基于粘弹性理论异种材料的共烧结致密化

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1、第 21卷第 6期中国有色金属学报2011年 6月Vol.21 No.6TheChinese JournalofNonferrous MetalsJun. 2011文章编号：10040609(2011)06138907 基于粘弹性理论异种材料的共烧结致密化刘攀，何浩，李益民(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083)摘要：基于加压烧结粘弹性流动理论，引入烧结速率不匹配造成的界面应力，并考虑界面应力分布情况，建立两种材料共烧结致密化模型，描述共烧结界面应力对共烧结致密化的影响。通过两种材料自由烧结数据，进行材料参数拟合；通过拟合得到的材

2、料参数进行共烧结致密化模型模拟。结果表明：共烧结会使得试样中存在密度梯度，并且可能加大或者缩小界面处密度差异，对共烧结后界面结合强度造成影响。采用不同孔隙率的铜粉共烧结进行验证，实验测得共烧结试样密度梯度分布以及界面处密度差异变化和模型预测结果一致。关键词：共烧结；致密化；烧结理论；密度梯度中图分类号：TF121 文献标志码：ACosintering densification of heterogeneousmaterials based on viscoelastic theoryLIUPan,HEHao,LIYimin (StateKe

3、yLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha 410083,China)Abstract:Amodelbasedonviscoelastictheorywasestablishedoncosinteringdensification.Theinterfacestresscaused bymismatchdensificationrateswasmodeledandcalculated.The interface stressdistributionwas consi

4、deredinthe model.The modelwas simulated with theparameters fittedbyfree sinteringofdifferentmaterials.The results showthatthe densitygradientincosinteringsamplesis causedbyinterface stress,the densitydifferenceatcosinteringinterface maybeenlargedorminimized,andthushasdiffer

5、enteffects oninterface bondingstrength.Theexperimentalverification wasconducted byusingcopperpowderwith differentpowderloadings.Thedensitygradients anddensitydiscrepancyatinterfacemeasured intheexperimentagree wellwith themodelpredictions.Keywords:cosintering;densification;

6、sinteringtheory;densitygradient粉末共注射技术是在传统粉末注射成形基础上发序，这一过程中两种粉末颗粒的聚集体变成晶粒的聚展起来的一项新的成形工艺，通过不同的方式把多种结体，从而获得具有所需物理、力学性能材料的组合。组分在模具内复合注射成形，整合各组分的优越性能，不同粉末由于其元素种类以及含量、粉末形貌和粒度，可以在一个生产步骤内获得功能性和形状复杂性相统或者共注射过程中的粉末装载量不同，烧结收缩速率一的成形坯，实现表层/芯层具有不同材料及功能的结存在很大差异，因此，会在共烧结界面处产生不匹配构，例如梯度硬质合金刀

7、具、齿轮、滤芯、内致密外应力，造成烧结开裂或者变形等缺陷。由于注射成形多孔牙科种植体，再将成形坯中的粘结剂脱除，经烧要加入大量的粘结剂，生坯密度较低，烧结过程中会[1] 结致密化得到最终产品。出现比传统粉末冶金更大的收缩，因此更加大了共烧成形后的共烧结是共注射成形非常重要的一道工结产生缺陷的可能性。基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目(2007AA03Z114)；国家自然科学基金资助项目(50721003)收稿日期：20100628；修订日期：20100729通信作者：何浩，博士；电话：073188836113；Email: he_hao

8、555@yahoo.com.cn1390 中国有色金属学报2011年 6月[9] 国外研究者对多种材料共注射共烧结进行实验研在加压烧结情况下，多孔体的应变速率方程如