用作温压基粉原料的Fe-Ni-Mo合金钢粉温压与烧结行为研究

与通常采用纯雾化铁粉和部分合金化铁粉作为温压基粉不同,作者对水雾化Fe-Ni-Mo合金钢粉作基粉的Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.0Cu-xC(x=0.6,0.8,1.0)粉末进行了温压与烧结行为的研究.结果表明,通过设计新型聚合物润滑剂,高硬度的合金钢粉仍适用于温压工艺.当粉末和模具的加热温度分别为125和145℃时,Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.0Cu-0.8C的温压密度较高,在735MPa的压力下进行压制,压坯密度达到7.35g/cm~3,比室温压制提高了0.19g/cm~3左右.并且,温压压坯的弹性后效比室温压制降低了40％,在1120℃烧结1h后的烧结密度为7.32g/cm~3.     

低温温压工艺

较系统地研究了低温温压工艺,考察了粉末温度、模具温度、润滑剂含量和压制压力对温压 密度的影响。实验结果表明:低温温压中最佳的模具温度、粉末温度分别为120℃和100℃;粉末 中最佳的润滑剂含量为0.65％;当压力为686 MPa时,Fe-1.5Cu-0.5C和Fe-1.5Ni-0.5Mo-0.5Cu- 0.5C(均为质量分数,％)材质体系的粉末压坯密度分别达到了7.42和7.41 g／cm3;2种粉末的温 压坯件经烧结后都发生了收缩,进一步提高了密度,合金Ni,Mo元素等具有优良的烧结强化效 果;采用低温温压工艺可以生产出烧结密度为7.34 g／cm3,烧结硬度为HRC 28,热处理后表观硬 度为HRC 54的高性能P／M齿轮。     

温压粉末的制备及其温压行为

温压工艺是一项以较低的成本制造高性能的铁基P/M结构零件的新技术,在很大程度上,温压用粉末原料的制备和新型润滑剂的开发是该技术的核心,特别是开发出质优价廉的温压粉末有助于我国温压技术乃至粉末冶金技术的发展,利用从转炉烟尘中回收的铁粉为基础原料和设计出的一种新型聚合物润滑剂所制备的温压用粉末,当粉末和模具的加热温度分别为110,130℃时,在735 MPa进行压制可获得7.35 g/cm~3的压坯密度。     

中高碳量粉末锻造钢的综合性能

研究了中高碳量Fe-2Ni-0.5Mo-xC及Fe-2Cu-xC粉末锻造钢经淬火-回火热处理后的综合力学性能。由4600合金粉制造的Fe-2Ni-0.5Mo-0.6C成分和由水雾化铁粉制造的Fe-2Cu-0.5C成分的粉末锻造钢具有良好的综合力学性能。前者抗拉强度达1570MPa,硬度为HRC45.2,冲击韧性为31.4J/cm2。后者抗拉强度达1090MPa,硬度为HRC40.7,冲击韧性为38.0J/cm2。可以满足要求具有高强度、良好韧性以及较高耐磨性的结构零件的需要。     

铁基粉末温模压制技术的研究

温压工艺是一种能以较低成本制备高密度铁基粉末冶金零部件的新技术，但该技术在工业化应用中，需要昂贵的设备投入及改造费用，限制了其大规模应用。论文作者利用具有优异室温润滑性能的润滑剂，以经过退火和未退火处理的雾化铁粉配制的、材质为Fe-2Ni-1.5Cu-0．5C的2种混合粉末为原料，研究制备高密度粉末冶金材料的常规压制和温模压制工艺。结果显示，粉末中较理想的润滑剂含量范围为0．1％～0．3％（质量分数），此时，润滑剂含量对压制效果影响不明显。在压制压力为763MPa、模具温度为100℃的条件下，含0．1％润滑剂的2种粉末压坯密度分别达到7．50g／cm^3和7．43g／cm^3，对应的脱模压力为34MPa和42MPa，与传统温压效果相接近，而采用传统的室温压制也可以获得7．36g／cm^3的压坯密度。     

利用转炉烟尘铁粒制造粉末冶金用铁粉

转炉在吹炼过程中形成的铁粒，经过表面除杂和表面粗糙化处理后，其化学成分和粉末工艺性能符合粉末冶金用铁粉的要求。研究发现，铁粉松装密度由原始的3.82g/cm^3可降低到2.72g/cm^3。当铁粉松装密度为2.72g/cm^3时，粉末流速为29.3s/50g。该粉末在压力为420MPa的条件下压制，压坯密度达6.68g/cm^3，压坯强度高达12.68MPa，比具有相近松装密度的还原铁粉在相同压制条件制的压坯强度提高40％。铁粉的应用试验结果表明，该铁粉的压制和烧结性能良好。改性后的转炉烟尘铁粉可作为粉末冶金用铁粉新的制造原料。     

