国家自然科学基金(51075405)
- 作品数：10 被引量：23H指数：4
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- 相关领域：冶金工程理学一般工业技术金属学及工艺更多>>
- 添加Nd对注射成形钛合金中氧的分布及力学性能的影响被引量：1
- 2014年
- 采用粉末注射成形工艺制备含钕的钛合金TixNd(x为Nd的质量分数,%),采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针以及硬度和力学性能测试等分析手段,研究钕对注射成形钛合金中氧的分布及力学性能的影响,并分析钕的最佳添加量。结果表明:随钕含量增加,合金的密度和伸长率先增加后降低,其中Ti15Nd的性能最优异,其相对密度为98.2%,强度和伸长率分别达到634 MPa和6.5%,比纯钛分别提高248 MPa和6.5%。纯钛的断裂面呈现解理断裂特征,而Ti15Nd为延性断裂。添加钕能提高钛合金的致密度,并且钕能吸收周围钛基体中的氧原子形成氧化钕,调节TixNd合金中氧的分布,从而有效提高合金的强度和韧性。计算证明氧化钛的分解和氧化钕的形成在热力学上是可行的。建立Ti-Nd扩散模型,考虑钕的蒸发和氧化等因素,计算得出钕的最佳添加量(质量分数)约为4.3%。
- 周蕊何浩李益民
- 关键词：注射成形钛合金显微组织力学性能
- 热处理方式对MIMFe-50Ni合金磁性能的影响被引量：4
- 2013年
- 以羰基铁粉和羰基镍粉为原料粉末,采用金属注射成形(MIM)工艺制备Fe-50%Ni软磁合金,分别采用炉冷、空冷、油冷和液氮冷等4种冷却方式对该合金进行热处理,借助TEM分析和居里温度测量等检测技术系统研究冷却方式对其磁性能的影响,并对不同热处理方式导致试样磁性能差异的根本原因进行分析。结果表明:热处理冷却方式对注射成形Fe-50%Ni软磁合金的密度、杂质含量和晶粒尺寸影响都不大,但对磁性能的影响非常明显,随冷却速率加快,该合金的矫顽力先增大后减小。液氮冷却的试样磁性能最好,其饱和磁感应强度为1.45T,矫顽力为7 A/m,最大磁导率为72.47 mH/m,初始磁导率为10.12 mH/m。油冷和液氮冷却试样中存在亚稳FeNi有序相,导致合金的磁性能大幅提高。
- 朱彩强符志坚何浩熊亮李益民
- 关键词：金属粉末注射成形磁性能
- 基于颗粒模型的取样钳粉末注射成形被引量：1
- 2012年
- 基于颗粒模型对粉末注射成形进行模拟,假设粉末为允许有重叠量的刚性体,黏结剂处理成颗粒间的黏性连接,在PFC3D离散元程序中编程模拟取样钳零件的三维粉末注射成形过程。研究结果表明:在型腔中心区域发生颗粒聚集,产生较大的中心压力,颗粒的填充速度矢量呈中心发散性,界面处颗粒密度明显小于中心区域。尖角部分由于较大的注射阻力难以填充,导致颗粒密度不均而使最终产品产生变形。对取样钳零件的实际注射实验表明确实存在粉末颗粒难以进入具有较大阻力的尖角部位而导致尖角区域存在较多黏结剂,型腔中心区域颗粒密集,而贴近型腔壁颗粒稀疏。这种粉末密度分布不均的现象与颗粒模型模拟的结论相符合。
- 刘煜李益民夏卿坤何浩胡幼华
- 关键词：粉末注射成形
- Fe-2Ni/Fe-2Ni-xCr梯度功能材料的共烧结致密化行为和界面强度被引量：2
- 2012年
- 目前共烧结工艺相容性问题是限制粉末共注射成形以及梯度功能材料制备技术的关键问题之一,由于共烧结异种材料的烧结行为不一致,极易在界面处产生烧结界面应力,造成异种材料共烧结界面变形、开裂等缺陷。因此,对共烧结进行实验研究,探索适当的工艺参数和工艺路线显得极为重要,故本文作者选用Fe-2Ni/Fe-2Ni-0.3C、Fe-2Ni/Fe-2Ni-(0.5、1、3)Cr多种共烧结材料体系进行共烧结相容性研究。结果表明共烧结后的Fe-2Ni/Fe-2Ni-0.3C、Fe-2Ni/Fe-2Ni-0.5Cr、Fe-2Ni/Fe-2Ni-1Cr试样界面结合强度较高,达到甚至超过了强度较弱端的强度,而Fe-2Ni/Fe-2Ni-3Cr共烧结则容易出现裂纹;实验结果说明共烧结会造成试样中存在密度梯度,缩小界面处相容性差异,从而提高界面结合强度。
- 潘文强何浩李益民
- 关键词：界面应力
- 基于颗粒模型的狭小型腔粉末微注射成形被引量：4
- 2010年
