钛合金HIP近净成形技术在航天上的应用

介绍了钛合金热等静压(HIP)近净成形的工艺特点及其在国内外航天领域的应用情况.与锻造、精密铸造、机械加工等传统成形方法相比,HIP近净成形钛合金综合力学性能高,节约原材料、成形周期短.由于产品的综合力学性能高、尺寸精度可控性好,HIP近净成形技术非常适合异型结构件特别是含空间曲面结构件的精密成形.     

粉末钛合金锻造技术研究进展

粉末钛合金锻造是将粉末冶金与精密锻造相结合而发展的一种近净成形工艺,在获得完全致密、高性能粉末钛合金构件方面具有广阔的应用前景。介绍了粉末钛合金锻造技术在改善粉末钛合金的组织和性能、高性能低成本粉末钛合金、医用钛合金、金属间化合物、钛基复合材料等方面的应用情况,分析了粉末钛合金锻造技术促进粉末钛合金运用和发展所取得的技术进步。     

运动器件中的粉末冶金零件

美国每年用于运动器具的花费高达170.64亿美元,无论是专业的还是业余的运动器材均要求降低成本,因此粉末冶金制造技术有着很大的吸引力,此文主要介绍重量轻的钛合金和高比重钨的粉末冶金运动器件.钛粉末冶金工艺有两种:一是元素粉末混合法,二是预合金法.现在这两种工艺都可通过金属注射成形(MIM)和激光成形来实现.元素粉末混合法成本低,但多数情况下材料性能较差;预合金法成本较高,但材料的机械性能相当于铸锻件.此外,粉末成形工艺还有冷、热等静压、粉末轧制和挤压、喷射成形和气相沉积等.     

TC4合金陶瓷模粉末冶金工艺研究

目的 研究陶瓷模粉末冶金工艺,通过数据积累指导未来工程化应用。方法 通过氧化钇陶瓷模壳技术,研究构件与铸件的化学成分、力学性能及微观组织。结果 粉末件在包套高度方向上金属收缩率明显大于包套水平方向的收缩率;粉末构件内部质量良好,无夹杂,其致密度达到了99.5%;粉末构件室温力学性能优于同成分铸件,部分室温力学性能达到TC4锻件水平。结论 采用稀土氧化钇面层、硅溶胶铝矾土背层涂料工艺得到的陶瓷型可用于陶瓷型壳粉末冶金工艺;构件尺寸收缩率在每个方向上不是均匀的,和其在包套内放置方向、包套放置方向都有关系;构件晶粒细小均匀,组织为由细小的魏氏体板条α相与相间β相、等轴α相所组成,等轴α相分布不均匀,主要分布在晶界上;其构件室温力学性能优于同成分铸件力学性能,部分性能达到了锻件水平。     

一种快速凝固高温钛合金粉末的热等静压成形致密化过程及其机制研究

研究了一种快速凝固高温钛合金粉末热等静压(HIP)成形的致密化过程及其机制。当HIP成形温度低于500℃时,快速凝固高温钛合金粉末的颗粒相互靠近并重排,相对致密度由64.5%提高到81%,粉末颗粒间为点接触,没有发生明显的塑性变形;当HIP成形温度提高到500-700℃时,粉末颗粒发生显著的塑性变形,相对致密度迅速提高到97%;当HIP成形温度高于700℃后,粉末颗粒间的接触面较大,几何强化效应显著,外界压力不足以使粉末进一步变形,粉末体通过扩散蠕变完成致密化。     

颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形有限元模拟

目的 建立可靠的模拟方法,以更高效地预测颗粒增强铝基复合材料(PRAMC)粉末热等静压中的形状变化和不同部位致密度的差异,解决传统实验试错方法适用性差且费时费力的问题,满足批量应用的需求。方法 以45%(体积分数)SiCp/6092Al复合材料为研究对象,构建了能预测粉末热等静压成形过程的有限元模型。使用Gurson-Tvergard-Needleman(GTN)模型作为粉末本构模型,建立了粉末尺度的代表性体积单元(RVE)对GTN模型进行修正。结果 通过对比GTN模型计算结果与实验结果,发现修正后的GTN模型能更准确地预测模型的最终变形尺寸,与修正前相比,相对误差降低了1.6%~2.9%。使用修正后的GTN模型对杯形回转体零件的热等静压成形过程进行预测,最终形状的计算结果与实验结果的相对误差仅为0.2%~3.1%,致密度分布的相对误差在0.5%以内。在探究包套厚度对热等静压过程的影响时发现,随着包套厚度的增大,热等静压过程中的屏蔽作用增强,内部粉体致密度下降。结论 为PRAMC热等静压近终形制备的形状和致密度控制问题提供了有限元预测工具,辅助优化了热等静压工艺和包套设计,降低了颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形过程开发的试错成本。     

