張 寒,王軍平,朱桐宇,張順孝,潘傳龍,艾利君

(中核四0四有限公司,甘肅 蘭州 732850)

在核燃料循環(huán)體系中,氧化物陶瓷核燃料是核反應(yīng)堆重要的組成部分[1],主要包括UO2燃料、REMIX燃料、LWR-MOX燃料和MOX燃料[2-4]。UO2燃料、REMIX燃料、LWR-MOX燃料和MOX燃料在國外示范快堆已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用[5-8],國內(nèi)UO2燃料使用較為廣泛,但REMIX燃料、LWR-MOX燃料和MOX燃料等氧化物陶瓷燃料相關(guān)研究較少[9-11]。

氧化物陶瓷燃料芯塊制備主要分為:粉末預(yù)處理、成型壓制和燒結(jié)[12-14]。其中成型壓制是僅次于燒結(jié)的重要工序。燃料生坯屬于易碎物體,壓制生坯的性能在很大程度上決定著燒結(jié)芯塊的性能,生坯的各類缺陷往往是芯塊的重大缺陷來源,很難在燒結(jié)過程中消除,從而增加了廢料產(chǎn)生的比例。由于陶瓷燃料屬于珍貴核材料,因此減少生坯產(chǎn)生的性能缺陷對(duì)于芯塊制備合格率、有效利用核材料至關(guān)重要。生坯性能缺陷主要表現(xiàn)在生坯強(qiáng)度低、掉蓋、爆頭、破碎、裂紋、毛刺、表面劃痕等。生坯強(qiáng)度低會(huì)導(dǎo)致在生坯裝舟過程中出現(xiàn)破碎,增加了廢料的產(chǎn)生,并且破碎生坯收集困難,極大影響生產(chǎn)效率;生坯出現(xiàn)掉蓋、爆頭、破蘇、毛刺等現(xiàn)象表明生坯不合格,無法轉(zhuǎn)入燒結(jié)工序;生坯裂紋和劃痕在燒結(jié)過程中不會(huì)消失,相反會(huì)繼續(xù)存在,并阻止燒結(jié)擴(kuò)散過程,從而導(dǎo)致芯塊的微觀缺陷和富集相形成。

在核燃料制造領(lǐng)域,我國已全面掌握旋轉(zhuǎn)壓機(jī)制造技術(shù),并成熟地應(yīng)用于壓水堆燃料生產(chǎn)制備[15],如中核建中核燃料元件廠的旋轉(zhuǎn)壓機(jī),產(chǎn)能大、自動(dòng)化程度高、生坯成型好,充分滿足AF3G等燃料元件的制造。但由于鈾钚氧化物燃料(如MOX燃料)的高輻照特性,要求設(shè)備維護(hù)維養(yǎng)簡單便捷,因此旋轉(zhuǎn)壓機(jī)未應(yīng)用到鈾钚氧化物燃料制備中。鈾钚氧化物燃料在國內(nèi)核燃料領(lǐng)域首次使用多沖頭中模浮動(dòng)壓制設(shè)備,中模浮動(dòng)壓制技術(shù)尚未形成系統(tǒng)性研究體系,相關(guān)研究較少[16]。因此有必要對(duì)鈾钚氧化物陶瓷中模浮動(dòng)壓制生坯性能與缺陷進(jìn)行系統(tǒng)性研究,掌握鈾钚氧化物陶瓷中模浮動(dòng)壓制各項(xiàng)性能與缺陷產(chǎn)生的原因和解決措施,為氧化物陶瓷燃料的相關(guān)研究提供技術(shù)支持。

本文擬對(duì)比研究煅燒Al2O3和科密歐Al2O3粉末的壓制參數(shù)對(duì)生坯性能的影響,以更好地理解中模浮動(dòng)壓制過程的影響機(jī)理。因?yàn)殪褵鼳l2O3的壓制生坯強(qiáng)度較低,與陶瓷燃料生坯的易碎性能類似,擬開展模擬料煅燒Al2O3中模浮動(dòng)壓制生坯外觀缺陷研究,分析生坯掉蓋、爆頭、破碎、裂紋、毛刺、表面劃痕等缺陷產(chǎn)生的原因和解決措施。通過上述研究,為我國鈾钚氧化物陶瓷燃料相關(guān)研究提供技術(shù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 主要材料