- 对粉末喂料假设为圆形颗粒的粘性阻尼模型,在PFC2D离散元程序中进行编程,构建径向尺寸逐步变小的尖角狭小型腔,对狭小型腔的粉末微注射成形填充过程进行模拟和分析,发现狭小型腔的填充过程是以环状或者半环状波形界面进行的,其尖角部分形成近似的月牙形包裹。在尖角处由于纵向接触分力大于横向接触分力,导致颗粒填充困难。通过对粉末微注射成形钳头零件的刃口进行观察,发现存在类似欠注的缺口。扫描电镜证实刃口部位的颗粒致密度低于靠近浇口部位的中心区域,刃口部位粘结剂组分偏多。
- 刘煜李益民夏卿坤何浩王光耀
- 粉末注射成形的离散元模拟实验研究被引量：4
- 2014年
- 建立了粉末注射成形离散元颗粒模型,将粉末离散相不再简化为连续相,而是处理为符合牛顿定律、具有相互作用的颗粒模型,用平行黏结模型近似模拟黏性液桥。将蜡基黏结剂与17-4ph不锈钢粉末经过混料和注射成型得到标准拉伸样和弯曲样注射坯,并进行了单轴拉伸和三点弯曲实验。将实验结果与离散元模拟结果对比分析,发现裂纹形态、位置和力-位移曲线具有一致性,验证了离散元颗粒模型的可靠性,校核了离散元颗粒模型的微观参数。
- 刘煜李益民夏卿坤何浩胡幼华
- 关键词：粉末注射成形离散元
- 添加Ti对MIMHK30不锈钢力学性能和尺寸稳定性的影响被引量：1
- 2013年
- 在气雾化HK30不锈钢粉末中分别添加0、0.4%、0.8%和1.2%的Ti粉(质量分数),采用粉末注射成形法制备HK30不锈钢样品,烧结温度为1 270、1 290和1 310℃,研究Ti含量对HK30不锈钢的密度与抗拉强度和伸长率等力学性能以及尺寸稳定性的影响。结果表明,随Ti含量增加,HK30不锈钢样品的密度、抗拉强度和伸长率都降低;由于Ti优先与材质中的C结合,与Fe结合的C含量减少,提高了液相形成温度,致密化速率降低,使得样品尺寸稳定性提高且避免过烧。最佳的烧结方案及合适的Ti含量为1 290℃/6 h和0.4%Ti,在高温抗拉强度略微降低的基础上可消除样品表面过烧,并提高样品的尺寸稳定性,具有最优的综合性能:相对密度为95.7%,室温抗拉强度535 MPa,800℃下抗拉强度215 MPa,室温伸长率21.7%。
- 沈红仁李益民刘晨何浩
- 关键词：TI含量MIM力学性能尺寸稳定性
- 粉末共注射成形充模流动过程前沿位置及场分布的数值模拟被引量：3
- 2012年
- 对粉末共注射充模流动过程进行数值分析和实验验证。采用实验和数值拟合的方法确定芯/壳层界面的厚度,并运用改进的控制体积法对芯、壳层喂料前沿进行追踪。采用有限元和有限差分法对控制方程组进行数值求解,用Matlab进行程序开发,获得芯、壳层充模过程中的熔体前沿分布以及温度场和压力场的分布情况。将模拟结果与实验结果进行对比分析,发现在充填初期,模拟的喂料前沿位置与实验较为吻合,但随着充填的进行,两者偏差增大,其原因可能是在模拟过程中没有考虑注射坯的收缩。
- 封娟何浩李益民王光耀
- 关键词：数值模拟充模流动
- 中国金属注射成形产业和技术现状——机遇与挑战被引量：5
- 2013年
- 综述了中国金属注射成形(MIM)市场、科研、发展和相关公司情况.分析了其产品主要应用市场,如消费类电子产品、五金器具和汽车配件市场.报道了金属共注射成形、微注射成形、充模模拟和注射材料研究情况.对三种典型的中国金属注射成形公司和他们的产品、技术特点给予了讨论.
- 李益民刘剑敏何浩
- Co-Cr-Mo合金和ZrO_2共烧结及其制品性能被引量：1
- 2014年
- 为获得界面结合良好的Co-Cr-Mo合金/ZrO2连接,研究不同孔隙度的Co-Cr-Mo合金和ZrO2陶瓷分别在1 300、1 350、1 400℃下的单组元烧结行为以及Co-Cr-Mo合金与ZrO2的共烧结行为。测定烧结试样的密度与抗弯强度,利用扫描电镜（SEM）分析Co-Cr-Mo/ZrO2界面元素分布。结果表明：低孔隙度的Co-Cr-Mo合金收缩更快,因而可通过控制Co-Cr-Mo合金的孔隙度来控制其收缩,使其与ZrO2的收缩行为相近;随烧结温度升高,界面结合强度增加;相同温度下高孔隙度的Co-Cr-Mo与ZrO2的界面结合强度比低孔隙度的Co-Cr-Mo与ZrO2的界面结合强度大,1 400℃下烧结2 h,其界面结合强度达到35.06 MPa;随烧结温度升高和Co-Cr-Mo合金孔隙度增加,Co-Cr-Mo合金/ZrO2界面处的孔隙和裂纹减少,同时在垂直于界面方向存在1个1~2μm厚度的元素扩散区域。
- 刘剑敏李益民何浩
- 关键词：钴铬钼合金氧化锆界面结合强度
