振蕩壓力燒結(jié)制備W-Ni-Fe難熔合金及工藝優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2021-11-07 00:51
W-Ni-Fe難熔合金具有密度高,強度高,韌性好以及其它優(yōu)異的性能在國民生活中得以廣泛的應(yīng)用,在兵器工業(yè)中如穿甲彈、破甲彈和穿爆燃彈,在航空航天領(lǐng)域中可以用作導(dǎo)航儀表的陀螺儀外緣轉(zhuǎn)子,在核工業(yè)中主要用于防射線屏蔽材料等,因而,W-Ni-Fe難熔合金是一種極為重要的戰(zhàn)略性材料。然而,由于難熔合金具有熔點高,難于燒結(jié)等因素,同時也由于工藝和技術(shù)的局限性,嚴(yán)重影響著W-Ni-Fe難熔合金的性能,制約著難熔合金的應(yīng)用范圍。因此,發(fā)展新型燒結(jié)技術(shù),制備出性能優(yōu)良、晶粒尺寸細(xì)小、組織均勻的W-Ni-Fe難熔合金具有重要的現(xiàn)實和戰(zhàn)略意義。本文以90W-7Ni-3Fe難熔合金為研究對象,采用振蕩壓力燒結(jié)技術(shù)對90W-7Ni-3Fe難熔合金粉末進行燒結(jié),由于,振蕩壓力燒結(jié)技術(shù)是在熱壓燒結(jié)的基礎(chǔ)上,采用一定頻率的振蕩壓力作為燒結(jié)驅(qū)動力,振蕩壓力燒結(jié)的驅(qū)動力是一種動態(tài)壓力,區(qū)別于傳統(tǒng)的恒定靜態(tài)壓力,但是,這也說明振蕩壓力燒結(jié)技術(shù)與傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系。因此,在本文中,采用振蕩壓力燒結(jié)技術(shù)和熱壓燒結(jié)技術(shù)等兩種燒結(jié)技術(shù)對90W-7Ni-3Fe難熔合金粉末進行燒結(jié)對比,從燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間等角度出...
【文章來源】:鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院河南省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鎢合金壓焊頭
1緒論-2-(8)可焊接性相對良好。W-Ni-Fe難熔合金可以用鋼、銀焊接料等進行釬焊,如圖1.1;圖1.1鎢合金壓焊頭(9)機加工性能較好。由于W-Ni-Fe難熔合金的延性相對表現(xiàn)優(yōu)異,一方面可以進行如車、銑等機加工,另一方面,還可以進行如軋制、鍛造加工等發(fā)生形變較大的強化處理。(10)耐高溫性能良好。W-Ni-Fe難熔合金在800℃或者更高的溫度時仍然能夠保持一定的強度。目前,W-Ni-Fe難熔合金已廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代軍工工業(yè)、航空航天和民用工業(yè)中,如兵器工業(yè)中的穿甲彈和破甲彈,如圖1.2;在航空航天工業(yè)中可以用作導(dǎo)航圖1.2穿甲彈儀表的陀螺儀外緣轉(zhuǎn)子、可以在飛機上用作慣性旋轉(zhuǎn)元件等,如圖1.3;在核工業(yè)中主要用于防射線屏蔽材料等;在電氣工業(yè)、機械制造領(lǐng)域中可以用作電火花加工用電極材料、點焊材料、做模具及車銑刀刀頭、高檔轎車的曲軸以及用作手機上的振子材料等,因而,W-Ni-Fe難熔合金使其成為了一種極為重要的戰(zhàn)略金屬。
1緒論-3-圖1.3鎢合金航空零件難熔合金以其難熔而著稱,而制備性能優(yōu)良的W-Ni-Fe難熔合金的難點在于燒結(jié)方面困難,在燒結(jié)時容易因為較高的燒結(jié)溫度以及較長的燒結(jié)時間,而導(dǎo)致樣品發(fā)生晶粒長大,氣孔較多,以及密度較低等情況發(fā)生。目前,除了一些傳統(tǒng)的燒結(jié)工藝如凝固技術(shù)、固相燒結(jié)技術(shù)、液相燒結(jié)技術(shù)等,也有一些新的燒結(jié)方法在發(fā)展,如微波燒結(jié)、SPS燒結(jié)以及新型振蕩壓力燒結(jié)等,這些技術(shù)在解決W-Ni-Fe難熔合金的難點或多或少都有自己的一些優(yōu)勢,當(dāng)然也有一定的局限性,如理論不成熟或者實驗結(jié)果的不確定性等因素。1.2難熔合金的制備技術(shù)1.2.1凝固及其他技術(shù)凝固技術(shù),其以凝固原理為依托,在樣品的凝固過程中對其進行控制的一種手段,主要是依據(jù)實際性能方面需求以及材料自身的特點等,來獲得與預(yù)期性能要求相差不大的的微觀組織、無凝固缺陷的鑄件或鑄錠等,主要分為定向凝固技術(shù)和快速凝固技術(shù)。(1)定向凝固技術(shù)定向凝固技術(shù),主要是在凝固過程中采取特殊的手段,使金屬的凝固體和未凝固熔體之間能夠形成一定方向的溫度梯度,這樣可能夠促使熔體在凝固時與熱流流動方向相反,以此可以得到一種具有特定取向的柱狀晶[4]。