SJL-500高溫電阻燒結(jié)爐,德國XERION;三維混料儀器,非標(biāo),北京博德恒悅科貿(mào)有限公司;尺寸外檢系統(tǒng),非標(biāo),日本日立公司;Sigma500掃描電鏡(SEM),德國蔡司公司。

科密歐氧化鋁粉末,200～300目,天津科密歐化學(xué)試劑有限公司,分析純;煅燒氧化鋁粉末,分析純,上海航天技術(shù)研究院。

壓制前對(duì)氧化鋁粉末進(jìn)行球磨、混料、制粒、混合球化處理,硬脂酸鋅添加總量為0.8%(必須使用新的硬脂酸鋅粉末),其中混料階段硬脂酸鋅添加量為0.5%,混合球化階段硬脂酸鋅添加量為0.3%。

1.2 生坯壓制與燒結(jié)

1) 生坯壓制

采用多沖頭中模浮動(dòng)壓制設(shè)備(非標(biāo))進(jìn)行生坯壓制,具體過程如下:1) 將中模浮動(dòng)至填料高度,氧化鋁粉末通過壓制成型設(shè)備的料斗填料至中模模腔內(nèi),隨后壓制成型設(shè)備通過油缸對(duì)模具上沖進(jìn)行加壓過程中,將中模下降至壓制位置;2) 上沖頭加壓至設(shè)置壓力時(shí),開始?jí)褐?并保壓一段時(shí)間;3) 隨后壓力下降到脫模維持壓力;4) 在脫模維持壓力下中模下降完成生坯脫模。

對(duì)壓制后的生坯進(jìn)行密度、強(qiáng)度檢測(cè),并統(tǒng)計(jì)外觀缺陷種類和個(gè)數(shù)。

根據(jù)鈾钚氧化物燃料芯塊性能,設(shè)計(jì)了鈾钚氧化物壓制模具,其設(shè)計(jì)圖如圖1所示,上沖頭和下沖頭直徑6.10 mm,中心針直徑2.00 mm,陰模直徑6.15 mm。

圖1 壓制模具設(shè)計(jì)圖

2) 生坯燒結(jié)

將不同硬脂酸鋅添加量的氧化鋁生坯進(jìn)行燒結(jié)試驗(yàn),燒結(jié)設(shè)備為高溫電阻批次爐(德國XERION),燒結(jié)方法為批次燒結(jié),全程干氫燒結(jié),并控制爐壓穩(wěn)定在8～12 kPa,燒結(jié)條件為400 ℃脫蠟2 h,1 650 ℃燒結(jié)5 h。對(duì)燒結(jié)后的芯塊進(jìn)行密度和微觀組織表征。

1.3 表征

生坯和芯塊的微觀組織采用SEM進(jìn)行表征。強(qiáng)度采用萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試,軸向壓潰強(qiáng)度的計(jì)算公式如下:

(1)

其中:K軸向?yàn)檩S向強(qiáng)度,MPa;F軸向?yàn)檩S向壓潰負(fù)荷,N;S為軸向受力面積,mm2。

2 結(jié)果與討論

2.1 中模浮動(dòng)壓制參數(shù)對(duì)生坯性能的影響

1) 壓制壓力

壓制壓力對(duì)生坯密度的影響如圖2a所示。由圖2a可見,隨著壓制壓力的增大,生坯密度逐漸增加。這是因?yàn)閴褐茐毫Φ脑黾訒?huì)導(dǎo)致顆粒變形和破碎,顆粒間的接觸面加大,顆粒間的孔隙度降低,同時(shí)氣體通過壓制模具預(yù)留縫隙排出生坯,因此密度有較大提高[17]。隨著壓制壓力從40 kN增加到160 kN,科密歐氧化鋁生坯密度由35.65%增加至40.42%;煅燒氧化鋁生坯密度由52.54%增加至56.79%。科密歐氧化鋁的生坯密度始終小于煅燒氧化鋁。

圖2 壓制壓力對(duì)兩種氧化鋁密度和強(qiáng)度的影響

壓制壓力對(duì)生坯強(qiáng)度的影響如圖2b所示。由圖2b可見,隨著壓制壓力的增大,生坯強(qiáng)度逐漸增大。粉末顆粒之間的機(jī)械咬合力是生坯具有一定強(qiáng)度的主要原因。當(dāng)壓制壓力增加時(shí),粉末顆粒的位移和變形更加顯著,使得顆粒間的結(jié)合更緊密,所以生坯的強(qiáng)度明顯提高。隨著壓制壓力從40 kN增加到160 kN,科密歐氧化鋁生坯強(qiáng)度由4.07 MPa增加至22.31 MPa;煅燒氧化鋁生坯強(qiáng)度由0.64 MPa增加至2.58 MPa?？泼軞W氧化鋁的生坯強(qiáng)度大于煅燒氧化鋁。

