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快速成型Mo-Cu合金零件后处理工艺及机理研究

唐哲  
【摘要】:钼铜复合材料有足够的高温强度,有很好的高温燃气烧蚀性以及抗电弧腐蚀性能,加上良好的抗热震性能,在民用及军工方面具有广泛的用途,因此快速成型钼铜合金零件具有很高的研究价值。 本文着重于研究快速成型钼铜合金零件的高温烧结及熔渗工艺,提出了一种基于快速成型技术的制备钼/铜复合材料的新方法。选择了激光快速成型工艺流程,通过在自制的球磨机内将钼粉末与有机材料混合球磨,制得覆膜钼粉,然后将覆膜钼粉激光成型成一个钼铜合金喷管件,再将激光成型件放入真空烧结炉内进行脱脂烧结与低温预烧结,得到一个能进行高温烧结的,有一定保形性的预烧结件。 提出了高温烧结钼骨架结合渗铜的成型件后处理工艺,得到钼/铜复合材料样件。通过预烧结件在还原气氛中的高温烧结试验,得到一个致密度显著增加且有一定机械性能的高温烧结件,在试验基础上对高温烧结工艺进行了深入的理论研究。主要研究结果如下: (1)对钼高温烧结过程中烧结驱动力,烧结机制进行了深入的探讨,认为在驱动力的作用下钼粉末高温烧结致密过程中体积扩散和晶界扩散是主要的扩散机制;通过对烧结过程模拟图的分析,认为烧结致密过程经历了颗粒间烧结颈的长大,空隙的圆化消失,晶粒的合并长大三个过程,且致密过程主要是孔洞的圆化与消失在起作用。 (2)在体积扩散机制的基础上建立了钼粉末高温烧结的数学模型,通过对模型的推导与分析得到了各工艺参数与烧结致密度的关系,对于相关的工艺研究给出了提供了理论帮助。 (3)对高温烧结件进行了熔渗铜的工艺试验,得到了符合了性能要求的钼铜合金喷管件。在试验的基础上,建立了钼高温烧结金属骨架熔渗铜的机理模型,在对机理模型相关力的分析后建立了熔渗过程的数学模型,求解出了相关工艺参数的表达式,并给出了相关工艺参数与熔渗深度的关系式,对于相关工艺研究提供了理论帮助。在理论研究的基础上,分析了钼铜制件性能优化的控制方法。


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