硬质颗粒增强型新能源汽车铁基粉末冶金阀座的热处理工艺

以W6Mo5Cr4V2高速钢粉末为基体粉末,添加Fe-Mo、Co-Cr-Mo等硬质颗粒,压制成阀座坯体,然后以专用渗铜粉(Cu-Fe-Mn)作为熔渗剂,通过真空高温熔渗制备颗粒增强铁基粉末冶金阀座,进行淬火和回火热处理,研究淬火温度与回火温度对阀座材料基体与硬质颗粒显微硬度以及阀座材料摩擦磨损性能的影响,并通过正交试验优化材料的热处理工艺。结果表明:淬火温度对阀座材料的W6Mo5Cr4V2基体和Fe-Mo、Co-Cr-Mo硬质颗粒硬度和耐磨性能影响较大,在1 140~1 260℃温度下淬火时,Fe-Mo和Co-Cr-Mo硬质颗粒发生明显扩散。淬火对铜覆盖区域的碳化物影响较小,覆盖区域内未溶碳化物较多且尺寸较大。淬火温度为1 220℃时,材料基体以及Fe-Mo和Co-Cr-Mo硬质颗粒的显微硬度(HV)分别为528,892和632。回火温度对阀座的硬度影响小,回火温度为520℃时阀座硬度最高。在淬火温度为1 220℃,回火温度5 20℃,回火次数为3次的条件下,阀座的硬度(HRC)达到49.2,磨损量为0.029 5 g。     

Co-Cr-Mo-Si颗粒强化铁基材料的研制

采用烧结 -熔渗和后续热处理工艺制备了Co Cr Mo Si硬质相颗粒强化的高性能铁基粉末冶金气门座材料。研究了不同状态下材料的显微组织以及Co Cr Mo Si硬质相颗粒和合金元素对材料性能和组织变化的影响。结果表明 ,材料烧结态孔隙多 ,硬质相颗粒与基体结合不完全。熔渗后 ,孔隙明显减少 ,致密度较高 ,显微组织为针状珠光体、铁素体、粒状碳化物和游离铜 ,硬质相颗粒作为独立相存在于组织中 ,并且与基体形成较为理想的界面结合强度。热处理后 ,显微组织为细针状的马氏体、残余奥氏体、游离铜 ,细小粒状的碳化物和以独立相存在的硬质相颗粒。这种组织可以明显提高材料的硬度、密度和强度 ,并且还具有一定的塑性和冲击韧性。合金元素的加入 ,可以细化晶粒 ,提高材料的机械性能     

熔渗量对颗粒增强的高性能铁基耐磨材料性能影响的研究

为研制在某些特殊工况条件下用的高强度、高耐磨性的铁基耐磨材料，采用烧结一熔渗一热处理工艺研制出一种由Co—Cr—Mo—Si颗粒增强的铁基粉末冶金耐磨材料。结果表明：Co—Cr—Mo—Si硬颗粒单独存在于基体中，起颗粒强化的作用。未熔渗时，孔洞多，硬颗粒与基体界面清晰可见，结合强度低，材料性能较差。随着熔渗量的增多，材料的孔隙度减小，硬颗粒与基体界面结合强度好，材料性能明显提高。同时，材料的断裂主要通过铜相的撕裂，呈现明显的塑性断裂特征。因此，足够的熔渗量可获得各相界面结合较好的一种高性能铁基材料。     

感应熔覆Mo2FeB2/Fe耐磨涂层的组织与性能研究

本文采用真空反应烧结合成出Mo2FeB2硬质颗粒,并采用感应熔覆技术在钢基体表面成功制备出以Mo2FeB2为强化相的硬质涂层,并对其组织结构、界面相容性和耐磨性进行了研究。结果表明,在1 350℃真空烧结30min所制得Mo2FeB2硬质相颗粒分布均匀致密且硬度高;感应熔覆Mo2FeB2/Fe涂层的硬质相最佳含量为50%质量分数,涂层组织分布均匀孔洞较少,硬度高达65.5HRC,涂层与基体结合良好。磨损试验表明,Mo2FeB2强化层具有比YG8硬质合金更好的耐磨性。     

Cr12MoV钢表面Ni60-WC复合涂层的烧结熔覆制备及组织性能研究

以Ni60-WC合金粉末为原料,通过烧结熔覆在Cr12MoV钢基体表面制备出Ni60-WC复合涂层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等分析了Ni60-WC复合涂层的相组成、组织形貌、界面结构和剖面硬度分布,研究了烧结温度、保温时间及热处理工艺对复合涂层组织和性能的影响。结果表明:Ni60-WC复合涂层主要由γ-Ni基固溶体和WC、W_2C、B_6Fe_(23)、BNi_3、FeNi等硬质相组成。当烧结温度为1 050℃、保温时间为30 min时,复合涂层微观形貌致密,孔隙数量较少,界面处形成良好的冶金结合。热处理促进了涂层与基体之间合金元素的扩散,有效提高了基体和涂层的硬度,涂层硬度值由59 HRC提高到65 HRC。     

预加铜粉对85W-Cu板材性能的影响

钨铜是一种理想的电子封装基板或热沉材料.采用纯钨粉压坯、2%(质量分数)铜粉和钨粉混合压坯为熔渗对象制备85W-Cu材料,通过比较试样的致密度、显微硬度、显微结构等性能,研究了预加铜粉对熔渗烧结85W-Cu性能影响.实验结果表明预加铜粉能够有效降低钨颗粒的固相烧结,改善板材的冷轧塑性变形能力.但是,预加铜粉对材料的致密化不利,制备的材料致密度较低,且提高熔渗烧结温度不能有效提高致密度.     