粉末的壓縮性是指粉末在規(guī)定的壓制條件下被壓緊的能力,粉末的成型性是指粉末壓制后,壓坯保持既定形狀的能力[18]。壓制壓力對(duì)生坯密度和強(qiáng)度的影響結(jié)果表明,科密歐氧化鋁粉末的成型性大于煅燒氧化鋁粉末,但壓縮性小于煅燒氧化鋁粉末。壓制粉末的成型性和壓縮性呈反比。

兩種氧化鋁粉末的性能參數(shù)如表1所列。由表1可知,科密歐氧化鋁的微觀形貌為不規(guī)則多邊形,煅燒氧化鋁為球形,所以煅燒氧化鋁的壓縮性大于科密歐氧化鋁,而球形物料因?yàn)樵趬褐七^程中無法緊密咬合,因此球形物料的成型性差于不規(guī)則多邊形,同時(shí)粉末的強(qiáng)度越高,生坯的壓縮性越低。松裝密度對(duì)壓制的影響是,松裝密度越大,生坯的壓縮性越強(qiáng),而松裝密度大的物料往往呈球形。因此粉末的松裝密度、強(qiáng)度和微觀組織結(jié)果與其宏觀生坯密度和生坯強(qiáng)度結(jié)果一致。也證明了粉末的強(qiáng)度、微觀形貌、松裝密度是導(dǎo)致不同物料生坯的壓縮性和成型性差異的主要原因[17-18]。

黃培云壓制理論廣泛應(yīng)用于一般粉末壓制成型領(lǐng)域,經(jīng)過理論推導(dǎo)和大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,黃培云院士提出了壓制雙對(duì)數(shù)方程,該方程的推導(dǎo)過程考慮了彈性體和黏性的胡克定律,結(jié)合了應(yīng)變弛豫和應(yīng)力弛豫的影響,并引入了標(biāo)準(zhǔn)線性固體的概念[18]。該方程如下:

(2)

其中:ρ為生坯密度,g/cm3;ρ0為粉末松裝密度,g/cm3;ρm為粉末理論密度,g/cm3;p為單位壓制壓力,Pa;n為硬化指數(shù)的倒數(shù);M為壓制模量。

對(duì)兩種粉末的壓制壓力-密度曲線進(jìn)行壓制雙對(duì)數(shù)方程擬合,其中科密歐氧化鋁的擬合結(jié)果參見文獻(xiàn)[16],煅燒氧化鋁壓制擬合數(shù)據(jù)如表2所列,擬合曲線如圖3所示。

表2 鍛燒氧化鋁雙對(duì)數(shù)方程擬合參數(shù)

圖3 煅燒氧化鋁黃培云壓制雙對(duì)數(shù)方程擬合曲線

由圖3可知,煅燒氧化鋁生坯壓制雙對(duì)數(shù)方程的擬合線性系數(shù)為0.992 8,符合較好。表明兩種粉末雖然在硬度和微觀組織方面的差異會(huì)導(dǎo)致粉末的成型性和壓縮性存在較大差異,這種差異甚至?xí)^壓制參數(shù)對(duì)生坯性能的影響程度。但是兩種粉末都較好地符合黃培云壓制理論雙對(duì)數(shù)方程,表明它們?cè)趬褐七^程中為非彈性壓縮,同時(shí)存在加工硬化和中模模具內(nèi)摩擦現(xiàn)象[18]。文獻(xiàn)[16]中科密歐氧化鋁的硬化指數(shù)為35.97、壓制模量為2.997,而煅燒氧化鋁的硬化指數(shù)為54.35、壓制模量為1.613。科密歐氧化鋁的硬化指數(shù)小于煅燒氧化鋁,表明壓制過程中科密歐氧化鋁的硬化程度小于煅燒氧化鋁。但科密歐氧化鋁的壓制模量大于煅燒氧化鋁,壓制模量表征的是材料的強(qiáng)度,結(jié)合黃培云壓制理論擬合結(jié)果可知,科密歐氧化鋁的強(qiáng)度大于煅燒氧化鋁,這與科密歐氧化鋁和煅燒氧化鋁微觀形貌結(jié)果一致,也與科密歐氧化鋁和煅燒氧化鋁的宏觀抗壓強(qiáng)度結(jié)果一致。