粉末钛合金3D打印技术研究进展

粉末钛合金3D打印技术以低成本、易成形、柔性化制备、零件性能优异等优势,近年来成为钛合金近净成形制造领域的研究热点。总结了国内外粉末钛合金3D打印技术的研究进展,包括激光熔化沉积成形技术(LMD)、激光选区熔化成形技术(SLM)、电子束选区熔化成形技术(SEBM)。比较研究了3种成形技术制备的钛合金的组织特点及力学性能,并讨论了粉末钛合金3D打印技术的市场化现状与未来发展趋势。     

Ti55粉末合金的拉伸性能和薄壁筒体结构的成型

采用包套热等静压工艺制备了洁净Ti55粉末合金。根据Ti55预合金粉末的β转变温度选择了两个热等静压成型温度,分析了Ti55粉末合金对热等静压温度和后续的热处理制度的响应。结果表明:在940℃和970℃热等静压成型的粉末合金,其显微组织和拉伸性能的差别不大。考虑到在构件热等静压成型过程中存在温度/压力场分布不均匀引起的致密化波动效应,本文优选的热等静压温度为940℃。固溶时效热处理使粉末合金600℃的拉伸性能显著提高,其拉伸性能优于铸造合金,接近锻造合金的水平。有限元模拟仿真可辅助包套/模具设计,提高效率,是粉末冶金近净成型构件制备的有效计算仿真工具。应用有限元仿真辅助包套模具设计,采用热等静压工艺成型了Ti55粉末冶金薄壁筒体结构。     

粉末注射成形技术及其在难熔钨合金等材料中的应用

粉末注射成形技术是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门近净形成形的新技术,有着巨大的发展前景。本文阐述了粉末注射成形技术及其特点,以及在难熔钨合金和硬质合金及其它材料中的应用。     

TiAl合金粉末热等静压组织及其力学性能均匀性研究

目的 研究圆柱包套经热等静压后内部不同位置粉末TiAl合金的组织与力学性能,为后续复杂结构包套热等静压整体成形工艺优化提供参考.方法 将装填有Ti-47Al-2Cr-2Nb雾化粉末的不锈钢包套在1230℃/170 MPa/3.5 h条件下热等静压,利用扫描电子显微镜观察烧结后包套内不同区域的显微组织,利用显微硬度计测量...     

粉末构件CIP成形过程有限元数值模拟

对粉末材料塑性成形有限元模拟过程中有关技术问题进行了系统的研究 ,模拟了粉末构件冷等静压 (CIP)成形时的粉末流动情况 ,分析了成形时的粉体密度分布规律 .模拟结果表明 ,粉末构件的几何形状尺寸、模具形状对压密效果有极大影响 ,并从模具的形状尺寸、模具材料的选择上提出了改进方案 ,从而能快速有效地确定模具形状尺寸 ,提高粉末构件的生产效率及使用寿命 .     

材料损伤HIP自愈合机理研究

目的研究金属注射成形烧结后内部缺陷自愈合方法。方法将热等静压(HIP)技术与金属注射成形(MIM)工艺结合,控制热等静压参数使得注射成形烧结后的内部缺陷产生自愈合。借助扫描电镜观察内部孔隙消除与缺陷的闭合情况,通过CAE仿真分析颗粒间应力变化,研究热等静压工艺(HIP)自愈合的机理,通过力学抗压试验测试HIP后力学性能。结果扫描电镜结果表明,内部孔隙与缺陷在HIP后完全消除,CAE结果表明,HIP自愈合过程主要是高温高压下的材料发生塑性变形流动机制与扩散蠕变机制起主导作用。力学性能结果表明,HIP后抗压强度提升21.47%,屈服强度提升28.91%,并且HIP后应变断裂点数值明显小于热等静压前。催化进度过程中,粉体内部聚甲醛气体分解挥发后,在零件的内部会形成多孔性结构,并且气体逃逸的通道形成了裂纹,造成烧结过程中厚壁件内部形成空隙与裂纹。结论热等静压后由金属注射成形烧结后形成的内部缺陷完全消除。随着研究的深入和完善,可为金属粉末成形零件的性能优化和广泛应用提供基础。     

粉末短流程成形固结技术的研究及展望

针对粉末冶金行业最新发展的几种短流程成形固结新技术,结合华南理工大学近十多年来在粉末材料-工艺-装备-零件一体化方面开展的研究,重点阐述了粉末冶金温压成形、高速压制成形、喷射成形、多场作用下粉末成形与烧结一体化技术的研究进展及应用情况。指出在粉末冶金成形固结研究领域,合理拓展现有粉末冶金技术规范的空间,有望给传统粉末冶金成形固结技术注入新的活力。粉末冶金成形固结新技术的不断出现,必将促进先进制造业和高技术产业的快速发展,也必将给材料工程和制造业带来更加光明的前景。     