还原铁粉对Fe-1.1Ni-0.5Mo-0.5Cr合金组织与性能的影响

在惰性气体雾化法制备的Fe-1.1Ni-0.5Mo-0.5Cr预合金粉末中添加1.5％的Cu粉和0.6％的C粉(均为质量分数)以及还原铁粉(添加量分别为0、10％、20％和30％),混合均匀后在600 MPa压力下模压,在1 180℃烧结1h.烧结合金经180℃/1h回火处理后,进行密度、硬度、拉伸力学性能检测以及显微...     

WC/TiC增强Fe基复合材料制备与性能

在Fe基复合材料Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C和Fe-1.5Cu-0.7C中分别添加TiC和WC/TiC颗粒,采用常规混粉与网带烧结工艺制备颗粒增强复合材料,观察和测试材料的显微孔隙形貌、密度、硬度与抗弯强度等性能。结果表明,TiC与Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C和Fe-1.5Cu-0.7C之间的界面结合较WC差,仅添加TiC时,材料性能最差,性能随着TiC含量增加而下降;仅添加WC时,材料性能最优,性能随着WC含量增加而先增后降;同时添加TiC和WC时,材料性能居中,性能亦随着Ti C和WC含量增加而下降。本文试验条件下,在Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C和Fe-1.5Cu-0.7C中添加适量的WC作为增强颗粒是较佳的选择。     

粉末冶金工艺对纯铁软磁材料性能的影响

利用粉末冶金技术制备纯铁软磁材料，在不同温度和压力下将不同粒径铁粉压制成生坯，并在保护气氛下进行烧结。结果表明:不同粒径铁粉混合有助于压坯密度的增加，适宜的压制温度可以有效地促进粉末流动，避免大尺寸孔洞的形成，优化组织。140℃、800 MPa温压条件下雾化铁粉压坯密度最高可达7.35 g·cm-3。对比常温压制，温压压坯烧结后孔洞分布均匀。烧结体密度随温度的升高而上升，雾化铁粉压坯在1250℃烧结后密度最高可达7.47 g·cm-3。在一定范围内，软磁材料磁性能与密度成正比，混粉压制试样的密度接近理论值，但在混合铁粉中，较细的铁粉夹杂于粗粉中，阻碍磁畴壁移动，造成饱和磁化强度（M_s）偏小、矫顽力（H_c）偏大的现象，M_s为205.51 emu·g-1，Hc为7.9780 Oe。     

镍的合金化方法对铁基合金组织和力学性能的影响

针对Fe-1.75Ni-0.50Mo-1.5Cu-0.6C粉末冶金合金,采用羰基Ni粉混合和水雾化预合金化两种方法添加Ni元素,研究Ni元素的合金化方式对该合金组织和性能的影响.结果表明:在相同的条件下,由Ni预合金Fe粉制备的烧结合金密度和抗拉强度较低,硬度较高,组织为均匀的珠光体和铁索体混合组织;而由羰基Ni粉混合...     

温压致密化机理及其在温压粉末设计中的应用

温压是一项以较低的成本制造高性能铁基粉末冶金零部件的新型成形技术.实验发现,颗粒重排是温压过程的主导致密化机理,而为颗粒重排提供协调性的塑性变形是另一重要的致密化机理.作者分析了影响这2个致密化机理的主要因素.在此基础上,提出了温压粉末原料的设计原则,并成功设计了高性能。低成本合金钢粉末的3大体系温压粉末原料.     

提高粉末冶金制品压坯密度的新技术

粉末冶金是一项以较低的成本制造高性能铁基粉末冶金零件的生产技术。然而 ,其制备的粉末压坯密度通常较低 ,因而影响了零件的性能。在此介绍了几种提高粉末冶金零件压坯密度的新技术 ,如温压、流动温压、高压温压以及高速压制等 ,并指出了粉末冶金技术的发展方向     

Effect of Density and Processing Conditions on Oxide Transformations and Mechanical Properties in Cr–Mo-Alloyed PM steels