粉末冶金马氏体不锈钢材料的研制

在对含碳1%的Cr14MoMnSi马氏体不锈钢材料的粉末冶金工艺研究中,分析烧结温度对密度和硬度的影响。结果表明:该材料有比粉末冶金440C马氏体不锈钢更为宽范的烧结温度;有很高的烧结密度和淬火硬度。该材料合适的粉末冶金工艺为:成形密度5.8～6.0g/cm3;真空烧结温度1235～1255℃,保温时间2h;淬火温度1050℃,冷却介质氮气。烧结态相对密度可达98.6%;淬火硬度54～58HRC。     

熔渗铜对高合金烧结钢组织的影响

研究了熔渗铜对Fe-Cu-5X(Ni、Mo、Cr、W）－C合金组织的影响。实验表明：熔渗铜不仅可以提高材料的密度,而且可以改善材料的组织均匀性,提高材料的合金化程度。     

烧结钢熔渗铜影响因素的研究

研究了原料铁粉、基体骨架密度、熔渗温度和熔渗时间等因素对于渗铜烧结钢力学性能和组织结构的影响。实验表明,上述诸因素对合金的组织和性能具有显著影响。利用该工艺可以制造出密度为7.4~7.9g/cm3,强度与45号钢和20Cr钢相当或更高的粉未冶金结构零件。     

反应球磨热压烧结制备SiC_p/Cu复合材料的耐磨性能研究

以粒度均不大于37μm的Si粉、石墨粉和铜粉为原料,采用反应球磨热压烧结制备了SiC颗粒增强铜基复合材料。采用金相显微镜、SEM等分析手段对制备的复合材料进行组织观察,并对其进行硬度、致密度和耐磨性测试。结果表明,增强相除少量团聚外在基体上均匀弥散分布,增强相与基体相结合良好。铜基复合材料硬度随着增强相含量和烧结温度的升高而变大,增强相含量的影响比烧结温度的影响更显著,铜含量90%时材料的硬度达到135.16 HV,相比纯铜硬度提高了98.88%。材料致密度随烧结温度升高而升高,增强相含量较高时较为显著。随着增强相含量的升高材料的致密度和磨损率均下降。铜含量90%时材料的磨损率为铜含量95%材料磨损率的35%。     

烧结温度对Fe-Cu-Mo-C合金组织和性能的影响

采用机械球磨混粉和真空烧结相结合的方法制备了Fe-Cu-Mo-C合金,研究了不同烧结温度对粉末冶金Fe-Cu-Mo-C合金材料的显微组织、密度、抗拉强度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着烧结温度由1 000℃升高到1 100℃,Fe-Cu-Mo-C合金烧结体组织孔隙数量减少、孔隙尺寸明显降低;当烧结温度提高到1 150℃时,烧结体组织中孔隙尺寸增大。随着烧结温度升高,烧结体的密度、硬度、抗拉强度和伸长率先增大后减小,磨损量先降低后升高。最佳烧结温度为1 100℃,此时烧结体的密度为6.90 g/cm3,抗拉强度为319 MPa,洛氏硬度为34.7 HRC,磨损量为0.087 g。     

GT35钢结硬质合金放电等离子烧结工艺初探

采用正交试验的方法确定了GT35钢结硬质合金放电等离子烧结(SPS)的最佳工艺,并对试样的组织和性能进行了测试分析,得出不同工艺参数对GT35钢结硬质合金性能的影响,并制备了GT35钢结硬质合金。结果表明,SPS制备GT35钢结硬质合金的最佳工艺为:960℃×5min×70MPa,该工艺条件下得到的GT35钢结硬质合金晶粒细小、组织分布均匀,致密度可达99.53%,硬度达到73.5HRC。与传统的烧结方法相比,SPS显著降低了GT35钢结硬质合金的烧结温度,缩短了烧结时间,烧结后材料的硬度也提高了1～2HRC。     

热处理渗铜烧结钢的性能和组织

研究了不同原料铁粉，基体骨架铜含量以及不同淬火温度对渗铜钢热处理后密度，硬度和抗弯强度的影响。结果表明，采用水雾化铁粉添加少量铜中高碳基体骨架，溶渗后经淬火－冷处理－低温回火，其硬度大于ＨＲＣ４５，密度大于７．６０ｇ／ｃｍ＾３抗弯强度达１６００ＭＰａ，组织为回火马氏体加铜相；断裂主要是通过铜相的撕裂，显示出塑性断裂的特微。     

还原铁粉对Fe-1.1Ni-0.5Mo-0.5Cr合金组织与性能的影响

在惰性气体雾化法制备的Fe-1.1Ni-0.5Mo-0.5Cr预合金粉末中添加1.5％的Cu粉和0.6％的C粉(均为质量分数)以及还原铁粉(添加量分别为0、10％、20％和30％),混合均匀后在600 MPa压力下模压,在1 180℃烧结1h.烧结合金经180℃/1h回火处理后,进行密度、硬度、拉伸力学性能检测以及显微...     

