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3 E D8 ?: h+ v- x' N1 o 粉末冶金制品工業(yè)是一個(gè)高、新技術(shù)產(chǎn)業(yè)新材料,、新工藝,、新裝備層出不窮,，瞬息萬變,，當(dāng)前正在致力于研究與開發(fā)將鐵基粉末冶金零件的密度提高到7.6g/cm3的制造技術(shù)和粉末原料,，預(yù)計(jì)2010年以前這個(gè)目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn),。實(shí)際上,，現(xiàn)在些粉未冶金零件的密度己達(dá)到了7.5g/cm3，例如法國(guó)Sintertech生產(chǎn)的同步器環(huán),。當(dāng)前值得注意的一些技術(shù)發(fā)展動(dòng)向是：溫壓,、模壁潤(rùn)滑、高溫?zé)Y(jié),、金屬注射成形,、燒結(jié)硬化及軟磁復(fù)合材料等。
0 {& X$ W' w# _! `8 [對(duì)粉末冶金機(jī)械零件行業(yè)而言,，進(jìn)入九十年代以來,溫壓是最重要的技術(shù)進(jìn)展之一,。據(jù)瑞典赫格納斯公司估計(jì)(1)，全世界用溫壓生產(chǎn)的粉末冶金零件己有38種,，生產(chǎn)線共有20條,，還有20多家公司正在進(jìn)行試驗(yàn)(見表1)。溫壓的可能用途見表2,。實(shí)際上,，現(xiàn)在用溫壓生產(chǎn)的粉末冶金零件遠(yuǎn)比表1中所列者多。如上所述,，臺(tái)灣保來得公司就己用溫壓生產(chǎn)40多種零件了,。
3 n" g+ }: Y- d( E. G6 K3 }表一 ：1996年全球溫壓的動(dòng)態(tài)（1） : n4 @: s' L. ~2 k/ \
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$ ^! e, {& r% K! I9 B 美 國(guó) |
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. w; Y/ A0 g! u/ F. l# t 歐 洲 |
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遠(yuǎn) 東 | ' B" G( J% Q4 ^$ \( D
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; G* f% s6 H" A2 n& X! e* k. x 生產(chǎn)線 | * i( i* S; i( i% O, Q
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在生產(chǎn)的零件 |
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在試驗(yàn)的公司 |
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" D+ {7 o( h- r! p6 g 一些 |
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/ ]* q9 o( S% Z9 u表二 ：溫壓的可能用途（1）
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應(yīng) 用 | 0 G4 }4 D7 o! H& Y/ {
0 k4 W8 `, x! [8 o9 \6 u( e5 d 優(yōu) 點(diǎn) |
6 f8 S* y5 }7 F7 _& P2 T T) o; F; y* j
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3 k$ T9 v& s0 w. J1 O 螺旋齒輸（電動(dòng)工具）
泵輪
連桿
凸輪
鏈輪
同步器轂
螺旋齒輪（變速箱）
軟磁零件 | 9 m( a; K1 s3 z: ]" t
; V( Q/ ^ I% Q- c3 ^8 \
增高強(qiáng)度
增高強(qiáng)度
增高疲勞強(qiáng)度
減少磨損
增高切削加工強(qiáng)度
增高強(qiáng)度
增高彎曲疲勞強(qiáng)度
較高密度 |