To improve the mechanical properties and performances of water-atomized powder metallurgy steels, it is necessary to enhance the density. Consolidating water-atomized steel powders via conventional pressing and sintering to a relative density level > 95 pct involves processing challenges. Consolidation of gas-atomized powders to full density by hot isostatic pressing (HIP) is an established process route but utilizing water-atomized powders in HIP involves challenges that result in the formation of prior particle boundaries due to higher oxygen content. In this study, the effect of density and processing conditions on the oxide transformations and mechanical properties from conventional press and sintering, and HIP are evaluated. Hence, water-atomized Cr–Mo-alloyed powder is used and consolidated into different density levels between 6.8 and 7.3 g cm⁻³ by conventional die pressing and sintering. Fully dense material produced through HIP is evaluated not only of mechanical properties but also for microstructural and fractographic analysis. An empirical model based on power law is fitted to the sintered material properties to estimate and predict the properties up to full density at different sintering conditions. A model describing the mechanism of oxide transformation during sintering and HIP is proposed. The challenges when it comes to the HIP of water-atomized powder are addressed and the requirements for successful HIP processing are discussed.

     

用温压制造高密度材料的关键参数

温压技术是由在加热的阴模中压制预热的粉末组成[1],已知温压有助于零件密实,从而改进烧结件的性能[2,3]。温压需要在适合温压的温度范围内进行。特别是,粉末混合粉应具有好的流动性,同时对阴模模壁有良好润滑性,以减小脱模力。在试验室和工业生产中都研究了用粘结剂处理的和未经粘剂处理的用温压技术制造的材料的性状与性能。为了确定和定量各种关键生产参数,诸如压制压力,粉末温度与阴模温度,生产速率及零件大小对生坯和烧结件特性和零件脱模力的影响,进行了专门的试验研究。依照粉末流动性与松装密度的稳定性,压制压力与温度以及压制零件的重量与密度讨论了温压的工艺性。     

粉末冶金温压工艺的研究进展及其展望

综述了粉末冶金温压工艺的研究进展,概述了温压工艺的粉末原料、聚合物、温度、压力、烧结环节对温压工艺的影响和温压工艺的致密化机理。详细介绍了温压工艺的新进展—流动温压、高压温压等,并对其应用前景进行了展望。     

流动温压制备不锈钢十字件的试验研究

流动温压成形技术是在传统温压成形工艺的基础上,结合粉末注射成形工艺的优点而发展起来的一种制备粉末冶金复杂件的新型近终形成形技术。用常规的17-4P不锈钢粉,利用流动温压制备出十字形试样,并对脱脂工艺和烧结试样的成形工艺、显微结构、密度、硬度等进行了分析。结果表明,通过流动温压成形技术,可以制备出高性能和低成本的结构复杂件。     

温压用低合金钢混合粉的制备试验研究

本文以国产水雾化低合金钢粉FJSY200.30为研究对象,进行混合粉的制备和温压致密化机理研究.采用了一种粘结化处理混粉工艺,制备温压混合粉.实验表明,这种混合粉比常规干混工艺制得的混合粉,有明显的优点,可以提高粉末的流动性、填充性和热稳定性,室温压制和温压压制的压坯密度和压坯强度得到提高,特别是温压压制,更为明显.通...     

THE EFFECT OF PHOSPHORUS ADDITIONS ON THE TENSILE,FATIGUE, AND IMPACT STRENGTH OF SINTERED STEELS BASED ON SPONGE IRON POWDER AND HIGH-PURITY ATOMIZED IRON POWDER

Abstract

The mechanisms operating during the sintering of iron-phosphorus PM alloys are discussed, as well as the factors contributing to the unique combination of strength, ductility, and toughness that is characteristic of these materials. Alloying methods are reviewed with special reference to powder compressibility, tool wear during compaction, and homogenization during sintering. The preferred production method is to add phosphorus in the form of a fine Fe₃P powder to iron powder. The mechanical properties of a number of sintered steels made with and without Fe₃P additions to sponge iron or to high-purity atomized iron powders are reported. Use of atomized powder makes it possible to reach extremely high density by single pressing and the resulting phosphorus-containing sintered steels have very high ductility and impact strength. The fatigue strength is related linearly to the tensile strength, with a correlation coefficient of 0·91. It is concluded that structural factors other than those that control ductility and toughness are responsible for the fatigue resistance of sintered steels.     

Fe-Ni-Mo-C粉末锻造钢的综合性能和组织

研究了不同的愿料粉末、Mo含量、不同锻造温度和回火温度对Fe-Ni-Mo-C系粉末锻造钢综合力学性能和组织的影响。由水雾化4600合金粉制得的成分为Fe-2Ni-0.5Mo-0.25C、密度为7.7g/cm~3的粉末锻造钢,经渗碳、淬火、回火后具有最佳综合力学性能,其冲击韧性达32J/cm~2,极限拉伸强度达1280MPa,硬度为HRC53.7。