颗粒增强金属基复合材料的研究进展

介绍了颗粒增强金属基复合材料的发展现状及其分类与特点,着重介绍了铝基、镁基、钛基、铜基及镍基复合材料。综述了颗粒增强金属基复合材料的制备与成形技术;概述了粉末冶金法、多层喷射沉积法、搅拌铸造法、原位合成法以及挤压铸造法等工艺。最后提出了颗粒增强金属基复合材料存在的问题,指出了该复合材料将向组织均匀化、韧性化方向发展。     

雾化沉积技术在MMCs材料制备中的应用

颗粒增强金属基复合材料具有良好的综合力学性能,在航空、航天、兵器、汽车工业中有着广阔应用前景。近年来用雾化沉积技术制备金属基复合材料逐渐受到了重视,喷射沉积的金属基复合材料组织均匀,性能优异。阐述了这一方法的基本原理,并介绍了这一工艺在国内外的一些最新发展趋势。     

颗粒增强锌基复合材料研究现状与展望

颗粒增强锌基复合材料是当前研究较多、比较成熟、应用较广泛的金属基复合材料。综述了颗粒增强锌基复合材料的制备方法、界面微观结构、力学性能及摩擦磨损性能等的研究现状,分析了存在的技术难题,提出了今后的研究重点和发展方向。指出,喷射沉积快速凝固技术是继承传统铸造与粉末冶金发展起来的一种新型快速凝固技术,它将金属熔体的雾化和雾化液滴的沉积两个过程合为一体,直接由液态金属制备具有快速凝固组织特征的大块金属实体,是一种很有潜力的纳米颗粒增强锌基复合材料制备技术。     

铸渗法制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究进展

综述了铸渗法制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料的成分设计原则。从陶瓷预制体制备工艺、铸渗法制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料制备工艺及改善陶瓷颗粒与金属基体润湿性3个方面阐述了复合材料的研究进展。概述了陶瓷颗粒增强金属基复合材料应用现状,并对未来发展进行了展望。     

俄罗斯钛合金半成品的生产与应用（Ⅱ）

本文介绍了金属基复合材料新型制造技术；自蔓延法，ＸＤ法，直接氧化法，Ｌａｎｘｉｄｅ法和喷射共沉积法的基本原理，工艺特点，例举了各种制造方法所制造的金属基复合材料的机械性能，分析了各种制造方法的优缺点，并指出：自蔓延、ＸＤ、直接氧化和ｌａｎｘｉｄｅ法同属原位生长法，其共同优点是工艺简单，产品成本低廉；共同缺点是产品密度低，增强相数量不易控制。而喷射共沉积法属于新型快速凝固金属基复合材料制造方法，其所     

金刚石颗粒/金属基复合材料的研究进展

以金刚石颗粒与某些金属材料复合,可以制备出具备高导热、高耐磨、高硬度等突出性能的功能或工程结构材料,在电子元器件、装备制造、轨道交通等领域具有广阔的应用前景。系统地综述了金刚石颗粒作为增强体制备金属基复合材料的特点及研究现状,总结了金刚石颗粒/金属基复合材料的常用制备技术和方法,提出了金刚石颗粒/金属基复合材料研究中存在的问题。     

颗粒增强铝基复合材料6066Al／SiCp的时效析出特性

采用喷射共沉积工艺制备了6066Al基体铝合金以及含不同体积分数增强颗粒的6066Al/SiCp铝基复合材料，与常规则熔铸＋挤压的基体铝合金比较，喷射共沉积基体铝合金和复合材料的力学性能峰值时效时间明显缩短，即喷射共沉积6066Al和6066Al/SiCp颗粒增强铝基复合材料发生加速时效现象。对材料的微观组织进行常规金相和透射电镜观察，分析了SiCp增强陶瓷颗粒以及喷射共沉积工艺对材料时效析出行为的影响。研究表明：喷射共沉积工艺所形成的非平衡组织中溶质原子浓度高，时效析出驱动力大，有利于时效过程溶质原子扩散和第二相的形核。喷射共沉积材料细化的晶粒组织及复合材料中的高密度位错有利于非均匀形核，是加速材料时效析出动力学过程的主要原因。     

超声波在冶金及金属基复合材料制备过程中的应用

对超声波在冶金及颗粒增强金属基复合材料制备过程中的应用进行了综述。认为超声波在细化金属凝固组织、防止成分偏析、去除夹杂和气体等方面都具有明显的作用。超声波在颗粒增强金属基复合材料制备过程中的主要作用是改善颗粒与合金液润湿性及颗粒分散的均匀性。总结了超声分离技术的机理及研究现状，提出一种很有发展潜力的采用超声分离技术制备颗粒增强金属基表面复合材料的新方法。     