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粉末鍛造興起于七十年代初。1981年日本豐田汽車公司宣布粉末鍛造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿試制成功,，并投入了生產(chǎn),。但是,，真正投入大批量生產(chǎn)和使用的是美國(guó)的Masco Tech Sintered Components與福特汽車公司，預(yù)計(jì)到1998年年生產(chǎn)能力將達(dá)到約3000萬根(2),。到1993年底,，這家公司共生產(chǎn)了粉鍛連桿2500萬根。但是,，1994年溫壓工藝出現(xiàn)后,，福特汽車公司認(rèn)為粉鍛連桿不久將達(dá)到應(yīng)用的頂點(diǎn)，最終將為一次壓制一次燒結(jié)的連桿所替代,。他們認(rèn)為“未來是屬于一次燒結(jié)連桿的”(3),。 9 L, h4 k' G7 R, r6 B7 O
在粉末冶金零件生產(chǎn)中，為了減少粉末顆粒之間和粉末顆粒與模壁之間的摩擦,，粉末混合料中都添加有一定量的潤(rùn)滑劑,，諸如硬脂酸鋅等。要除去這些潤(rùn)滑劑始終是粉末冶金機(jī)械零件生產(chǎn)中一個(gè)難題,。能否將潤(rùn)滑劑混入粉末中改為噴涂于模壁上,，是長(zhǎng)期探索的一條途徑。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)(4),，用鐵粉(F－0000)和鋼粉(FN0205,，Fe－2.Ni－0.45 C-1.3Cu)進(jìn)行的試驗(yàn)表明，在密度6.0g/em3－7.3g/cm3的范圍內(nèi),，模壁潤(rùn)滑者比將潤(rùn)滑劑摻加于粉末內(nèi)者,，生坯強(qiáng)度可增高128%－127%(對(duì)于F－0000)和66%－139%(對(duì)于FN0205)，而兩者的燒結(jié)件強(qiáng)度相差很小,，可認(rèn)為在試驗(yàn)的誤差范圍之內(nèi)�,，F(xiàn)在，美國(guó)Gasbarre Products己采用模壁潤(rùn)滑,，其系統(tǒng)已在市場(chǎng)出售,。 # G! M1 k% l5 q0 g' e; j ~
燒結(jié)硬化是將鐵基粉末冶金零件的燒結(jié)過程和借助于通過爐子冷卻帶時(shí)進(jìn)行淬火硬化結(jié)合起來的一項(xiàng)新工藝。在美國(guó)MPIF1997年版“粉末冶金結(jié)構(gòu)零件材料標(biāo)準(zhǔn)”中,，己含有這類材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(見“粉末冶金工業(yè)”V01.8N0.3,，1998，444),。這類材料是由預(yù)合金化Ni-Mo鋼粉混合以銅粉與石墨粉制成的,。QMP的ATOMET4701粉就是為燒結(jié)硬化工藝而開發(fā)的。在燒結(jié)硬化過程中,，可通過控制燒結(jié)爐冷卻帶的冷卻速度來調(diào)整材料的顯微組織,，使之達(dá)到所要求的馬氏體含量和力學(xué)性能。表3顯示由低合金Ni-Mo鋼粉+2%銅粉+1%石墨粉制造的,，密度6.75g/cm3的燒結(jié)硬化鋼的硬度和馬氏體百分含量的關(guān)系(5),。很明顯,，這類材料的開發(fā)，對(duì)于需要進(jìn)行后續(xù)熱處理的高強(qiáng)度粉末冶金結(jié)構(gòu)零件的發(fā)展具有重要實(shí)際意義,。 A* n6 {$ Y4 G+ U
表三 ：燒結(jié)硬化鋼的硬度與馬氏體百分含量的關(guān)系
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硬 度（HRC） | 4 g4 z: v% {+ n+ Q6 A: i
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馬氏體（％） |
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珠光體＋孔隙（％） | ' d8 f6 t9 \% A( O) T" p, w
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`; s$ D6 ?! [) t4 R; A這種材料是由顆粒表面涂覆有一層樹脂類材料的鐵粉,，用溫壓壓制成形的。瑞典赫格納斯公司生產(chǎn)的這類粉末牌號(hào)為Somaloy500,、QMP的牌號(hào)為ATOMETEM－1。由這種SMC材料制造的鐵粉芯,，在美國(guó)通用汽車公司的整體線圈與電子線路(ICE－4)點(diǎn)火裝置中己得到了應(yīng)用,。在1997年SAE國(guó)際會(huì)議與博覽會(huì)上，這個(gè)產(chǎn)品獲得了汽車革新獎(jiǎng),。這個(gè)產(chǎn)品是用溫壓試制的第一產(chǎn)品,，1990年開始在葡萄牙試生產(chǎn)，1992年樣品開始投放歐洲與南美市場(chǎng),，1998年這種產(chǎn)品將開始用于美國(guó)車輛中,，現(xiàn)在這種SMC材料已發(fā)展到第三代，其性能改進(jìn)的數(shù)據(jù)見表4,。 ( g8 j0 l/ N' H& k: r1 `
