注射成形粘结NdFeB磁体:工艺·性能·应用

综合介绍了几种适于注射成形粘结NdFeB磁体的磁粉制备方法及特点；讨论了粘结剂、改性剂及磁场取向对注射成形NdFeB磁体最终磁性能的影响及其应用市场。在此基础上，指出了今后开展研究工作的方向。     

粉末注射成形耐热不锈钢的工艺研究

以元素混合粉为原料,研究了耐热不锈钢的注射成形工艺.重点讨论了烧结温度、时间及气氛对耐热不锈钢致密度、力学性能及微观组织的影响,获得的最佳工艺为烧结温度1375℃,时间60 min,真空气氛.在此条件下制备了致密度98.12%、抗拉强度510 MPa、铁素体组织的PIM耐热不锈钢.     

AlN-BN复合陶瓷的结构与性能

以碳热还原法合成的AlN粉末和市售BN粉末为原料, 利用无压烧结工艺制备AlN－BN复合陶瓷, 研究了AlN－BN复合陶瓷结构和性能的关系.结果表明: 随着BN含量的增加, 在复合陶瓷中逐渐形成卡片房式结构, 阻碍材料的收缩和致密, 复合材料的致密度下降, 热导率和硬度也随之下降, 综合考虑热导率和硬度因素, 认为利用常压烧结工艺制备可加工AlN－BN复合陶瓷时, BN质量分数在10%～15%之间是合适的, 可以制备出热导率在100～140 W·m-1·K-1, 硬度HRA在55～75之间的AlN－BN复合陶瓷.     

粉末注射成形Fe-50%Ni软磁合金

Fe-50%Ni合金是一种典型的高磁导率和低矫顽力的软磁材料,有着广阔的应用前景.本次实验以羰基铁粉和羰基镍粉为原料粉末,采用注射成形方法制取Fe-50%Ni软磁合金,研究了高能球磨制备粉末对注射成形工艺以及材料性能的影响.研究结果表明与未经过高能球磨的混合粉末相比,高能球磨改变了原料粉末的粒度和粒度组成,提高了粉末的振实密度,进而提高了装载量.通过显微组织分析得知,高能球磨能使两种粉末发生塑性变形并冷焊合,形成了复合粉,促进了两种成分之间发生扩散和固态反应,同时还增加了粉末颗粒的能量,使颗粒表面活化,促进了烧结,提高了烧结材料的致密度.本实验最终获得了高性能的软磁合金材料磁导率41.27 mH/m,饱和磁感应强度1.498 T,矫顽力7.533 A/m.所得到的软磁材料性能优于相应传统粉末冶金方法获得的材料性能.     

金属注射成形Ti-6Al-4V烧结坯的力学性能与烧结时间关系

研究了在1260℃烧结时,烧结时间对Ti-6Al-4V烧结坯力学性能的影响.结果表明平均晶粒尺寸为45 μm的氢化-脱氢粉末样品在1 260C烧结3 h～6 h,其相对密度为95.6%～96.7%、拉伸强度648 MPa～686 MPa、屈服强度526 MPa～615 MPa,但延伸率仅小于4%.90%气雾化(晶粒尺寸为32.5 μm)和10%氢化-脱氢混合粉末样品在1 260℃烧结2 h～6 h,其相对密度大于95%、拉伸强度800 MPa～848 MPa、屈服强度712 MPa～762 MPa、延伸率7.4%～9.5%.混合粉末样品的力学性能几乎达到美国ASTM粉末冶金的标准.     