喷射共沉积6066Al/SiCp复合材料的组织与性能

采用喷射共沉积方法和热挤压工艺制备６０６６Ａｌ／ＳｉＣｐ颗粒复合材料,对工艺过程中发生的组织变化和力学性能进行了研究。结果表明,喷射共沉积方法能制备增强颗粒分布均匀,与基体结合好,具有快速凝固组织特征的颗粒增强复合材料锭坯,经过热挤压致密化后,材料组织细小,基体过饱和度明显,析出相在时效过程中迅速析出,粒度细小、弥散,与ＳｉＣ颗粒共同增强基体,力学性能优异。     

喷射沉积技术在制备金属基复合材料中的研究进展

喷射沉积是一种近年来发展迅速的快速凝固近终成型制备技术。由于其产品性能优异、制备工序简单、成本低等特点,已被大量应用于金属基复合材料的制备。介绍了外加法和原位生成法两类喷射沉积技术的工艺特点及其在制备陶瓷相增强金属基复合材料中的应用,并展望其发展趋势。     

轧制复合法制造金刚石-金属复合体的研究

本文采用铜基板和F8钢基板以及MBD6金刚石进行了轧制复合试验,对制得的最终厚度0.12mm的金刚石-金属复合体进行了分析。讨论了轧制复合法（下称RC）试验过程中金刚石的破碎、形态、分布情况及结合强度,评估了RC法用于金属结合剂金刚石胎体制造的可能性。实验结果表明,RC法用于金属结合剂金刚石工具制造是完全可行的。     

颗粒增强金属基复合材料的研究进展

概述颗粒增强金属基复合材料的成型工艺,介绍各种工艺的制备过程、在制备技术中存在的主要问题及解决措施,列举典型制备工艺的优点及应用范围,介绍国内相关的研究成果和应用状况,并对其今后发展的方向进行了探讨。颗粒增强金属基复合材料具有成本低、高强度、高模量、高耐磨性、易于制造等优点。指出颗粒增强钢铁基复合材料是当前研究的重要方向之一,颗粒增强钢铁基复合材料具有广阔的应用前景。     

Manufacture of Nano-Sized Particle-Reinforced Metal Matrix Composites:A Review

Compared to the micro-sized particle-reinforced metal matrix composites, the nano-sized particle-reinforced metal matrix composites possess superior strength, ductility, and wear resistance, and they also exhibit good elevated temperature properties. Therefore, the nano-sized particle-reinforced metal matrix composites are the new potential material which could be applied in many industry fields. At present, the nano-sized particle-reinforced metal matrix composites could be manufactured by many methods. Different kinds of metals, predominantly A1, Mg, and Cu, have been employed for the production of composites reinforced by nano-sized ceramic particles such as carbides, nitrides, and oxides. The main drawbacks of these synthesis methods are the agglomeration of the nano-sized particles and the poor interface between the particles and the metal matrix. This work is aimed at reviewing the ex situ and in situ manufacturing techniques. Moreover, the distinction between the two methods is discussed in some detail. It was agreed that the in situ manufacturing technique is a promising method to fabricate the nano-sized particle-reinforced metal matrix composites.     

还原气氛热压烧结技术及其节能减排效益的研究

采用还原气氛带压的钟罩炉烧结(以下简称还原热压烧结)和传统热压烧结两种方式制备金属结合剂试样条和金刚石节块,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度计、电子万能试验机、磨耗比测定仪和氮/氧分析仪等手段,研究两种烧结技术制备的金属结合剂试样条和金刚石节块的微观组织与宏观性能。结果表明,利用两种不同的烧结方式制备的金属结合剂试样条在微观上表现物相结构相同,低熔点Cu-Zn合金组份没与高熔点Fe-Ni合金组份产生冶金结合;在宏观上还原热压烧结制备的金属结合剂试样条的硬度略低于传统热压烧结的,而其抗弯强度和耐磨性均较优。与传统热压烧结工艺相比,还原热压烧结技术在低温低压下既可提高结合剂对金刚石的把持力,又可降低金刚石的热腐蚀。此外,利用还原热压烧结技术能大大降低成本和减少废气的排放。在实际产品应用中,利用还原热压烧结技术制备的φ350 mm金刚石锯片深受国内外客户的好评。     

熔铸-原位反应喷射成形金属基复合材料制备新技术

研究开发了一种喷射成形金属基复合材料制备新技术———熔铸－ 原位反应喷射成形技术。该技术的突出优点是： 解决了颗粒损失和颗粒在合金基体中分布不均匀的问题; 合金的熔炼、颗粒的生成以及喷射成形金属基复合材料的制备同步进行, 明显缩短了复合材料的制备工艺流程, 降低了材料的制备成本。利用该技术制备了３ ％ ＴｉＣ／Ａｌ 复合材料。研究表明, ＴｉＣ 颗粒在铝基体中分布均匀, 制备的３ ％ ＴｉＣ／Ａｌ 复合材料组织致密     

