,以及拱形结构容易被破坏的五边形孔隙。这些孔隙在压制过程中会转化为其他多边形孔隙,填充速率较快且具有较高的填充率,在粉末致密化的前中期起主要作用。高于临界压力值之后,大多数四边形和五边形孔隙均转化为三边形孔隙,此外还存在少量具有特殊堆积结构的多边形孔隙,这些难以填充的孔隙导致后期粉末致密化较为困难。研究结果建立不同类型孔隙的形态演变与粉末致密化难易程度之间的定性关联,为构建压制本构方程和优化成形质量提供理论指导。

关键词： Ti-6Al-4V 高速压制粉末致密化多颗粒有限元法孔隙形态

机械蓄能式高速压制设备的温高速压制试验研究

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机械工程学报 2013年第18期49卷 46-51页

作者：邵明关航健肖志瑜华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

高速压制技术和温压技术是现代粉末冶金技术的两项重要技术革新。高速压制技术利用重锤高速打击粉末并将机械能瞬间注入粉体,具有流程短、致密度高的优点;温压成形技术将粉末和模具加热至一定温度可有效提高粉末的压制性能。温高速压制... 详细信息

高速压制技术和温压技术是现代粉末冶金技术的两项重要技术革新。高速压制技术利用重锤高速打击粉末并将机械能瞬间注入粉体,具有流程短、致密度高的优点;温压成形技术将粉末和模具加热至一定温度可有效提高粉末的压制性能。温高速压制成形技术有机结合这两种新技术,在高速压制成形技术中引入粉末和模具加热环节,融合两种技术特有的粉末致密机理,有望进一步提高压坯密度水平。运用自行研制的机械蓄能式粉末高速压制成形试验机作为试验装置对水雾化铁粉进行机械蓄能式温高速压制正交试验,验证机械蓄能式高速压制的可行性,对温高速压制的成形规律进行研究,重点分析压制速度、粉末温度和冲击锤质量因素对压坯密度的影响。实践证明,机械蓄能式粉末高速压制成形试验机可以满足高速压制工艺要求,温高速压制试样的最大压坯密度可达到7.84 g/cm3,理论相对密度达到99.7%,接近全致密。研究表明,温高速压制影响压坯密度的最重要因素是压制速度,其次为粉末加热温度和冲击锤质量。

关键词：粉末冶金高速压制正交试验

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机械蓄能式粉末高速压制试验机的研制

华南理工大学学报（自然科学版） 2012年第12期40卷 53-57页

作者：关航健邵明肖志瑜华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

在综合分析现有常见的高速压制设备的基础上,提出了一种机械蓄能式粉末高速压制成形方法.设计了机械蓄能式粉末高速压制成形试验机,介绍了其工作原理并推导了冲击锤速度和动能的数学模型.建立了试验机的虚拟样机模型,运用ADAMS软件的刚... 详细信息

在综合分析现有常见的高速压制设备的基础上,提出了一种机械蓄能式粉末高速压制成形方法.设计了机械蓄能式粉末高速压制成形试验机,介绍了其工作原理并推导了冲击锤速度和动能的数学模型.建立了试验机的虚拟样机模型,运用ADAMS软件的刚柔耦合仿真分析方法对试验机进行了动态仿真分析.最后成功制作了试验机,运用316 L不锈钢粉末高速压制试验测试了试验机的实际性能.实践表明,机械蓄能式高速压制成形方法能够实现粉末的高速压制,试验机具有较好的粉末成形加工能力.

关键词：粉末冶金高速压制机械设计虚拟样机

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粉末高速压制成形件密度影响因素分析

中国机械工程 2018年第9期29卷 1120-1126页

作者：于世伟周剑张炜张雪洁刘焜合肥工业大学摩擦学研究所合肥230009

成形坯件的密度大小及其均匀性是影响粉末高速压制成品力学性能的重要参数。利用Drucker-Prager Cap模型和瞬态显式动力学有限元方法,得到了压制过程中粉末的密度变化和分布规律;量化分析了边壁摩擦因数、高径比、单位质量能量、初始松... 详细信息

成形坯件的密度大小及其均匀性是影响粉末高速压制成品力学性能的重要参数。利用Drucker-Prager Cap模型和瞬态显式动力学有限元方法,得到了压制过程中粉末的密度变化和分布规律;量化分析了边壁摩擦因数、高径比、单位质量能量、初始松装密度对密度大小和均匀性的影响,采用正交试验方法研究了这些因素的敏感性。得到的主要结论包括:密度分布不均主要集中于压坯上下端面边缘处,且其密度差随着压制过程的进行不断增大,压坯越靠近边壁的部分,其密度不均匀性越明显;单位质量能量是影响密度的主要因素,改善边壁润滑条件、高径比和初始松装密度并不能有效提高压坯密度;边壁摩擦因数和单位质量能量对密度均匀性影响最大;密度随着单位质量能量的增大而不断提高,当单位质量能量达到临界值后平均密度不再上升,但是密度均匀性不断改善。

关键词：粉末高速压制 Drucker-Prager Cap有限元模型密度正交试验