定向凝固技術(shù)主要分為發(fā)熱劑法、功率降低法、高速凝固法、液態(tài)金屬冷卻法等。而現(xiàn)階段,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,定向凝固技術(shù)也得到了一定的發(fā)展,如形成了區(qū)域熔化-液態(tài)金屬冷卻法、磁成形定向凝固技術(shù)、過冷定向凝固技術(shù)、連續(xù)定向凝固法(OCC)、二維定向凝固技術(shù)(BDS)等新型的定向凝固技術(shù)[5]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多路粉末送進激光立體成形鎢合金組織凝固形態(tài)分析[J]. 楊海歐,王猛,魏雷,林鑫,黃衛(wèi)東. 中國表面工程. 2018(03)
[2]振蕩壓力燒結(jié)法制備高致密度細(xì)晶粒氧化鋯陶瓷[J]. 李雙,謝志鵬. 無機材料學(xué)報. 2016(02)
[3]高比重鎢合金的研究現(xiàn)狀[J]. 王松,陳宏燕,胡潔瓊,謝明,楊有才,張吉明,陳永泰,劉滿門,崔浩. 貴金屬. 2011(03)
[4]微波燒結(jié)W-Ni-Fe高比重合金及其機理研究[J]. 彭元東,易健宏,吳彬,葉途明,李麗婭,羅述東. 稀有金屬材料與工程. 2008(01)
[5]W-Ni-Fe高比重合金的SPS燒結(jié)行為[J]. 梅雪珍,賈成廠,尹法章,陳黎亮. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2007(05)
[6]微波燒結(jié)工作原理及工業(yè)應(yīng)用研究[J]. 劉繼勝. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2007(02)
[7]定向凝固理論及技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 彭廣威,劉健,李理,曾斌. 鑄造設(shè)備研究. 2005(04)
[8]燒結(jié)溫度對高鎢重合金性能的影響[J]. 吳恩熙,吳愛華. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2004(01)
[9]微波燒結(jié)原理與研究現(xiàn)狀[J]. 范景蓮,黃伯云,劉軍,吳恩熙. 粉末冶金工業(yè). 2004(01)
[10]放電等離子加壓燒結(jié)(SPS)技術(shù)特點及應(yīng)用[J]. 張東明,傅正義. 武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 1999(06)
碩士論文
[1]液相燒結(jié)90W-7Ni-3Fe高密度鎢合金組織性能研究[D]. 胡海.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]高密度鎢合金機械合金化及強化燒結(jié)工藝研究[D]. 周少華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]難熔金屬(V、Nb、W)低指數(shù)表面熔化的分子動力學(xué)模擬研究[D]. 陽喜元.湖南大學(xué) 2005
[4]W-Ni-Fe系高密度合金力學(xué)性能的研究[D]. 吳愛華.中南大學(xué) 2004
本文編號:3480844
【文章來源】:鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院河南省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鎢合金壓焊頭
1緒論-2-(8)可焊接性相對良好。W-Ni-Fe難熔合金可以用鋼、銀焊接料等進行釬焊,如圖1.1;圖1.1鎢合金壓焊頭(9)機加工性能較好。由于W-Ni-Fe難熔合金的延性相對表現(xiàn)優(yōu)異,一方面可以進行如車、銑等機加工,另一方面,還可以進行如軋制、鍛造加工等發(fā)生形變較大的強化處理。(10)耐高溫性能良好。W-Ni-Fe難熔合金在800℃或者更高的溫度時仍然能夠保持一定的強度。目前,W-Ni-Fe難熔合金已廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代軍工工業(yè)、航空航天和民用工業(yè)中,如兵器工業(yè)中的穿甲彈和破甲彈,如圖1.2;在航空航天工業(yè)中可以用作導(dǎo)航圖1.2穿甲彈儀表的陀螺儀外緣轉(zhuǎn)子、可以在飛機上用作慣性旋轉(zhuǎn)元件等,如圖1.3;在核工業(yè)中主要用于防射線屏蔽材料等;在電氣工業(yè)、機械制造領(lǐng)域中可以用作電火花加工用電極材料、點焊材料、做模具及車銑刀刀頭、高檔轎車的曲軸以及用作手機上的振子材料等,因而,W-Ni-Fe難熔合金使其成為了一種極為重要的戰(zhàn)略金屬。
