氮气雾化T15M高速钢粉末的组织特性

采用氮气雾化法制备T15M高速钢粉末,分析4个不同粒度段(100~150、60~100、38~60及≤38μm)粉末的氧、氮含量,用扫描电镜(SEM)观察粉末的表面形貌和内部组织,通过X射线衍射(XRD)和小角X射线散射(SAXS)对化学分离出的碳化物进行物相分析和粒度分析。结果表明,所制备的T15M高速钢粉末呈球形,气体含量低,表面相对光滑。不同粒级粉末的氧含量均在10-4以下,氮含量在4×10-4左右,随粒径减小,氧氮含量略有升高。粉末截面组织主要为枝晶组织,150μm以下粒径的粉末中未发现莱氏体共晶相。粉末基体为体心立方相和残余奥氏体,有少量的MC型和M2C型碳化物。从粉末中萃取的碳化物的中位径在100 nm左右,随粉末粒径减小而略微减小。     

真空气雾化制备18Ni300马氏体时效钢粉末及其组织变化

采用真空气雾化法制备18Ni300马氏体时效钢粉末,采用激光粒度仪、扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对粉末的粒径分布、形貌、显微组织和相组成进行分析。结果表明:制备的18Ni300马氏体时效钢粉末粒度呈正态分布,中位径D_(50)为74.22μm,其中粒度小于45μm的粉末占比为28.6%,粉末呈球形或近球形。随着粉末粒径的增大,表面形貌变差,出现卫星球颗粒等不规则形状,并在粉末内部出现中心孔洞。小于45μm的粉末内部组织主要为胞状晶,随着粒径的增大,出现树枝晶并与胞状晶共存,一次晶轴宽度和二次枝晶臂间距也随之增大,在大颗粒粉末中出现放射状二次枝晶;粉末的物相组成主要为体心立方的马氏体(α)相,没有Ni3X等强化相的衍射峰存在。     

气雾化工艺对Fe-Si-Ni-Al-Ti软磁合金粉末物理性能的影响

采用惰性气体雾化法制备Fe-3%Si-2%Ni-0.5%Al-1%Ti软磁合金粉末,通过化学分析、激光粒度分析仪、电子探针等手段分别对粉末的成分、粒度分布和表面形貌进行表征,研究雾化压力、雾化温度和漏嘴直径对粉末粒径和形貌的影响。结果表明:雾化粉末中的Si、Ni、Al、Ti微量元素的成分偏差可控制在±0.2%以内,粉末碳含量可低至0.011%,氧含量低至0.10%。随着雾化压力由4.5 MPa增大到6.5 MPa,粉末的中值粒径减小,粉末粒度分布由双峰变为单峰,粉末球形度增大;随着雾化温度由1 550℃升高至1 650℃,粉末的中值粒径显著减小,粉末球形度先增大后降低;随着漏嘴直径由4 mm增加至6 mm,粉末的中值粒径增加,粉末球形度先增大后降低。实验得到的较优工艺参数为:雾化压力5.5 MPa、雾化温度1 600℃、漏嘴直径5mm,粉末粒度在14.45~71.35μm范围内,中值粒径D50为39.75μm,粉末球形度高,表面光洁。     

EIGA和PREP制备M62轴承钢粉末

采用电极感应熔炼气雾化法(electrode induction melting gas atomization,EIGA)和等离子旋转电极雾化法(plasma rotating electrode process,PREP)分别制备出了高纯度M62轴承钢粉末,利用激光粒度分析仪、氧氮分析仪、扫描电子显微镜对M62轴承钢粉末的粒径分布、氮氧含量、微观形貌进行了对比分析。结果表明：两种粉末都以球形粉为主,其中PREP制备的粉末(M62-PREP)球形度更高,而EIGA制备的粉末(M62-EIGA)中卫星粉和不规则粉末的比例较多;M62-PREP粉末的中值粒度(D₅₀)为108.11μm,明显高于M62-EIGA粉末的中值粒度(D₅₀=38.68μm)。两种粉末成分分布均匀,无明显元素偏析,其中M62-EIGA粉末颗粒内部的晶粒更细,两种粉末都具有良好的流动性。预合金电极棒、M62-PREP粉末、M62-EIGA粉末的N含量(质量分数)分别为0.0070%、0.0072%、0.0068%,N元素的含量变化不大;M62-PREP粉末的O含量(质量分...     

