粉末冶金技術(shù)發(fā)展動向

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粉末冶金制品工業(yè)是一個高,、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2010年以前這個目標(biāo)可以實現(xiàn)。實際上,，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)展動向是：溫壓,、模壁潤滑,、高溫?zé)�結(jié)、金屬注射成形,、燒結(jié)硬化及軟磁復(fù)合材料等,。

對粉末冶金機械零件行業(yè)而言，進入九十年代以來,溫壓是最重要的技術(shù)進展之一,。據(jù)瑞典赫格納斯公司估計(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多家公司正在進行試驗(見表1),。溫壓的可能用途見表2。實際上,，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，臺灣保來得公司就己用溫壓生產(chǎn)40多種零件了,。

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表一 ：1996年全球溫壓的動態(tài)（1）

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7 x2 q0 e& ~" e1 L4 d9 V! ^8 e0 K/ ~' s+ m4 f/ }1 P% ]2 s( p5 f- s; D! J6 P$ t$ O/ x' C: O" J& K0 s6 J x+ G/ y# c+ j6 |0 e. I* H7 q* \$ I; \) G E& U+ e* e+ c* \% o Z& {2 k! c' d; ?2 y& Y9 O ?( g

' {9 a! R9 n3 {0 V. I% R	) c& U! J9 }" W; ?3 m' u3 p6 N! w/ O 美 國	6 i; j( |) I" U+ m/ a: r% A2 W 歐 洲	; h2 O& R6 f5 K* x/ D) u 遠(yuǎn) 東
' h! U7 L8 B* U: E4 t: D! Q0 s7 c 生產(chǎn)線	. G. `# } w: U( X# ^ 10	! _3 j" v/ R/ d' C5 }7 s% ]$ w 6	4
/ _# P8 } q# A" F2 [ 在生產(chǎn)的零件	: F3 k( O- Y# s+ C6 i* V9 ~1 U0 C 20	3	1 v3 K: F2 Z$ I Y5 x/ |. M* {8 v 15
9 p* R* i- K! [' ~; h; g. c 在試驗的公司	一些	10+	10+

 

表二 ：溫壓的可能用途（1）

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- `( N+ a: V7 O' G$ [! W& a( u% h$ F/ x% K/ [( P0 _7 h. `+ O7 n* K( n' q7 F+ y2 e3 @. G/ ?5 @ j2 e( w4 @

應(yīng) 用	優(yōu) 點
+ F. ^- r7 E2 {/ N- L# k" r. C 螺旋齒輸（電動工具） 泵輪 連桿 凸輪 鏈輪 同步器轂 螺旋齒輪（變速箱） 軟磁零件	增高強度 增高強度 增高疲勞強度 減少磨損 增高切削加工強度 增高強度 增高彎曲疲勞強度 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)動機連桿試制成功，并投入了生產(chǎn),。但是,，真正投入大批量生產(chǎn)和使用的是美國的Masco Tech Sintered Components與福特汽車公司，預(yù)計到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,，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),。

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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滑劑,，諸如硬脂酸鋅等,。要除去這些潤滑劑始終是粉末冶金機械零件生產(chǎn)中一個難題。能否將潤滑劑混入粉末中改為噴涂于模壁上,，是長期探索的一條途徑,。據(jù)文獻(xiàn)報導(dǎo)(4)，用鐵粉(F－0000)和鋼粉(FN0205,，Fe－2.Ni－0.45 C-1.3Cu)進行的試驗表明,，在密度6.0g/em3－7.3g/cm3的范圍內(nèi)，模壁潤滑者比將潤滑劑摻加于粉末內(nèi)者,，生坯強度可增高128%－127%(對于F－0000)和66%－139%(對于FN0205),，而兩者的燒結(jié)件強度相差很小，可認(rèn)為在試驗的誤差范圍之內(nèi)�,，F(xiàn)在,，美國Gasbarre Products己采用模壁潤滑，其系統(tǒng)已在市場出售,。

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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進行淬火硬化結(jié)合起來的一項新工藝,。在美國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)，對于需要進行后續(xù)熱處理的高強度粉末冶金結(jié)構(gòu)零件的發(fā)展具有重要實際意義,。

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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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3 l) ?0 M3 _0 \; X9 ~4 i1 d+ n$ T, L/ w: m% z O* J% Q q# A9 H5 U7 Q& S1 c. `) I9 m' T) z6 O2 \* Q2 n6 P* |! n6 ~. c

硬 度（HRC）	馬氏體（％）	! P5 V) T( q" Z+ _0 T& K0 _/ u 珠光體＋孔隙（％）
) c+ X# ^* G" H; p, I8 D6 b! T! V( r8 C: q. s$ u8 I, {* v' V1 t: Z d# y4 q, e5 F4 G( N/ _0 E1 Q# }+ S0 V. i" ?" w. b: Z% P 10 15 20 25 30 35 40 6 U0 |' c- T7 b 10 18 40 55 75 85 95 . m# T6 ^8 p2 ^! V( Z 90 82 60 45 25 15 5 . N! Z0 |/ [0 W5 x& E9 |* V8 U% g3 @