3D打印金属基金刚石复合材料的试验研究

传统方法制造金属基金刚石复合材料工具时,存在胎体对金刚石包镶强度不够、金刚石有效出刃高度小和难以制造具有特殊复杂结构的金刚石工具等问题,而3D打印技术为金属基金刚石复合材料的设计与制造提供了新的发展契机。本研究从金属材料、激光选区熔化（selective laser melting,SLM）成型工艺参数和金刚石参数3方面进行优选,开展SLM成型金属基复合材料的可行性试验,并进一步开展金属基金刚石复合材料的SLM成型试验。结果表明:采用SLM成型技术可提高金属基金刚石复合材料的性能。但同时,新技术的应用也还存在一些不足之处,需要针对性的深入研究。      

稀土对金属基金刚石节块力学性能的影响

金属基金刚石工具结合剂中添加少量稀土元素可以细化胎体晶粒,净化金刚石与胎体界面,从而改善结合剂与金刚石的界面结合状态。本研究通过在不同类别金刚石节块中添加或不添加稀土元素,观察其力学性能的变化,并进行比较分析,探讨稀土元素对不同类别金刚石节块力学性能的影响机制。实验结果表明稀土元素对不同类别金刚石节块抗弯强度的影响较为显著,同时,在铜基中加入稀土元素,可以加强金刚石与周围胎体的结合状况,提高胎体对金刚石的把持力。研究成果将有利于促进和推广稀土在金刚石工具制造领域中的应用。     

造粒粉末在金刚石工具中的应用

本文介绍了国外滚动式和喷雾式两种造粒工艺。研究了造粒粉末的特性，经测试造粒粉末流动性大幅提高，而松装密度却下降。用SEM观察了造粒粉末的形貌。分析了造粒粉末在金刚石工具中的应用，指明了造粒粉末特别适用于容积投料冷压多层刀头的自动化生产，克服了金刚石在粉料中容易产生的分布不均匀现象。     

Influence on Diamonds During the Spraying of Diamond-Bronze Abrasive Coatings

Detonation spraying provides the opportunity to produce diamond grinding tools for the machining of stone, cement, and concrete. Especially the atmospheric conditions of the spraying process yield in a high production flexibility. However, during detonation spraying, the oxygenic atmosphere as well as the thermal and kinetic energy have an impact on the processed diamond. Despite its importance for the tools’ performance, the influence of the spraying process on the superabrasive diamond is predominantly unknown. The potential decrease of the diamond durability and strength due to degradation effects during the production of sprayed diamond-CuSn 85/15 composites has not yet been determined. X-ray diffraction and Raman spectroscopy were used to verify thermally initiated surface reactions of the sprayed diamonds after exposure to the spraying process. Additionally, reference measurements on the degradation of diamonds in oxidizing and inert conditions were carried out to compare the spraying results. Differential thermal and thermogravimetric analyses were employed. To validate the mechanical properties of the diamond superabrasives, friability tests and fracture force tests were performed. It was found that under optimized detonation spraying conditions the thermal and mechanical impact remains low enough to ensure a good reliability of the processed diamonds. The diamond crystal structure endured the spraying process without detectable graphitization or oxidation. Deterioration indicators were not observed in SEM micrographs, x-ray diffraction patterns or Raman spectra. Furthermore, a high durability and strength of the sprayed diamonds were confirmed by mechanical testing.     

Co含量对金刚石–WC–Co复合材料耐磨性的影响

随着采矿和城市基建等行业的发展,对矿用WC–Co采掘工具的耐磨性提出了更高的要求。通过添加金刚石增强WC–Co矿用工具的耐磨性是一种可行的新思路。在烧结制备金刚石–WC–Co复合材料的过程中钴相作为催化剂会加速金刚石向石墨转变。为研究Co对复合材料中金刚石石墨化程度的影响,采用放电等离子体烧结技术(SPS)制备金刚石–WC–Co复合材料,分析了复合材料中金刚石石墨化程度并采用砂轮法研究了复合材料的磨损性能和磨损机理。结果表明：金刚石–WC–Co复合材料中金刚石可以起到增韧效果;Co含量增加会促进复合材料致密化进程,同时也会降低复合材料的硬度;随着Co含量增加,复合材料材料耐磨性变差。磨损过程中 WC–Co基体率先被磨损去除,金刚石后被磨损,金刚石会增强材料的耐磨性能。