钛及钛合金粉末的制备现状

钛及钛合金具有优良的综合力学性能,在航空航天、航海、化工等领域得到日益广泛的应用.用粉末冶金法制造零部件,材料的利用率几乎可以达到100%,是降低钛及钛合金零部件生产成本的重要途径.本文评述了钛及钛合金粉末的制备技术及其现状,指出HDH钛粉和雾化钛粉是当今工业中主要应用的钛粉.伴随着钛粉末制备技术的成熟与发展,还原法直接生产钛粉和新兴的TiO2熔盐电解法生产钛粉,将成为制备低成本、高性能钛粉新的工业生产方法,是降低钛粉末冶金零部件成本的新的发展方向.元素混合法制备钛合金粉,因其较预合金化法成本低廉,工艺成熟,且性能优越,必将成为钛合金粉的主要生产方法.     

钛及钛合金粉末制备与近净成形研究进展

钛及钛合金以其优异的性能,广泛应用于航空航天、能源化工、生物医疗等高端领域。粉末近净成形技术能够实现钛及钛合金的绿色、低成本和高性能精密制造,有助于进一步扩大其应用范围。本文从钛粉制备、成形技术、性能与应用方面,对目前钛及钛合金粉末近净成形技术取得的研究进展进行了简要论述,并根据各技术目前面临的问题,提出了未来的发展趋势。     

Ti6Al4V粉末及其制品的研究进展

采用粉末冶金方法生产钛合金制品,材料的利用率几乎可达100%,而且产品性能好,是低成本制造高质量钛合金零部件的重要途径。综述了国内外Ti6Al4V粉末及其粉末冶金制品的制备技术及应用概况,指出低氧球形高质量粉末的制备是钛合金粉末的发展方向,气体雾化是制备优质钛合金粉末的主要工业化生产方法,介绍了传统的粉末冶金方法及近年来新开发的粉末冶金新技术的应用情况。制备工艺的改善,加上民用领域产品需求量的大幅度增加,势必极大程度地推动粉末冶金Ti6Al4V的研究与应用。     

TiAl合金气雾化制粉及热等静压成形研究进展

概述了TiAl合金气雾化制粉及热等静压成形的主要研究成果。在TiAl合金粉末制备方面,重点介绍了气雾化制粉工艺、粉末粒度控制、粉末氧含量控制和粉末组织特征。针对热等静压技术,介绍了TiAl合金粉末热等静压致密化过程及机理,总结了采用热等静压近净成形工艺制备TiAl合金转捩片的研究成果。结合粉末冶金TiAl合金研究进展,提出了未来TiAl合金粉末制备及成形技术的发展方向。     

钛合金在航天飞行器上的应用和发展

主要介绍了高强韧钛合金、高温钛合金、低温钛合金和铸造钛合金及钛合金的先进成形技术在航天飞行器上的应用,指出了钛合金发展现状和趋势。其中对粉末冶金技术和超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术做了较详细的介绍。重点介绍了美国和俄罗斯的粉末冶金技术发展现状和我国粉末钛合金技术在多种型号产品研制中的应用情况。同时指出超塑成形/扩散连接新技术为克服钛合金成形昂贵又难以加工而受到限制的问题提供了新途径。     

粉末材料爆炸烧结过程分析

一、前言粉末材料的爆炸烧结是粉末冶金中一种很有发展前途的新工艺。和常规粉末冶金方法相比,这种工艺具有以下几个优点:(1)粉末材料爆炸烧结件仍保持原来粉末材料的性能;(2)可以不用粘结剂而使陶瓷粉末,尤其是非氧陶瓷粉末烧结为陶瓷块材,可以制造一些特殊的合金;(3)可以代替热等静压机。近几十年来,粉末材料的爆炸烧结工艺引起了国内外材料科学工作者、力学工作者的关     

粉末注射成形技术

1 项目简介 粉末注射成形是传统粉末冶金与现代塑料注射成形工艺相结合而形成的一门零部件新型成形技术,其基本工艺过程是:首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混合,经制粒后在加热状态下用注射成形机将粒状料注入模腔内冷凝成形,然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除,最后经烧结致密化得到最终产品。该技术的最大特点是可以直接制造出具有最终形状的零部件,最大限度地减少机加工量和节省原材料,而且材料适应性广,凡是可以制成粉末的金属、合金、陶瓷等均可用此技术直接