合金化Fe-Mo-Ni-Cu-C烧结硬化钢性能研究

以Fe-Mo预合金粉为基粉,通过添加合金元素Ni、Cu,经820℃部分扩散制成Fe-Mo-Ni-Cu部分扩散合金粉,应用粉末冶金技术制备了Fe-Mo-Ni-Cu-C烧结硬化钢,对该材料的组织结构和物理机械性能进行了研究。实验结果表明:烧结硬化钢材料在烧结后期于氢气保护下直接冷却,不需要单独淬火,随冷却速度不同,Fe-Mo-Ni-Cu-C烧结硬化钢的主要金相组织为回火马氏体、珠光体和下贝氏体。合金元素Mo、Ni、Cu的加入改善了材料的组织,大幅度提高了材料的强度和硬度。材料硬度:HRC 50,拉伸强度:σb936 MPa,冲击韧性:23.6 J/cm2,密度:7.23 g/cm3。     

烧结硬化粉

烧结硬化可将烧结与热处理结合为一道工序．是低成本生产高性能粉末冶金零件的一种扳具吸引力的方法。瑞典赫格纳斯公司研究了四种可烧结硬化的粉末。①预合金粉Astaloy CrL(1．5％Cr，0．2％Mo)混入1％Cu粉与0．75％石墨粉；②预合金钼钢粉(1.5％Mo)混入2％Cu粉与0．75％石墨粉；③4600型镍钼预     

烧结硬化材料在现代汽车齿轮、链轮、凸轮中的应用

近年来,汽车产业内部要求应用的材料需要具有高表观硬度、高淬透性以及提高力学性能。这些往往-矛盾的要求迫使寻找开发新材料,这些新材料必须不增大后续热处理的费用,能够提供较高的烧结态表观硬度及良好的静态/动态力学性能。传统的烧结硬化材料虽然提供适用的表观硬度,但力学性能与烧结体密度却不高。本文将用许多文献资料证明,一系列烧结硬化材料既有好的压缩性、高表观硬度,又能增高力学性能。将着重讨论这些材料在汽车(包括发动机与变速器)的,诸如齿轮、凸轮及链轮中的应用。这些零件当前是用压制-烧结-热处理工艺,或者是用常规的铸锻材料-切削加工制造的。还将讨论用高温烧结来强化生产工艺。     

烧结硬化粉末冶金钢在高性能零件中的应用

粉末冶金烧结硬化是一种经济有效的生产高强度零件工艺过程。但是,其后续机加工相对困难和昂贵,因此尺寸公差控制也是烧结硬化过程中关注的重要目标。本文基于MPIF标准制备了多种烧结硬化材料,并对比了它们在同等压制压力下的测试试棒以及同等密度下工业粉末冶金零件上的强度、延伸率及尺寸稳定性表现。结果表明在工业生产条件下,所有材料都得到了有效烧结硬化并表现出了优秀的尺寸稳定性。在工业零件生产中,Cr M作为一种预合金无铜添加的经济有效的烧结硬化材料,由于它的高淬透性,在0.5%C(质量分数)添加时,表现出高的尺寸稳定性及极佳的性能。     

粉末冶金Fe-Ni-Mo低合金钢的烧结硬化性能

以Fe-1.75％Ni-0.5％Mo雾化低合金钢粉为基础粉末,加入2％Cu和0.6％C,在600MPa压力下模压成形,在1120℃烧结30 min,制备Fe-Ni-Mo低合金钢材料,测试和分析该合金钢的硬度和抗拉强度以及显微组织；并利用热模拟实验机研究冷却速率(0.5、1.0、2.5、5和10℃/s)对该合金组织和性能...     

激光硬化粉末烧结钢的组织结构及耐磨性

两种Fe-Ni-Cr-Cu-Mo-C系粉末烧结钢宽带激光硬化处理表明,激光硬化的粉末烧结钢表面层的组织结构由马氏体、贝氏体、残余奥氏体和游离态石墨等组成.激光硬化处理显著改善了粉末烧结钢的耐磨性.     

影响烧结硬化合金钢齿轮特性之参数探讨

根据不同合金钢合金化的方式与添加元素的种类, 规划出4 组不同硬化能之烧结合金钢; 将这4 种硬化能不同之烧结合金钢粉末分别压制成密度为6.85 g/cm3 的齿轮胚体, 经RX型保护气氛、1 120 ℃烧结30 min后, 继以24℃/min与48℃/min的冷速率来控制冷却过程中合金钢的相变化行为, 再将烧结态之合金钢齿轮施以200℃、1~4 h之回火处理; 最终对合金钢齿轮进行硬度、齿轮精度、齿破裂负载等量测与金相观测。研究结果显示烧结合金钢的硬化程度随硬化能的增加或烧结淬冷速率的加快而提升, 而齿轮精度则随其相变后的马氏体含量的增加而降低。故针对烧结硬化合金钢齿轮的制造流程开发中, 烧结淬冷区的冷却速率须达48℃/min, 才能确保齿轮之硬度维持在HRC 30以上; 且硬化能倍数宜调整在15~25之间, 经1 h以上的回火, 即可获得具经济竞争力, 又具优异机械性能与齿轮精度组合的烧结硬化合金钢齿轮。     

可烧结硬化组成合金的开发

粉末冶金产业市场力量正在挑战粉末冶金合金中通常使用的传统组成.Mo、Ni及Cu因和氧亲和力低,是铁基粉末冶金使用的主要合金化元素.另外,Mo对压缩性的影响很小,和Cu在烧结温度下通过液相可快速熔成合金.这三种元素也都增高钢的淬透性,用这些元素的混合物生产的零件可进行烧结硬化.价格压力迫使对采用这些元素的粉末组成重新进行...     