无坩埚熔炼气雾化技术制备高纯球形锆粉

以锆棒为原料,采用自主设计的无坩埚熔炼气雾化设备成功制备出高纯球形锆粉。优化气雾化工艺参数,并探究进料速度与雾化压力对雾化过程的影响机制。通过氧氮氢化学成分分析仪分析粉末的氧氮氢含量,激光粒度分析仪和标准筛测定粉末粒径分布,扫描电子显微镜(SEM)观察粉末的球形度及表面形貌,霍尔流速计测定粉末的流动性和松装密度。试验结果表明,在本试验采用的工艺参数范围内,细粉(粒径45μm)收得率与雾化压力和进料速度呈正比。控制进料速度为45 mm·min~(-1),雾化压力为5.0 MPa时,雾化过程稳定,且细粉的产出率可达40.50%。采用该技术制备的高纯球形锆粉,氧氮含量均可控制在较低的范围内,制备的粉末氧含量为870 ppm,氮含量仅为10 ppm。且制备的粉末粒径可控,表面光洁,形状为球形或近球形,卫星粉较少,具有良好的流动性和松装密度,可用于注射成型、粉末冶金、金属增材制造及核工业等领域。     

EIGA雾化法制备激光3D打印用TC4合金粉末工艺研究

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4合金粉末(15～45μm)。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、激光粒度分析仪(LPS)、粉体特性综合测试仪等设备,对粉末的形貌、物相组成、粒度分布、松装密度及流动性进行表征,同时研究了雾化气体压力和熔体温度对激光3D打印TC4合金粉末收得率影响。结果表明:采用EIGA制备得到TC4合金粉末形貌为近规则球形,粉末表面存在少量"卫星球",粉末由α′-Ti相组成。TC4合金粉末收得率随着雾化气体压力和熔体温度的升高先增加后减小。最佳雾化工艺参数为:雾化气体压力5 MPa,熔体温度1 800℃,此条件下平均粒径D_(50)为81.2μm,15～45μmTC4钛合金粉末收得率为22.3%,流动性为42.5 s,松装密度为2.83 g/cm~3,氧含量1 260×10~(-6),符合激光3D打印用TC4钛合金粉末特征要求。     

VIGA-CC法制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末及其性能研究

以真空自耗电弧熔炼的Ti-35.8Al-18.4Nb（质量分数）合金铸锭为原料,采用水冷铜坩埚真空感应熔炼气雾化制粉技术（water-cooled copper crucible vacuum induction melting-gas atomizing,VIGA-CC）制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末,利用振动筛分法、扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）观察、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）分析等手段对所制备的粉末进行性能表征。结果表明,VIGA-CC技术制备的粉末粒度分布较宽,主要分布在45~150 μm之间,呈正态分布,其中粒径不高于45 μm粉末收得率为15.8%,粒径不低于150 μm粉末收得率为12%;粉末流动性为27.2[s·(50 g)-1],粉末中氧质量分数的增量小于0.01×10-6,粉末整体氧质量分数小于0.06×10-6;TiAlNb合金粉末主要以γ（TiAl）相和α₂（Ti₃Al）相为主,随着粉末粒径的减小,冷却速率逐渐提高,γ（TiAl）相逐渐减少,α₂（Ti₃Al）相逐渐增加;大颗粒粉末表面为枝状冷凝组织,小颗粒粉末为光滑表面。     

电火花等离子体熔蚀法制备PtRh20合金粉末

采用电火花等离子体法在超纯水中制备了铂铑合金(PtRh20)粉末,利用ICP光谱分析仪、扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪等对制粉过程中的杂质含量变化、成品粉末表面形貌、成分及粒度分布进行了分析。结果表明:电火花等离子体熔蚀法制备PtRh20合金粉末效率可达1 000 g/h,粉末纯度较高,由成分相同的高球形度颗粒和絮状物组成,粉末粒径基本在5～60μm之间,平均粒径25μm。     