2) 加壓時(shí)間

加壓時(shí)間是上沖頭加壓至設(shè)定壓制壓力所需的時(shí)間,其對(duì)兩種物料壓制生坯密度和生坯強(qiáng)度的影響如圖4所示。圖4表明,科密歐氧化鋁和煅燒氧化鋁生坯的密度和強(qiáng)度不會(huì)隨加壓時(shí)間的增加而增加。

圖4 加壓時(shí)間對(duì)生坯密度和強(qiáng)度的影響

3) 降壓時(shí)間

降壓時(shí)間是上沖頭從設(shè)定壓制壓力降至脫模維持壓力所需的時(shí)間,其對(duì)兩種物料壓制生坯密度和生坯強(qiáng)度的影響如圖5所示。由圖5可見,科密歐氧化鋁和煅燒氧化鋁生坯的密度和強(qiáng)度不隨降壓時(shí)間的增加而變化。

圖5 降壓時(shí)間對(duì)生坯密度和強(qiáng)度的影響

4) 脫模維持壓力

脫模維持壓力是在脫模過程中上沖頭施加給生坯的細(xì)微的力,防止生坯內(nèi)的應(yīng)力因快速釋放而影響生坯成型。脫模維持壓力對(duì)兩種物料壓制生坯密度和強(qiáng)度的影響如圖6所示。由圖6可見,隨著脫模維持壓力的增加,科密歐氧化鋁和煅燒氧化鋁生坯的密度和強(qiáng)度沒有明顯變化。

圖6 脫模維持壓力對(duì)生坯密度和強(qiáng)度的影響

5) 模具壽命驗(yàn)證試驗(yàn)

采用科密歐氧化鋁,在壓制壓力100 kN、保壓時(shí)間8 s壓制條件下,對(duì)自主設(shè)計(jì)模具進(jìn)行壽命驗(yàn)證和穩(wěn)定性驗(yàn)證,結(jié)果如表3所列,模具使用壽命為4 598次時(shí),模具中心針磨損嚴(yán)重,生坯合格率大幅度降低。因此模具使用壽命為4 598次,大于設(shè)計(jì)指標(biāo)4 000次。采用所設(shè)計(jì)模具在某現(xiàn)場(chǎng)壓制生坯41 382次,用于壓制設(shè)備的調(diào)試。結(jié)果顯示,氧化鋁生坯強(qiáng)度高,外觀完整性>99.9%。

表3 MOX壓制模具壽命驗(yàn)證結(jié)果

模具壽命驗(yàn)證試驗(yàn)中,每批次壓制取2次樣,檢測(cè)9個(gè)生坯的外徑、高度和密度,取平均值,結(jié)果列于表4。結(jié)果顯示,生坯外徑波動(dòng)范圍在0.00～0.12 mm,生坯高度波動(dòng)范圍在0.00～0.16 mm,生坯密度波動(dòng)范圍在±1%TD,符合快堆MOX燃料技術(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。表明自主設(shè)計(jì)模具和壓制工藝參數(shù)符合生產(chǎn)線的實(shí)際使用要求。

表4 中模浮動(dòng)壓制生坯性能及穩(wěn)定性

2.2 生坯外觀缺陷影響因素

1) 壓制壓力和脫模維持壓力

以壓制壓力和脫模維持壓力進(jìn)行正交設(shè)計(jì),統(tǒng)計(jì)每10個(gè)生坯出現(xiàn)外觀缺陷的個(gè)數(shù),結(jié)果如圖7所示。圖7表明,隨著壓制壓力的增加,粉末之間的咬合力更強(qiáng),粉末結(jié)合更緊密,因此生坯強(qiáng)度逐漸提高,生坯保持外形的能力增強(qiáng)[18],所以隨著壓制壓力的增加,生坯外觀出現(xiàn)掉蓋、爆頭、破碎的數(shù)量整體呈下降趨勢(shì)。