表四 ：美國(guó)通用汽車公司用于AC用途的SMC材料的性能改進(jìn)(4) 6 n, |/ c/ o/ ?6 z6 T% H
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' p9 \, j- ^# e$ E5 }4 Z|
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初期材料 |
* q; w% x/ R( P. K5 I6 o7 F5 ]7 ~* {5 I
現(xiàn)在的材料 |
+ L3 o. G! X' O$ K" E1 c- w% U
4 v {' D+ V; \' ^3 a. X; s# M 第二代材料 | , l# M8 V S2 r( Y& ]5 l( r0 _
( J7 j' @$ C; K6 a
第三代材料 | / A7 u) [! L! P* H* V
( Y. I4 R$ z) u1 W- h: m$ H, a|
' v: O6 |& d4 A1 R 密度(g/cm3) | # `* \3 K2 b& L4 [/ o5 L
9 j+ v/ A+ D# y, |& f f
7.20 | $ {8 H8 Z) D: ?) ^
8 g8 r' o5 l: j: g
7.25 |
& q$ [0 \6 g, J2 } [; p& s$ e/ B
+ T8 [# d/ @( a; w' ^# o3 X 7.35 |
7 y) W. ^8 @& Z& N. \6 }, G
- d! k% w$ u' W$ i! t1 F D+ } 7.45 |
* Z$ y4 {9 ^- i" x/ ?7 {* a
: }. M- J8 R; N' T9 _2 J0 d" ?; m, d+ g$ w0 R|
$ |- e9 S" y7 k 電陰率(ohm-cm) |
; q8 M0 Z4 U s( F6 h
8 @5 j6 V, C+ N 0.15 |
9 }$ P1 H) w' x) l W& v. u5 b) }
0.20 | 6 D; v+ K. r2 d+ F" o3 x
9 m: |6 {1 i5 b
0.20 | 6 M) h5 D% }9 O
( W5 Y' f2 M6 o3 b; O: }; u% L( [ 1.50 |
2 d1 {) J1 g& n# I4 \* J L: d3 y; n+ ?* q r3 `
| l/ [, V0 Q: n; o) i
Bmax(KG) | ; E( Z- [; K- M
7 Q' |' e+ [( _: y' y: m: m4 V 13.00 |
5 H H2 S7 M3 Z% O
0 t+ U& S$ y8 F5 w1 f o 13.5 | , h) T+ _2 C" }# s: r
* v: Q, v2 `( e: t1 i 14.5 | . e" _$ z9 q. ]0 }# S* V
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15.75 | / \$ A4 f$ T3 j- h
4 v" h( m: ]2 T; F| G n, B. g" J$ B
最大磁導(dǎo)率 (G/Oe) | 1 A4 S* T7 |0 q
- f2 f, x5 O9 N# M! F- g1 q 90 | ) Z( d2 ]7 X: c* E F) N# N- N
, L& K) ?7 x4 ^3 k5 V+ x 190 |
& g5 ^: O6 d8 z3 ^& |% t# m9 e' ?9 K% e1 C
350 | + X0 g5 q0 O* L$ V+ V
5 h* `2 |! K1 u( u0 E- l 400 |
' f% M$ |; E( B4 ?; \
' `5 M2 h, j# Q| # \6 b. y1 D- J4 u! u' W
于1500e和50Hz下測(cè)量的數(shù)據(jù) |
8 R6 C0 @# E- K" c, i3 m這種材料的開發(fā)與應(yīng)用為汽車點(diǎn)火裝置,、電燈振流器、變壓器鐵芯,、低頻濾波器與扼流圈鐵芯,，以及電動(dòng)機(jī)中的硅鋼片制品，找到了一種經(jīng)濟(jì)的替代產(chǎn)品,。因此,這可能是一類極有發(fā)展前景,，市場(chǎng)廣闊的新材料。 7 D* }! H" H3 }' H
除上述外,，金屬注射成形(MIM)和高溫?zé)Y(jié)工藝也都是值得重視的新工藝,。 在二一世紀(jì)來臨之際，讓我們回顧一下世界粉末冶金機(jī)械零件行業(yè)的發(fā)展動(dòng)向,，對(duì)我國(guó)粉末冶金零件的生產(chǎn)廠和用戶如何面對(duì)二一世紀(jì)粉末冶金零件的生產(chǎn),、發(fā)展和應(yīng)用，或許是有益的,。 |
發(fā)表于 2006-7-23 14:03:51
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