用一次压制-一次烧结达到高密度

利用一次压制-一次烧结高密度工艺可使铁基粉末冶金材料的生产减低生产成本及制造性能较高的零件。用一次压制-一次烧结达到高密度是一个系统方法,需要制备原料粉的预混合粉和随后进行压制与烧结。这篇论文将说明有助于用一次压制-一次烧结达到密度7.5g/cm3所使用的粉末与生产工艺方法。烧结体密度达到这个水平的粉末冶金零件,与用现行压制工艺生产的相比,力学性能有显著改进,已接近锻钢的使用性能。     

用温压制造汽车变速器输出轴毂

汽车中应用的铁基粉末冶金零件在不断增加,这主要是由于密度的增高和动态性能的改进。粉末冶金零件的新应用还必须通过不断采用新工艺的最终形成形能力及减少制造工序,降低生产成本。用于制造某些新零件的生产工艺,还必须能生产出几何形状复杂的薄壁零件。采用温压工艺(ANCORDENSETM),用一次压制可达到较高密度水平。这种工艺还能增高生坯强度与减小脱模力。汽车变速器输出轴毂在20世纪90年代以前,是用二次压制/二次烧结工艺大量生产的一个重要粉末冶金零件。1995年前后,用温压工艺进行了制造这种零件的试验,并和用二次压制/二次烧结工艺生产的零件进行了对比。     

可得到高使用性能的一次压制/一次烧结生产工艺

高密度粉末冶金零件(PM)意味着力学性能增高与零件的使用性能改进.虽然,高密度零件生产工艺不是新工艺(熔渗铜与二次压制/二次烧结工艺都已应用了许多年),但是最近10多年的发展,使着用一次压制/一次烧结工艺已可得到较高的密度.这些先进的生产工艺叫做温压,其是一种利用有专利权的润滑剂与温模或温热粉末相结合的压制工艺.其在得到高密度烧结件的同时,仍然可保持粉末冶金固有的优势.可得到高密度的其它粉末冶金工艺还有模壁润滑与选择性表面致密化.对于每一种方法都进行了述评,并附带用资料证明了材料的性能与使用性能.     

为生坯加工用强化生坯强度的润滑系统的开发

粉末冶金零件烧结后往往面要切削加工，以达到压制时无法成形的设计特征或窄小的尺寸公差。可是，随着高性能材料出现，鉴于这些材料烧结后表观硬度与强度高，采用生坯切削加工可减低切削加工费用与增强竞争性，因此，是一种很有吸引力的生产工艺。现在，采用新润滑系统可使零件在烧结前进行切削加工，这些新润滑系统和常用润滑剂相比，都是一些能大大增高零件生坯强度的聚合物润滑剂。在切削加工时，较高的生坯强度可减低生坯开裂和／或棱边剥落的危险。这篇论文对由新聚合物润滑系统或常用EBS蜡润滑剂压制的烧结硬化材料FLC-4608的脱模特性与生坯特性进行了比较。这种比较是用实验室与生产规模压机压制成形的密度为6．7～7．1g／cm^3的横向断裂试样和油泵齿轮进行的。还报告了油泵齿轮烧结后的性能和零件间性能的均一性。     

用于汽车自动变速器的温压涡轮毂

温压是一种可将增高密度与选择高使用性能材料相结合的技术。增高密度有助于提高零件的力学性能,以及整体使用性能。将密度增高与高使用性能相结合,可使制造的零件的使用性能超过相应的铸锻材料产品,同时可制成具有最终形的零件,从而显著减低生产成本。因此,自动变速器的涡轮毂就成为了温压的一个理想对象。这篇论文将评述,将用于高扭矩自动变速器的常规锻件切削加工的涡轮毂转换为用一次压制/一次烧结制造的粉末冶金涡轮毂。粉末冶金涡轮毂使用的材料是FD-0405。在试验室对这种扩散合金化材料进行了评价,和报告了几个密度水平的力学性能。温压可使高应力的内花键区全面达到高密度。为了证明粉末冶金零件的适用性,进行了广泛的力学与零件的特定试验。     

粉末混合料配方对温压试样的生坯与烧结件性能的影响

温压是一种用加热粉末混合料与模具来提高被压制零件生坯密度的技术。加热的温度范围一般为 90～ 15 0℃。依据零件大小、粉末混合料配方及压制参数 ,与“冷”压制相比 ,采用用温压技术一般可将生坯密度提高 0 0 7～ 0 3g/cm3。可是 ,要想通过适度地提高压制温度来提高生坯密度 ,必须正确地设计粉末混合料 ,使之能在作业温度下稳定地充填阴模型腔 ,以保证压制的零件质量 (重量 )与密度均匀一致。另外 ,还必须在保持脱模力小与零件表面粗糙度值低的条件下 ,正确选择基体粉末与混入的元素粉末 ,以使生坯密度与烧结件密度都能达到最大值。要特别指出 ,润滑剂的选择是温压的关键。本文讨论了在不同的压制条件下 ,各种温压粉末混合料的性状。介绍了基体钢粉牌号和各种添加剂的数量与类型对生坯与烧结件性能的影响。着重阐述了润滑剂对生坯密度与脱模力的影响。     