圖7 壓制壓力和脫模維持壓力對(duì)生坯外觀缺陷的影響

脫模維持壓力是在脫模過程中,為了防止應(yīng)力釋放過快,上沖頭施加在生坯上方的力,隨著脫模維持壓力的增加,生坯外觀出現(xiàn)掉蓋、爆頭、破碎的數(shù)量增加。這是因?yàn)樯鞅旧淼膹?qiáng)度較低,脫模維持壓力過高會(huì)在脫模過程中破壞生坯外觀。

隨著壓制壓力和脫模維持壓力的增大,生坯外觀缺陷共出現(xiàn)3種:掉蓋、爆頭、破碎,如圖8所示。3種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因一致,即隨著脫模維持壓力的增加,生坯外觀缺陷的程度逐漸加劇。在較低脫模維持壓力(0.1、0.5 kN)下,生坯外觀缺陷出現(xiàn)掉蓋現(xiàn)象,脫模維持壓力增大到1、1.5 kN時(shí),生坯外觀出現(xiàn)爆頭現(xiàn)象,隨著脫模維持壓力進(jìn)一步提高至2、2.5 kN,生坯出現(xiàn)嚴(yán)重的破碎現(xiàn)象。

圖8 生坯外觀缺陷爆頭和破碎示意圖

壓制壓力提高到160 kN時(shí),生坯的SEM圖像如圖9所示。由圖9可見,生坯表面出現(xiàn)宏觀裂紋。這是因?yàn)閴褐茐毫Τ^粉末的表觀屈服強(qiáng)度,因此在表面因壓力過高而產(chǎn)生裂紋。適當(dāng)減小壓制壓力,生坯表面宏觀裂紋消失。

2) 保壓時(shí)間

保壓時(shí)間對(duì)生坯外觀性能的影響如表5所列。由表5可知,隨著保壓時(shí)間的延長,生坯外觀完整,沒有出現(xiàn)宏觀缺陷。保壓時(shí)間有利于生坯的壓制成型,隨著保壓時(shí)間的延長及壓力的傳輸,生坯外觀的形成更充分。

表5 保壓時(shí)間對(duì)生坯外觀性能的影響

3) 硬脂酸鋅添加量

在生坯壓制前,為改善粉末的成型性、提高生坯合格率,通常需要加入成型劑[17]。硬脂酸鋅因?yàn)榫哂休^好的粘結(jié)性和潤滑性能、不與粉末發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、對(duì)燒結(jié)后產(chǎn)品性能無不良影響、可以氣態(tài)揮發(fā)等優(yōu)點(diǎn),常用作MOX芯塊制備的添加劑[18]。本課題組之前的研究結(jié)果[13]表明,在MOX實(shí)驗(yàn)線采用單沖頭雙向壓制設(shè)備制備MOX芯塊時(shí),添加硬脂酸鋅會(huì)降低MOX生坯和芯塊的宏觀密度。因此本文基于某生產(chǎn)線多沖頭中模浮動(dòng)壓制設(shè)備,對(duì)硬脂酸鋅的潤滑作用和MOX芯塊的微觀現(xiàn)象進(jìn)行研究。在壓制壓力為120 kN、混合球化硬脂酸鋅添加量為0.1%～0.8%時(shí),對(duì)生坯外觀缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果顯示:硬脂酸鋅添加量為0.1%時(shí),生坯側(cè)面出現(xiàn)裂紋等缺陷,如圖10所示;硬脂酸鋅添加量增加到0.2%～0.8%時(shí),生坯表面均良好,無明顯缺陷。在壓制階段加入硬脂酸鋅一方面是發(fā)揮其潤滑作用[17-18],在中模模具脫模時(shí)使生坯從中模中順利脫出,由于中模模具內(nèi)部存在摩擦力,硬脂酸鋅添加量較少會(huì)導(dǎo)致中模脫模過程異響較大,這對(duì)模具損傷較大,同時(shí)壓制生坯也會(huì)出現(xiàn)側(cè)面劃痕和裂紋等缺陷。