烧结对粉末冶金齿轮精度的影响

粉末冶金工艺的最大特点之一就是可以制造形状复杂、同时获得近净形的零件产品。通常，在成形时所得的压坯具有较高的精度，但由于在烧结过程中粉末颗粒间的重新结合与排列，造成制品的膨胀或收缩，使得烧结后的齿轮等产品的几何精度或尺寸精度降低。因此，在粉末冶金工艺中，对尺寸变化尤其是对模具尺寸的设计进行控制与预测是非常重要的。该文将探讨齿轮在不同温度下烧结后的齿形变异，了解造成粉末冶金齿轮齿形误差的原因，以利往后齿轮变形实验的设计与齿形变异的分析。     

WC对合金化烧结硬化钢的性能影响

应用粉末冶金烧结合金化及温压成形技术,制备了Fe-Mo-Mn-Cu-W-C烧结硬化钢摩檫材料,研究了该材料的组织结构和性能.结果表明:加入经过特殊处理的合金化元素后,烧结硬化钢的主要金相组织为珠光体、下贝氏体以及少量铁素体,材料的密度、强度、硬度及基体的耐磨性大幅度提高.Mn-Mo合金在高碳保护下加入到基体中,在烧结过程中产生了部分液相,因而促进了致密化过程.W以碳化物的形式加入到Fe-Mn-Mo-Cu-C烧结硬化钢基体中,起到了弥散强化的作用,材料的磨损量显著降低.     

影响烧结硬化合金钢齿轮特性之参数探讨

根据不同的合金钢合金化方式与合金添加种类，规画出四组不同硬化能力之烧结合金钢。将这四种硬化能力不同之烧结合金钢粉末分别压制成密度为6．58g／cm^3的齿轮坯体，在RX型保护气氛下。1120℃烧结30min后，再以2412／min与48℃／min的冷却速率来控制冷却过程中合金钢的相变行为，再将烧结态之合金钢齿轮施以200℃、1～4h之回火处理；最终对合金钢齿轮进行硬度、齿轮精度、齿破裂负载等量测与金相观测。研究结果显示，烧结合金钢的硬化程度随硬化能力的增加或烧结后淬冷速度的加快而提高，而齿轮精度则随其相变为马氏体含量的增加而降低。故在烧结硬化合金钢齿轮的开发制造过程中，烧结后淬冷区的冷却速度须达48℃／min，才能确保齿轮特性之硬度维持在30HRC以上，且硬化能力倍数宜调整在15～25之间，经1h以上的回火，即可获得具经济竞争力，又具优异力学性能与齿轮精度组合的烧结硬化合金钢齿轮。     

烧结硬焊连接粉末冶金件的技术开发

在皮带滑座生产中，机械加工耗费了一半以上的工时，为此作者采用烧结硬焊技术，将皮带滑座制备工艺改变为皮带座硬焊接合滑座圆盘工艺。为评估不同商用硬焊填料在烧结炉中的熔融硬焊结合行为，将硬焊填料安置于粉末冶金试片结合处，再放入一般的铁系烧结炉中进行30min的烧结硬焊（烧结温度为1120℃、烧结气氛为裂解丙烷），观察不同硬焊填料在试片之间产生的扩散行为与结合状况，借以判定在铁系合金烧结条件下较适合的硬焊填料；而后将此硬焊填料应用于由烧结硬化合金钢所压制的皮带座与滑座圆盘的组合上。实验结果表明，硬焊填料适当的扩散能力，将促使填料与粉末冶金零件压坯间产生适当的扩散层，既维持大部分零件基体的原有特性，又能保留大量的硬焊填料存留于粉末冶金坯体间，因而形成渐层结构的高强度硬焊界面。与传统粉末冶金工艺相比，采用烧结硬焊技术后，皮带滑座的制造成本降低30％，而皮带滑座的结合力仅减小约10％。     

微细Cr-Fe合金粉对粉末冶金钢组织与性能的影响

在Fe-0.5Mo预合金粉末中加入平均粒径为4.65μm的Fe Cr55C600高碳Cr-Fe合金粉末,于1 200℃,采用烧结硬化工艺制备Fe-Cr-Mo粉末冶金合金钢。结果表明:随着Cr-Fe合金粉末量的增加,合金烧结试样的硬度增加,强度增加,合金的显微组织以贝氏体为主。当添加微细颗粒的Cr-Fe合金粉末,使Cr质量分数达到1.7%时,合金烧结试样的综合性能达到最优,抗拉强度为1 210 MPa,硬度为30 HRC,显微组织主要为细小的下贝氏体和马氏体,此时合金中Cr/C质量比约为1.54。     