烧结温度对石墨/铜复合材料微观组织与性能的影响

通过超声波分散结合机械球磨湿磨法对铜粉和石墨粉进行混料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制备石墨/铜复合材料。运用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和电导仪等表征手段,研究了烧结温度对石墨/铜复合材料的微观组织与性能的影响。结果表明:超声波分散和机械球磨湿磨法可使石墨均匀分散于铜基体,并与铜基体形成良好的界面结合。当烧结温度从700 ℃升高到750 ℃,石墨/铜复合材料的相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率分别提高了1.6%,6.7%,11.3%和5.3%;当烧结温度从750 ℃升高至900 ℃时,其相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率均呈现下降趋势。当烧结温度为750 ℃时,石墨/铜复合材料组织均匀致密,平均晶粒尺寸约为6.4 μm,相对密度为96.3%,维氏硬度（HV_0.5）为60.7,抗压强度为422 MPa、电导率为86.7%IACS,综合性能较优。      

B4C对M3:2粉末冶金高速钢组织与力学性能的影响

本文以水雾化M3:2高速钢预合金粉末为原料,添加适量碳化硼(B4C)粉末颗粒,球磨混合均匀后,经700 MPa单向压制,1190℃和1230℃真空烧结,制备出了综合性能优良的粉末冶金高速钢(powder metallurgy high-speed steel,PM HSS)材料。通过示差扫描量热分析仪(differential scanning calorimeter,DSC)、X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、电子探针显微分析仪(electro-probe microanalyzer,EPMA)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和万能材料试验机等对烧结粉末冶金高速钢进行物相分析、显微结构观察和力学性能测试。结果表明,当添加体积分数为0.3%B4C时,M3:2粉末冶金高速钢的最佳烧结温度可降低约40℃;1190℃烧结温度下,添加体积分数为0.3%B4C的粉末冶金高速钢硬度为HRC 54.1,抗弯强度3074.09 MPa,与达到致密化时未添加B4C的粉末冶金高速钢相比,硬度提升3.6%,抗弯强度提升10.5%。加入的B4C粉末颗粒除了发挥烧结助剂的作用和降低烧结温度外,还会参与合金化,增强材料力学性能。     

TiC颗粒增强铜基复合材料的研究

以电解铜粉和TiC粉为原料, 采用粉末冶金法制备了增强体质量分数为5%、10%、15%、20%的TiC颗粒增强铜基复合材料。通过对显微组织的观察和对相对密度、硬度、电导率、磨损率、摩擦系数的测试, 研究了增强相质量分数、烧结温度对复合材料组织性能的影响。研究结果表明, TiC颗粒除少量团聚外均匀分布在基体上, 并与基体结合良好; 随烧结温度升高, 铜基复合材料的密度和硬度均有所增加; 随增强相质量分数的增加, 硬度增加, 相对密度和电导率均有所下降; 磨损率则表现为先降低后有所增加的趋势, 磨损率在TiC质量分数为15%时最低; 铜基复合材料的摩擦系数明显低于纯铜, 其磨损机制主要以磨粒磨损为主。     

TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金的制备与高温氧化性能

以镍基合金（NiCrCoMo）为粘结相,以碳化钛（TiC）为硬质相,通过粉末冶金技术制备出抗高温氧化的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金。通过优化烧结工艺得到综合性能最佳的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金,测定了钢结硬质合金在不同温度下的氧化动力学曲线,并分析了氧化层的显微形貌。结果表明,经1280 ℃烧结的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金综合性能最佳,密度为6.01 g/cm3,硬度为HRC 65,抗弯强度为1100 MPa。随着氧化温度的升高,TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金的氧化程度明显增加;通过与316L不锈钢钢结硬质合金的氧化动力学曲线对比发现,TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金具有优异的抗高温氧化性能。     

Pressing vacuum sintering of multipowders for manufacturing novel engine valve seat on Gleeble 1500 simulator

Abstract

Patented Fe based multipowders for manufacturing novel engine valve seat were compacted and sintered using a Gleeble 1500 thermal simulator system. Microstructures and properties of the sintered alloy have been studied by hardness test, optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and X-ray diffraction (XRD) analysis. Results indicate that a sintered alloy with a hardness of 38 HRC and a density of 7·23 g cm^?3 can be obtained when the green compacts are sintered at 1240°C for 30 min. It is found that lattice parameters of the alloy matrix increase with increasing sintering temperature. Additionally, the investigation of green compacts' shrinkage during sintering shows that there is a threshold value for the density of the green compacts. When the density of the green compacts is lower than that value, the density of the sintered alloy remains almost constant with increasing density of green compacts. An equation to calculate the threshold density has been suggested as νρ² = C ₁ ρ² + C ₂ m² + C ₃ m ρ.