粉末冶金制備鐵基復(fù)合材料致密化過程的研究
日期：2014-10-18
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粉末燒結(jié)是粉末或粉末壓坯，在適當(dāng)?shù)臏囟群蜌夥諚l件下加熱所發(fā)生的現(xiàn)象或過程。燒結(jié)的結(jié)果是顆粒之間發(fā)生粘結(jié)，燒結(jié)體的強(qiáng)度增加，而且多數(shù)情況下，密度也提高。如果燒結(jié)條件控制得當(dāng)，燒結(jié)體的密度和其它物理、力學(xué)性能可接近或達(dá)到相同成分的致密材料。從工藝上看，燒結(jié)常被看作一種熱處理，即把粉末或粉末毛坯加熱到低于其中主要組分熔點(diǎn)的溫度下保溫，然后冷卻到室溫。
在此過程中，發(fā)生一系列的物理和化學(xué)變化，粉末顆粒的聚集體變?yōu)榫Я５木劢Y(jié)體，從而獲得具有所需物理、力學(xué)性能的制品或材料。有研究分析了VC顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料致密化的過程，表明燒結(jié)對(duì)終產(chǎn)品的性能起著決定性作用。影響燒結(jié)致密的因素很多，例如燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、粉末粒度、壓坯密度以及成分等。鑒于此，本文主要研究了球磨時(shí)間(粒度)、燒結(jié)溫度、活化燒結(jié)中B和C含量、稀土元素對(duì)VC/Fe基復(fù)合材料致密化的影響。
實(shí)驗(yàn)用的原材料及化學(xué)成分為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：56釩鐵粉，7.0石墨，1硼鐵粉，0.4Ce，余量為水霧化鐵粉。配制好各粉末后，選擇粉末球磨時(shí)間有24、36h，燒結(jié)工藝為：以10℃/s的加熱速度分別升溫至1050、1150、1180、1210和1240℃，保溫1h，燒結(jié)后隨爐冷卻至室溫。取出試樣，磨樣拋光并腐蝕。
適當(dāng)延長(zhǎng)粉末的球磨時(shí)間、燒結(jié)時(shí)間，可得到較小尺寸的顆粒，顆粒越小，體積收縮越大，促進(jìn)試樣的燒結(jié)致密化，有利于空隙的逐漸消除。燒結(jié)試樣的佳燒結(jié)溫度為1150～1190℃，隨著稀土元素的加入，加速了燒結(jié)的致密化進(jìn)程。
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