Al2O3质量分数对高碱度烧结矿软熔滴落性能影响

 对Al2O3质量分数不同的高碱度烧结矿进行了荷重软化熔滴试验,并通过对不同温度下烧结矿微观结构和矿物组成的分析,进行了Al2O3质量分数对烧结矿软熔滴落性能影响机制的探讨。试验结果表明：Al2O3质量分数增加促进了还原过程中钙铝黄长石(2CaO·Al2O3·SiO2)和浮士体共晶相(2CaO·SiO2-2CaO·Al2O3·SiO2-FeO)等低熔点富铝相的生成,导致高Al2O3烧结矿在较低温度下出现开气孔孔隙封闭,从而降低了压差陡升温度。在熔融滴落阶段,高Al2O3烧结矿中渣相的Al2O3质量分数较高。存在于金属铁颗粒之间渣相的液相线和黏度随Al2O3质量分数增加而提高,在一定程度上降低金属铁颗粒的聚合,使得烧结矿的滴落温度提高。同时,高Al2O3烧结矿具有较宽的熔滴区间,使得熔融滴落区间的透气性较差。     

Influence of sinter grate suction pressure (flame front speed) on microstructure,productivity and quality of iron ore sinter

Abstract

From a sinter production point of view, it is important to optimise the sintering process with regard to both sinter quality and production rate. In sintering, airflow rate within the sinter bed decides the production rate and its physical and metallurgical properties. To study the influence of airflow rate (flame front speed) on sinter production and sinter quality, pot grate sintering experiments were conducted at sinter grate suction pressures ranging from 900 to 1700 mm water column over the sinter bed. During sintering, time–temperature data were recorded, and mineralogical studies were carried out. This study reveals that increase in sinter grate suction pressure through the sinter bed from 900 to 1700 mm water column significantly improved the sinter productivity from 34·37 to 48·90 t/m²/day; however, the physical and metallurgical properties of the sinter at higher suction pressure were not optimum with respect to blast furnace requirements. The maximum sinter productivity with desired physical and metallurgical properties was obtained at suction pressure 1300 mm water column. At this pressure, improvement in sinter quality was due to optimum firing temperature and enough retention time available for formation of mineral phases. At an airflow rate 1300 mm water column, sinter productivity was 41·0 t/m²/day, sinter strength (TI) was 73·10%, reduction degradation index was 25·0 and reducibility was 71·50%.     

高速钢粉末低压热压的研究

采用计算机测控法研究了高速钢粉末低压热压过程中的致密化现象, 随着热压温度由1 215 ℃升高至1 238℃时, 有效屈服应力由3~4 MPa降至2~3 MPa以下。在1 220~1 230 ℃和4.5 MPa压力下制备了Mo系高速钢剃齿刀, 相对密度达到99.85%, 碳化物的粒度为3~7μm。与普通高速钢刀具相比, 低压热压法制备的M4粉末高速钢剃齿刀寿命明显提高, 减少残余孔隙度对改善刀具的疲劳寿命是很重要的。充分利用材料在高温下, 特别是在接近固相线温度时屈服现象, 可以实现在低压下的粉末材料致密化, 其压力比热等静压低一个数量级, 这可能是一条较为经济的技术途径。     

鞍钢高低碱度烧结矿生产及高炉冶炼

鞍钢东鞍山烧结厂经改造采用酸性小球烧结生产，二烧车间改为高碱度烧结生产。三个月的试生产取得了初步成效，烧结矿质量提高，固体燃耗降低。高炉使用３５％的酸性小球烧结矿和６５％的高碱度烧结矿后，取得了增产节焦、提高质量、稳定顺行的效果。     

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...     

电子驻车制动系统粉末冶金斜齿轮的开发

作为电子驻车制动系统中涡杆传动的关键零件,粉末冶金斜齿轮因其内孔为非圆形花键,结构复杂,成型难度大。为解决这一问题,本文讨论了粉末冶金斜齿轮的结构特点和力学性能,分析了齿轮材料的选择,并研究了生产工艺流程。研究结果表明:应选用流动性较好的粉末材料保证粉末在阴模的斜齿区域均匀填充;为避免花键结构的芯棒受力过大而断裂,选择下模不旋转即可成型斜齿轮的压机;根据产品要求,生产工艺流程设计如下:压制→烧结硬化→回火→后处理,其中,零件的压制成型和烧结硬化技术是重点。通过对斜齿轮生产工艺的精心策划和过程质量的严格管控,开发出符合实际工况要求、高精度、高强度、结构复杂的电子驻车制动系统用粉末冶金斜齿轮,该斜齿轮目前已经实现批量生产,质量稳定可靠,取得了较好的经济效益。