紧耦合气雾化技术制备选区激光熔化用18Ni300合金粉末的研究

基于紧耦合气雾化技术制备符合选区激光熔化用18Ni300合金粉末, 重点研究了雾化压力对粉末粒度(中值粒径, D₅₀)、粒度分布、球形度、氧含量、流动性和松装密度等特性的影响。结果表明: 雾化压力对上述粉末特性影响显著, 当雾化压力在3.5 MPa到4.5 MPa范围时, 随着压力的提高, 粉末粒度降低、表面形貌改善、流动性变好、松装密度增加。当雾化压力为4.5 MPa时, 所制备的粉末综合特性最优, 粉末粒度(D₅₀)为34 μm, 球形度为0.77, 氧含量为0.02%(质量分数), 流动性为17.4[s·(50g)-1], 松装密度为4.32g·cm-3, 15~53 μm粒径范围粉末收得率为38.1%, 满足选区激光熔化技术对金属粉末性能的要求。     

球形钨粉的制备及粉末特性研究

以团聚严重、不规则形状的还原钨粉为原料,经过球磨处理后,采用射频等离子体球化技术制备球形钨粉。在射频等离子体球化过程中,研究原料粉末形态对球化结果的影响。采用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪和BT-100粉体综合特性测试仪对球磨和球化处理前后粉末的形貌、粒度、松装密度和振实密度进行测试和分析。结果表明:球磨处理后,钨粉颗粒分散状态良好,粒径明显降低,粒度分布明显变窄;经过球化处理后,钨粉颗粒呈规则球形,表面光滑,松装密度和振实密度得到明显提高。     

WC粉末粒度与形貌对硬质合金中WC晶粒度、晶粒形貌与合金性能的影响

探讨了粗颗粒与特粗颗粒两种粒度级别以及平面化表面与球化表面两种形貌特征的WC原料对WC-Co硬质合金中WC晶粒度、晶粒形貌以及合金性能的影响。结果表明,分别采用费氏粒度为11.4￣13.4μm,与22.0￣28.3μm两种粒度级别的WC粉末为原料制备合金,尽管两种合金硬度之间存在明显差别,但是两种合金的晶粒度相差很小,在4.0￣4.3μm之间,同属一种粒度级别。WC原料的原始形貌对合金中WC晶粒形貌与合金性能影响很小,碱金属掺杂原料制备的合金中WC晶粒结晶完整性相对较差。因此,高纯原料是制备高性能硬质合金的基础。     

脉冲激光切丝工艺制备球形钼粉

为了获得高性能的实心球形颗粒钼粉原料,采用脉冲激光切丝法制备球形钼粉。通过筛分、光学显微镜和扫描电子显微镜等研究了所制备钼粉的粒度、形貌、微观组织等物理性能。结果表明,脉冲激光切丝法制备的钼粉形貌呈球形或近球形,表面光滑,没有卫星颗粒或颗粒粘接聚集现象。在试验工艺参数范围内,90%以上的钼粉颗粒粒径在150 μm以上,其中粒径在150～300 μm范围的颗粒占比最大,超过60%。粒径400 μm以下的钼粉通常是内部致密的,而在一些粒径较大的钼粉颗粒中出现内部孔洞,并初步分析了钼粉颗粒及其内部孔洞的形成机制。     

超细金属粉末注射成形在聚变装置钨零部件中的应用

从超细粉末制备、喂料准备、注射工艺、烧结工艺和热等静压处理等方面研究了超细纯钨粉以及超细稀土氧化物弥散增强钨粉的金属注射成形技术,利用该技术制备了聚变装置中的钨零部件,并对这种超细金属粉末注射成形钨零件的微观组织和热力学性能进行了分析。结果表明:超细纯钨粉零件相对密度可达98%以上,平均晶粒尺寸10~15 μm,500℃以上的热导率与锻造钨零件相当;超细稀土氧化物弥散增强钨粉零件相对密度可达99%以上,平均晶粒尺寸3~5 μm,抗热冲击性能优良。     

Effect of microstructure on the mechanism of emission for tungsten-barium dispenser cathodes

The effect of tungsten powder fineness and microstructure parameters of the tungsten skeleton on the emission of dispenser cathodes (DC) in the stages of degassing and high-temperature activation are studied. Quantitative analysis of the cathode surface microstructure is investigated. It is established that the work function of the DC after high-temperature activation does not depend upon the size of tungsten powder particles in the test range of fineness (average particle size 1.4–20 μm) and porosity of the tungsten skeleton (22 and 35%). The time for reaching the maximum DC activity increases with an increase in particle size and skeleton porosity. The highest emission uniformity is exhibited by cathodes with a uniform microstructure prepared from tungsten powder with an average size of 1 and 4 μm. It is shown that the DC emission capacity is connected with the marked three-dimensional structure of BaO-CaO at the cathode surface, and also monatomic films (Ba-O and Ba) and excess oxygen at the surface of the tungsten phase.     