Mechanical properties and microstructure of Ti-6Al-4V compacts by metal injection molding

Ti-6Al-4V compacts were fabricated by metal injection molding(MIM). Influence of vacuum sintering time on mechanical properties and microstructure of the sintered compacts at 1 260 ℃ were investigated. The experimental results show that the compacts sintered at 1 260 ℃ for 3 -6 h, which was made from hydrogenation-dehydrogenation(HDH) powder(average particles size is 45 μm), have a relative density of 95.6%- 96.7%, ultimate tensile strength of 648 - 686MPa and 0.2% yield strength of 526 - 615MPa; but a lower elongation(＜4%) and that the compacts sintered at 1 260 ℃ for 2 - 6 h, which was made from 90% gas-atomized powder(average particles size is 32.5 μm) and 10 % HDH powder, have higher relative density(＞95 %), ultimate tensile strength of 800 -848MPa,0.2% yield strength of 712 - 762MPa and high elongation (7.4%- 9.5%). When the sintering time is increased,porosity decreases and microstructure of sintered products changes from equiaxed to typical Widmanstatten, the average sizes of prior β grains, α colonies and α phase thickness in the β grains increase accordingly. After HIP treatment,pores obviously become less, microstructure of alloy is refined and mechanical properties are greatly improved.     

表面处理对磁粉抗氧化性及注射成形粘结磁体的影响

对NdFeB磁粉进行了不同表面处理,研究了表面处理对磁粉抗氧化性、喂料流动性及粘结磁体性能的影响规律.结果表明:(1)NdFeB磁粉经改性处理后,粉末在300℃及500℃的氧化增重率大大降低;而且采用先磷酸后硅烷的复合处理工艺要比单一的硅烷处理或单一的磷酸处理效果更好;(2)KH550硅烷耦联剂能有效地改善NdFeB磁粉与尼龙粘结剂相容性,相应制得的喂料流动性要好于未改性磁粉,而且能相对提高NdFeB磁粉的装载量,使得最大装载量(体积分数)达到67%;(3)通过对磁粉表面改性,改善了磁粉与塑料粘结剂的界面特性,不仅提高了注射成形粘结磁体的磁学及力学性能,而且改善了粘结磁体的耐热性能.     

粉末特性对AlN陶瓷致密化的影响

以沉淀前驱物和低温燃烧合成前驱物为原料，利用碳热还原法制备出比表面积分别为4．26m^2／g和17．4m^2／g的两种AlN粉末，以该两种粉末为原料制备AlN陶瓷，研究了粉末比表面积对AlN陶瓷烧结行为的影响。结果表明：粉末比表面积是影响AlN烧结行为的关键因素之一，对于燃烧合成前驱物制备的AlN粉末试样，没有添加Y2O3烧结助剂时在1700℃获得致密，添加Y2O3烧结助剂后，试样的烧结致密化温度降低为1600℃；而对于沉淀前驱物合成的AlN粉末试样，添加烧结助剂后仍需要在高于1800℃才能获得致密。探讨了粉末比表面积对AlN陶瓷烧结行为的影响机理，并利用SEM对陶瓷烧结过程中的显微结构变化进行了表征。     

纯钼的多向锻造数值模拟及实验研究

采用DEFORM–3D有限元模拟软件对纯钼坯体多向锻造大塑性变形过程进行数值模拟,结合锻造实验,研究了变形温度、锻造压下量及锻造工步等对锻件等效应变及其均匀性分布的影响,优选出了反复拔长–镦粗的锻造工艺。研究发现,随着锻造的进行,等效应变分布趋于均匀,在第三次拔长过后,锻件心部等效应变值可达到3.75以上,锻件整体相对密度接近于100%。初始平均晶粒尺寸约55 μm的纯钼烧结坯经多向锻造后,烧结孔洞明显减少,相对密度增加,晶粒尺寸减小至2～3 μm。     

Invar合金电子封装零件的制备及性能

研究了粉末注射成型技术生产Invar合金电子封装零件的工艺。设计一种新型蜡基多聚合物组元粘结剂,其组成:PW,PEG,LDPE,PP,SA的质量分数分别为50%,20%,15%,10%,5%。并依其差热分析结果制定了合理的脱脂工艺。在1350℃氢气烧结时,可制备出性能优良的PIM Invar合金电子封装零件,其致密度、抗拉强度、30~300℃温度内的平均热膨胀系数α30~300℃分别为98.5%、420MPa、4.5×10–6℃–1,其漏气率小于1.4×10–9Pa·m3·s–1。