1緒論-3-圖1.3鎢合金航空零件難熔合金以其難熔而著稱,而制備性能優(yōu)良的W-Ni-Fe難熔合金的難點在于燒結(jié)方面困難,在燒結(jié)時容易因為較高的燒結(jié)溫度以及較長的燒結(jié)時間,而導(dǎo)致樣品發(fā)生晶粒長大,氣孔較多,以及密度較低等情況發(fā)生。目前,除了一些傳統(tǒng)的燒結(jié)工藝如凝固技術(shù)、固相燒結(jié)技術(shù)、液相燒結(jié)技術(shù)等,也有一些新的燒結(jié)方法在發(fā)展,如微波燒結(jié)、SPS燒結(jié)以及新型振蕩壓力燒結(jié)等,這些技術(shù)在解決W-Ni-Fe難熔合金的難點或多或少都有自己的一些優(yōu)勢,當(dāng)然也有一定的局限性,如理論不成熟或者實驗結(jié)果的不確定性等因素。1.2難熔合金的制備技術(shù)1.2.1凝固及其他技術(shù)凝固技術(shù),其以凝固原理為依托,在樣品的凝固過程中對其進行控制的一種手段,主要是依據(jù)實際性能方面需求以及材料自身的特點等,來獲得與預(yù)期性能要求相差不大的的微觀組織、無凝固缺陷的鑄件或鑄錠等,主要分為定向凝固技術(shù)和快速凝固技術(shù)。(1)定向凝固技術(shù)定向凝固技術(shù),主要是在凝固過程中采取特殊的手段,使金屬的凝固體和未凝固熔體之間能夠形成一定方向的溫度梯度,這樣可能夠促使熔體在凝固時與熱流流動方向相反,以此可以得到一種具有特定取向的柱狀晶[4]。定向凝固技術(shù)主要分為發(fā)熱劑法、功率降低法、高速凝固法、液態(tài)金屬冷卻法等。而現(xiàn)階段,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,定向凝固技術(shù)也得到了一定的發(fā)展,如形成了區(qū)域熔化-液態(tài)金屬冷卻法、磁成形定向凝固技術(shù)、過冷定向凝固技術(shù)、連續(xù)定向凝固法(OCC)、二維定向凝固技術(shù)(BDS)等新型的定向凝固技術(shù)[5]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多路粉末送進激光立體成形鎢合金組織凝固形態(tài)分析[J]. 楊海歐,王猛,魏雷,林鑫,黃衛(wèi)東. 中國表面工程. 2018(03)
[2]振蕩壓力燒結(jié)法制備高致密度細(xì)晶粒氧化鋯陶瓷[J]. 李雙,謝志鵬. 無機材料學(xué)報. 2016(02)
[3]高比重鎢合金的研究現(xiàn)狀[J]. 王松,陳宏燕,胡潔瓊,謝明,楊有才,張吉明,陳永泰,劉滿門,崔浩. 貴金屬. 2011(03)
[4]微波燒結(jié)W-Ni-Fe高比重合金及其機理研究[J]. 彭元東,易健宏,吳彬,葉途明,李麗婭,羅述東. 稀有金屬材料與工程. 2008(01)
[5]W-Ni-Fe高比重合金的SPS燒結(jié)行為[J]. 梅雪珍,賈成廠,尹法章,陳黎亮. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2007(05)
[6]微波燒結(jié)工作原理及工業(yè)應(yīng)用研究[J]. 劉繼勝. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2007(02)
[7]定向凝固理論及技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 彭廣威,劉健,李理,曾斌. 鑄造設(shè)備研究. 2005(04)
[8]燒結(jié)溫度對高鎢重合金性能的影響[J]. 吳恩熙,吳愛華. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2004(01)
[9]微波燒結(jié)原理與研究現(xiàn)狀[J]. 范景蓮,黃伯云,劉軍,吳恩熙. 粉末冶金工業(yè). 2004(01)
[10]放電等離子加壓燒結(jié)(SPS)技術(shù)特點及應(yīng)用[J]. 張東明,傅正義. 武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 1999(06)
碩士論文
[1]液相燒結(jié)90W-7Ni-3Fe高密度鎢合金組織性能研究[D]. 胡海.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]高密度鎢合金機械合金化及強化燒結(jié)工藝研究[D]. 周少華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]難熔金屬(V、Nb、W)低指數(shù)表面熔化的分子動力學(xué)模擬研究[D]. 陽喜元.湖南大學(xué) 2005
[4]W-Ni-Fe系高密度合金力學(xué)性能的研究[D]. 吳愛華.中南大學(xué) 2004
本文編號:3480844
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