新开发的低松装密度雾化粉末的性能

为满足市场需求,开发出了一种低松装密度雾化铁粉,Ancorsteel(R) AMH.这种材料主要用在密度较低的场合,在那里生坯强度与烧结体强度对粉末冶金零件的使用性能是至关重要的.本文将着重于以添加石墨的预混合粉与铜+石墨的预混合粉的方式,对Ancorsteel AMH与传统海绵铁粉之间生坯与烧结态的性能进行比较.将要...     

高密度粉末冶金螺旋齿轮

汽车行业已证实,粉末冶金是生产高强度齿轮的一种技术。粉末生产、压制及烧结的进展和二次压制相结合,可以使正齿轮零件密度达到7.5g/cm3。然而,由于螺旋齿轮的几何形状不适用于DP/DS工艺,所以螺旋齿轮很难达到相同的密度。本文主要讲述能够生产芯部密度接近7.4g/cm3的一次压制与一次烧结螺旋齿轮的制造工艺。讲述了试验过程,制造烧结零件的密度及零件间的变动性。为了进一步改进这些螺旋齿轮的使用性能与几何形状,接着用辗压将之进行了表面致密化。将说明表面的密度与齿轮品质的改进。     

铁基材料高密度温压工艺

介绍了温压工艺、生坯密度与强度、压制压力与脱模力、生坯机加工、烧结后材料性能、生产成本以及试生产。     

用于常规粉末冶金工艺的生坯切削加工

生坯切削加工的好处已众所周知，如切削刀具的寿命较长，能够用可烧结硬化粉末制作形状复杂的零件等。零件生坯强度高可防止在运送过程中生坯开裂与损坏。但是，用常规粉末冶金工艺不易达到所要求的高生坯强度(约大于20MPa)。因此，生坯切削加工尚未得到广泛应用。用魁北克金属粉末公司(QMP)新开发的高生坯强度(high green strength，简称HGS)聚合物润滑剂。正在消除使用生坯切削加工的限制。这种润滑剂的一个杰出特性是其对温度的敏感性。在压制温度55℃下整个坯件就能获得高生坯强度，这用冷压很容易达到。若将零件生坯压制到密度6．8g／cm^3，随后经固化处理。甚至可将生坯强度增高到48MPa左右。这样高的生坯强度使得用常规粉末冶金工艺制造的零件都能进行生坯切削加工。本文介绍了用正时链轮进行生坯切削加工试验的一些结果。使用的材料是由QMP ATOMET 4601与HGS润滑剂组成的可烧结硬化的粉末混合料。先用冷压将链轮压制到密度约6．8g／cm^3，再对用压制的生坯与经固化处理的生坯进行切削加工(在齿的中间车槽)。结果表明，HGS润滑剂，特别是固化处理后，可赋予生坯足够高的强度，以进行装卡与切削加工作业。切削加工表面光滑且棱边完好。由可烧结硬化粉末制作的可生坯切削加工的链轮，能省掉热处理，大大延长刀具寿命以及改善尺寸公差。     

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。     

熔渗量对颗粒增强的高性能铁基耐磨材料性能影响的研究

为研制在某些特殊工况条件下用的高强度、高耐磨性的铁基耐磨材料，采用烧结一熔渗一热处理工艺研制出一种由Co—Cr—Mo—Si颗粒增强的铁基粉末冶金耐磨材料。结果表明：Co—Cr—Mo—Si硬颗粒单独存在于基体中，起颗粒强化的作用。未熔渗时，孔洞多，硬颗粒与基体界面清晰可见，结合强度低，材料性能较差。随着熔渗量的增多，材料的孔隙度减小，硬颗粒与基体界面结合强度好，材料性能明显提高。同时，材料的断裂主要通过铜相的撕裂，呈现明显的塑性断裂特征。因此，足够的熔渗量可获得各相界面结合较好的一种高性能铁基材料。     

用烧结硬化工艺生产汽车分动箱链轮

烧结硬化工艺可利用通过烧结炉一次烧结生产强度与表观硬度高的粉末冶金零件。烧结硬化工艺省掉了烧结后的热处理，从而消除了与热处理相关的一些缺陷，诸如零件的扭曲变形、油污染及增大生产成本。为烧结硬化应用开发了低合金钢粉。这些低合金钢粉与可利用的装备有强化冷却能力的装置的烧结炉相结合，使烧结硬化对于因大小或形状难以淬火的零件特别有吸引力。Masco Tech Sintered Components最近开发的汽车分动箱链轮，就是成功应用低合金钢粉与烧结硬化工艺的一个范例。这篇论文阐述了粉末混合料配方与烧结参数对选择的可烧结硬化材料的力学性能的影响，和将链轮的主要生产线从传统的成形、烧结、精整及淬火的生产工艺改造成生产成本较低的成形与烧结硬化生产工艺采取的方法。     

不同MgO含量对烧结矿质量的影响

依据石钢原料条件,研究了MgO含量对烧结矿常温强度及冶金性能的影响.结果表明,MgO含量对烧结矿有着双重的影响,其中在2.3%为最佳.随着MgO的增加,烧结矿的冶金性能、低温还原粉化指标改善.当MgO含量达到2.3%时,烧结矿强度,性能指标达到最佳.随后,随MgO含量增加烧结矿强度及冶金性能明显降低.     