圖10 硬脂酸鋅添加量為0.1%時(shí)生坯側(cè)面的劃痕和裂紋

在壓制壓力120 kN、燒結(jié)溫度1 650 ℃條件下進(jìn)行生坯壓制和燒結(jié),全程采用流動(dòng)干氫燒結(jié),研究硬脂酸鋅添加量(0.8%～1.4%)對(duì)芯塊密度的影響,結(jié)果示于圖11。由圖11可見,隨著硬脂酸鋅添加量的增加,芯塊的密度逐漸降低。生坯壓制過程中,硬脂酸鋅占據(jù)了生坯內(nèi)部一定體積,燒結(jié)過程中,隨著燒結(jié)溫度的升高,硬脂酸鋅逐漸揮發(fā),并在300 ℃開始分解,其產(chǎn)物包括氣體、ZnO和碳,在溫度到達(dá)350～650 ℃時(shí),氧化鋅被氫還原為金屬鋅。在溫度接近700 ℃時(shí),殘留的碳與氫氣反應(yīng),生成氣體揮發(fā)。氣體揮發(fā)會(huì)在芯塊內(nèi)部留下一定數(shù)量的氣孔,從而使芯塊密度降低[17-18]。

圖11 硬脂酸鋅添加量對(duì)芯塊密度的影響

硬脂酸鋅添加量為0.8%、1.4%的生坯燒結(jié)后形成的芯塊的SEM圖像如圖12所示。由圖12可見,隨著硬脂酸鋅添加量的增加,燒結(jié)后芯塊孔隙率增加,表明硬脂酸鋅在燒結(jié)過程中起到造孔的作用,導(dǎo)致芯塊密度降低,這與芯塊密度檢測(cè)結(jié)果一致。

圖12 硬脂酸鋅添加量對(duì)芯塊微觀組織的影響

4) 模具

生坯出現(xiàn)毛刺的原因?yàn)樯蠜_頭因壓制時(shí)間過長有損傷缺角,壓制過程中,上沖頭產(chǎn)生細(xì)微的缺角時(shí),所缺失的體積會(huì)被壓制粉末所填充,因此會(huì)產(chǎn)生小的毛刺。因此,在生坯壓制過程中,隨時(shí)檢查上沖頭是否有缺角,對(duì)有缺角的上沖頭進(jìn)行更換。采取該措施后生坯毛刺現(xiàn)象消失。

3 結(jié)論

1) 煅燒氧化鋁壓制生坯的密度遠(yuǎn)大于科密歐氧化鋁壓制生坯,但煅燒氧化鋁壓制生坯的強(qiáng)度遠(yuǎn)小于科密歐氧化鋁壓制生坯,粉末的壓縮性和成型性與粉末的硬度、形狀和松裝密度有關(guān),壓制粉末性能對(duì)生坯密度和強(qiáng)度的影響程度大于壓制參數(shù),兩種氧化鋁生坯壓制曲線均較好地符合黃培云雙對(duì)數(shù)方程,表明它們?cè)趬褐七^程中為非彈性壓縮,同時(shí)存在加工硬化和中模模具內(nèi)摩擦現(xiàn)象。

2) 煅燒氧化鋁和科密歐氧化鋁的密度和強(qiáng)度與物料性能和壓制壓力有關(guān),與加壓時(shí)間、降壓時(shí)間和脫模維持壓力無明顯關(guān)聯(lián)。自主設(shè)計(jì)壓制模具壽命為4 598次,所得壓制生坯外徑、高度和密度的波動(dòng)范圍符合技術(shù)指標(biāo)要求。

3) 隨著壓制壓力的增大,煅燒氧化鋁生坯掉蓋、爆頭、破碎數(shù)量減少,隨著脫模維持壓力的增大,煅燒氧化鋁生坯掉蓋、爆頭、破碎數(shù)量增加,且生坯破碎程度加深,增加壓制壓力和減小脫模維持壓力有利于減少生坯掉蓋、爆頭、破碎等缺陷,壓制壓力增加到160 kN時(shí),生坯表面出現(xiàn)宏觀裂紋。

4) 硬脂酸鋅在壓制階段起到中模內(nèi)壁潤滑的作用,硬脂酸鋅添加量較低會(huì)使中模模具出現(xiàn)嚴(yán)重摩擦,壓制生坯產(chǎn)生側(cè)面劃痕和裂紋。芯塊燒結(jié)階段,硬脂酸鋅起到造孔劑的作用,隨著硬脂酸鋅添加量的增大,芯塊密度逐漸降低,孔隙率明顯提高。因此,硬脂酸鋅的添加量需同時(shí)考慮其潤滑和造孔的作用。

感謝實(shí)驗(yàn)配合人員和分析檢測(cè)人員在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的辛勤付出和悉心幫助。