Al-Ni-Co微细球形粉末的制备及SLM成形研究

采用气雾化(IGA)制备了Al-Ni-Co粉末,初筛后的最大粉末粒径小于150μm。分别采用霍尔流速计、XRD、SEM、VSM等测试方法研究了不同粒径范围Al-Ni-Co微粉的微观形貌、相成分、磁性能等。研究表明:微粉的球化率在95%左右;50~80μm范围微粉的流动性相对最好;20μm以下微粉因为粒径偏小,成分偏析较为严重;80~150μm微粉因为粒径过大,表面吸附卫星小颗粒,粗糙度较差;Al-Ni-Co微粉的磁性为软磁,相组成为AlNi和FeCo相。综合比较微观结构、相成分及粉末占比量,选取20~80μm的Al-Ni-Co微粉采用SLM法制备了6组Al-Ni-Co圆柱形磁体,热处理后磁体的密度、磁性等综合性能达到铸造Al-Ni-Co磁体的性能水平。     

Ti?Al?8V?5Fe合金粉末的制备及性能

为制备3D打印用粉末原料,选用真空自耗电弧熔炼技术制备的无“β斑”Ti?1Al?8V?5Fe（Ti185）合金锭,经高温锻造成?100 mm棒材作为电极棒,采用等离子旋转电极雾化技术制备球形Ti185合金粉末,利用振动筛分法、扫描电子显微镜、X射线衍射分析等手段对粉末性能进行表征。结果表明:Ti185合金粉末粒度分布较宽,主要在44～150 μm之间,粉末的氧含量（质量分数）≤0.14%,粒度≤44 μm粉末的收得率为11.6%。粒度≤150 μm粉末的流动性为24.79 [s?(50 g)?1],松装密度为2.79 g?cm?3,振实密度为2.99 g?cm?3。等离子旋转电极雾化技术冷却速度快,所制备的Ti185合金粉末均为β相,粉末颗粒球形度较高,基本无卫星粉。此外,粒度≥124 μm的粉末表面为胞状枝晶组织,存在少量很浅的凸凹不平的微小缩孔,内部组织为快速凝固形成的胞状结构,晶界粗大明显,呈多点形核特征。随着粉末粒度的减小,冷却速度提高,粉末颗粒表面的胞状枝晶组织逐渐减少,粒度44 μm以下粉末颗粒的表面较光滑,内部组织形核点明显增多且呈现放射状生长趋势,组织明显细化。     

钨粉颗粒级配对氧化铝陶瓷金属化方阻的影响

选取3种平均粒径分别为0.2、0.5和1μm的钨粉,将任意2种钨粉按一定的质量比混合后与氧化铝陶瓷共烧,得到氧化铝陶瓷的金属化层,研究钨粉颗粒级配对氧化铝陶瓷金属化方阻的影响。结果表明,钨金属化层的方阻与其烧结致密化程度直接相关,钨金属化层越致密,其表面方阻越低。单独使用其中1种粒度的钨粉与氧化铝陶瓷共烧时,金属化方阻较高。将0.5μm和1μm钨粉混合能显著降低方阻,当两者质量比为45:55时得到的金属化方阻最小(12.10 m/□)。混合钨粉的累积分布曲线符合Dinger-Funk粉体堆积公式,分布模数n越接近0.37,其烧结致密化程度越高,金属化方阻越低。     

Effect of scandia on tungsten oxide powder reduction process

Scandia doped tungsten powders were prepared by spray drying combined with two-step hydrogen reduction.The particle size of doped tungsten powder,powder morphology and doped tungsten matrix were characterized by scanning electron microscope,X-ray diffrac-tion and laser diffraction particle size analyzer,respectively.The reduction behavior of Sc2O3 doped tungsten oxide and the effect of Sc2O3 on the property of tungsten powder were studied by the temperature programmed reduction.The experimental results showed that the pre-cursor powders prepared by spray drying had spherical shape.The addition of Sc2O3 could decrease the reduction temperature of tungsten oxide.The scandia doped tungsten powder had sub-micrometer size in the range of 0.1 to1 μm and scandium distributed evenly in the powder.By using this kind powder,sub-microstructure cathode matrices with semispherical grains and homogenous distribution of scan-dium were obtained.