Influence of limestone particle size on iron ore sinter properties and productivity

Iron ore fluxed sinter is the main ferrous burden of Jindal south west steel limited (JSWSL) blast furnaces. In sinter plant fluxes including limestone and dolomite are added to improve the sinter properties of iron ore and to provide an appropriate slag composition of the blast furnace. The raw material grain size affects the sinter process considerably because the sinter productivity and quality are strongly dependent on the green permeability of the bed, which is determined by the particle size distribution of the raw materials, the granulation effectiveness and by the sintering process itself. It is well‐known that in fluxed sinter, the size of limestone affects productivity and physical and metallurgical properties of the sinter. It is therefore necessary to understand the role of limestone particle size on sinter properties and productivity. In the present work laboratory sintering experiments have been carried out with different levels of limestone mean particle size (from 0.14 to 1.83mm) to understand the influence of limestone particle size on mineralogy, productivity, physical and metallurgical properties of the sinter. Sinter productivity increased with increasing limestone mean particle size due to improved sinter bed permeability. Sinter with limestone mean particle size of 1.25 to 1.52 mm yielded better sinter strength and lower RDI compared to sinter with smaller or larger limestone mean particle size. Higher sinter strength is due to better and uniform distribution of limestone particles, and better bed permeability enabled easy assimilation and effective distribution of calcium ferrite phases. The improvement in sinter RDI is due to change in mineralogy of the sinter compared to coarser and finer limestone mean particle size.     

轧膜成形制备W-Cu层状功能梯度材料及其性能研究

以W粉和电解Cu粉为原料,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘结剂,通过有机基轧膜工艺制备出3种组成的单层生坯(Cu质量分数分别为25%、50%、75%),再叠层共轧,制备出了具有不同粘结剂含量的W-Cu层状梯度材料生坯,之后在H2气氛中烧结,获得了W-Cu层状梯度材料,考察了粘结剂含量与制备工艺条件对材料显微组织和性能的影响。结果表明,通过单层轧制、叠层共轧共烧可以制得层状梯度W-Cu复合材料;粘结剂含量对W-Cu层状梯度材料的致密度和性能有着明显的影响。当粘结剂质量分数为6%时,轧膜坯有较好的成形性,且成形坯的孔隙率较低;所得多层生坯经1 150℃烧结后相对密度达93.11%;所得梯度W-Cu材料有良好的物理、力学性能。     

高速压制制备高密度纯铁软磁材料

以退火纯铁粉末为原料,采用粉末退火结合高速压制技术的方法制得高密度压坯(7.70 g·cm^-3),经烧结后获得高密度高性能的纯铁软磁材料.研究退火粉末的高速压制行为,以及烧结时间和烧结温度对材料磁性能和晶粒大小的影响.结果显示:退火粉末的压坯密度随压制速度的增加而增加,压坯密度最高可达到7.70 g·cm^-3,相对密度可达到98.10%.烧结温度为1450℃,烧结时间为4 h时,材料密度达到7.85 g·cm^-3,相对密度为99.96%,最大磁导率达到13.60 m H·m^-1,饱和磁感应强度为1.87 T,矫顽力为56.50 A·^m-1.     

Comparison of mechanical properties of Fe-1.75Ni-0.5Mo-1.5Cu-0.4C steels made from PIM and press and sinter processes

Abstract

Powder injection moulding (PIM) is a relatively new process and only a few alloy standards have been recognised. To further promote the application of this technology, new alloys with competitive mechanical properties need to be developed. Fe-1.75Ni-0.5Mo1.5Cu-xC is one of the compositions widely used in the conventional powder metallurgy industry in making press and sinter parts. To benefit from the excellent mechanical properties and the accumulated knowledge of this alloy system, the same composition was employed in this study to make powder injection moulded compacts with the expectation that evenbetter mechanical properties would be attained. The results obtained on the compacts sintered at 1200°C for 1h showed a tensile strength, hardness, and elongation of 685MPa, 91 HRB, and 7 5% respectively. With heat treatment, the tensile strength and hardness increased to 1530MPa and 52 HRC, respectively. However, the elongation decreased to less than 1 0%. These properties are better than those of the press and sinter counterparts owing to higher sintered density, finer grain size, and more homogeneous microstructure.