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)的這類粉末牌號為Somaloy500、QMP的牌號為ATOMETEM－1,。由這種SMC材料制造的鐵粉芯,，在美國通用汽車公司的整體線圈與電子線路(ICE－4)點火裝置中己得到了應(yīng)用。在1997年SAE國際會議與博覽會上,，這個產(chǎn)品獲得了汽車革新獎。這個產(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，1998年這種產(chǎn)品將開始用于美國車輛中,，現(xiàn)在這種SMC材料已發(fā)展到第三代,，其性能改進的數(shù)據(jù)見表4。

表四 ：美國通用汽車公司用于AC用途的SMC材料的性能改進(4)

 

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8 \- U9 C1 z: E% v- w5 M7 a	初期材料	5 r. `- P, q; l$ @" B 現(xiàn)在的材料	, O4 y5 x( m: X0 b" W, J 第二代材料	9 l: G9 ^ U- K2 B$ K; i) J8 n* a 第三代材料
( o0 Z. a* T8 \0 i# ? 密度(g/cm3)	7.20	7.25	, @' n+ @) F% {0 _ 7.35	7.45
電陰率(ohm-cm)	5 s4 E# T! F9 b& t4 H- T 0.15	2 @' Z8 F8 e: l) @' |8 n/ W 0.20	0.20	' ?# M! ]1 d' l: W& _0 m 1.50
Bmax(KG)	! w6 j9 j$ g- i2 |/ M, Q2 G$ a% [' f 13.00	13.5	14.5	15.75
' L! k4 Z! E$ _$ m, d6 A- @, b8 L 最大磁導(dǎo)率 (G/Oe)	90	190	6 e# K! x7 L5 I- N7 E" x2 S 350	400
, ^3 t4 [) Z$ j2 d1 V) R1 \ 于1500e和50Hz下測量的數(shù)據(jù)

這種材料的開發(fā)與應(yīng)用為汽車點火裝置,、電燈振流器,、變壓器鐵芯、低頻濾波器與扼流圈鐵芯,，以及電動機中的硅鋼片制品,，找到了一種經(jīng)濟的替代產(chǎn)品。因此,這可能是一類極有發(fā)展前景,，市場廣闊的新材料,。

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除上述外，金屬注射成形(MIM)和高溫?zé)�結(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械零件行業(yè)的發(fā)展動向，對我國粉末冶金零件的生產(chǎn)廠和用戶如何面對二一世紀(jì)粉末冶金零件的生產(chǎn),、發(fā)展和應(yīng)用,，或許是有益的。

一夕

我是外行,，請問樓主,，溫壓的定義是什么？

szsszs

很有啟發(fā)!!

wdl97

大蝦好文章,能否對溫壓,、高溫?zé)�結(jié),、金屬注射成形、燒結(jié)硬化等內(nèi)容在詳細(xì)介紹呢!

cqjfhyq

我們處理過粉末冶金,但對具體的還真沒研究過

xgztf

黃伯云就有一本講注射成型理論方面的書,，不知道誰有電子版的,，能不能共享一下

tiange1217

溫壓就是在金屬粉末成形過程中對金屬粉末加溫,，使金屬粉末的壓縮性能變好，從而可以使壓坯達(dá)到較一般壓制（常壓）較高的密度,。我司產(chǎn)品一般常壓密度大部分在6.75-6.9之間,，而溫壓可以高達(dá)7.10-7.3。

" t( }8 d" W- U/ w1 f高溫?zé)�結(jié)聽老師講過,，不過我還沒有具體接觸過,。不敢妄加評論。

9 }  a7 W- L/ @. [2 U9 J金屬注射成形我在學(xué)校的時候見過,，和我們打注射針有點類似,，不過那配方什么的不好弄。不過其產(chǎn)品性能非常優(yōu)良,，內(nèi)部均勻性很好,，沒有壓制這么明顯的孔隙。

燒結(jié)硬化：這個需要燒結(jié)爐和原料,。HAGANAS生產(chǎn)的燒結(jié)硬化粉據(jù)說不錯,，據(jù)說產(chǎn)品燒結(jié)后不進行熱處理表面硬度可以達(dá)到HRC15 MIN，我們還沒有用過,。還有一種燒結(jié)硬化就是類似于熱處理工序：即產(chǎn)品在高溫區(qū)后急劇冷卻,，從而達(dá)到熱處理的同等效果，現(xiàn)在國內(nèi)好像沒有用這個的,，在國外有用過,。
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我前幾天和同學(xué)聯(lián)系了，他留校讀研究生（中南大學(xué)粉末冶金研究院,，主攻方向：注射成形）,，他答應(yīng)給我弄資料，^_^,�,？吹綍r候我給大家SEE下啦
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yyh1204

粉末注射成形也算是粉末冶金領(lǐng)域的一項新技術(shù)！�,。,。�

xlw2007

很受啟發(fā),，注射冶金的產(chǎn)品有些什么特性呢,？？