粉末冶金零件生坯切削加工性能研究进展

综述了粉末冶金生坯切削加工技术的进展,指出其关键在于提高生坯强度以达到可加工的要求;分析了切削参数控制与刀具磨损和零件质量的关系,以及对生坯样品加工性能、烧结性能等的影响。通过预烧结、温压等工艺提高了钨基合金粉末冶金生坯的强度,并对其进行了切削加工试验。结果表明,经预烧结或温压的生坯均可进行装夹与切削加工,而预烧结生坯的加工性能更好,其加工表面光滑且棱边完好;采用生坯切削加工技术,可延长粉末冶金零件生产中的刀具寿命,节约成本,提高效率。     

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。     

粉末注射成形蜡基粘结剂溶剂脱脂行为研究

以YG8硬质合金为实验对象,研究了蜡基粘结剂注射成形生坯的溶剂脱脂行为,考察了时间、温度、生坯形状、厚度、表面积、粉末装载率和液固比对脱脂速率的影响,分析讨论了各因素影响脱脂速率的原因.结果表明:溶剂脱脂速率随温度升高而升高,随时间的延长而降低;脱脂初期扩散是控制性环节,温度是影响反应速率的主要因素,脱脂后期溶解成为控制性环节,浓度差减为影响反应速率的主要因素;液固比越大,脱脂速率越快,粘结剂最终脱除率越高;生坯粉末装载率越高,脱脂速率越慢,粘结剂最终脱除率越低;生坯形状对脱脂速率影响表现为样品厚度和表面积的影响,回归分析表明,脱脂速率与生坯表面积成正比,与生坯厚度的平方成反比.     

电磁振动场施加对金属粉末注射成形性能的影响

在金属粉末注射成形(MIM)过程中引入电磁振动场后,采用SEM和金相显微镜分析注射生坯和烧结样品的微观组织,系统评价注射生坯和烧结后样品的密度与力学性能.通过对比不同的振动参数对注射生坯性能的影响结果,从而获得最佳的振动参数.研究结果表明当振动场引入MIM注射成形过程后,相比于静态注射会显著提高生坯和烧结样品的密度和性...     

炭阳极生坯裂纹行为

本文对炭阳极生坯裂纹进行分析，指出炭阳极生坯裂纹与制品形状、配方、糊料温度、沥青性质、冷却方式和冷却程度间的联系，并根据生产情况提出相应解决方法。     

获得高生坯强度的新技术

美国赫格纳斯公司研制出一项可获得高生坯强度的新技术。该项专利不是通过提高密度的手段来提高生坯强度,而是一种经特殊润滑剂处理的铁基金属粉末预混合粉AncormixHGS。用普通方法压制,生坯强度就可提高一倍。用这种预混合粉制取生坯,脱模力小,有利于克服脱模时生坯产生裂纹及其他影响外观和内在质量的问题。实验表明,压制压力为4 15～5 5 0MPa时,生坯强度可达30MPa ,而以往生坯强度只有15MPa。所有铁基粉末,无论海绵状铁粉还是不锈钢粉都可以添加这种润滑剂。更重要的是,用这种预混合粉制取的生坯在烧结前就可进行机加工。获得高生坯…     

MIM蜡基粘结剂蜡含量对成形性的影响

采用不同石蜡含量的多聚合物组元粘结剂,研究石蜡含量对喂料粘度、生坯密度均匀性、生坯强度的影响。石蜡含量提高改善了喂料的均匀流变性能,但降低了生坯的抗破坯能力。研究结果为蜡基粘结剂的合理选择提供了依据。     

316L、317L的MIM注射成形生坯件溶剂脱脂工艺研究

介绍了316L、317L两种不锈钢MIM生坯溶剂脱脂过程中溶剂种类、溶剂温度、工件厚度、钢粉的粒度及形貌对溶剂脱脂过程的影响。结果表明：选择正己烷作溶剂，控制溶剂温度37℃可以避免溶剂脱脂过程中工件开裂、鼓泡问题，而且能减少对环境的污染，给操作者提供更好的劳动条件；溶剂脱脂早期大粒度球形钢粉的生坯要比小粒度不规则形状钢粉的生坯脱脂速度快，但后期小粒度不规则形状钢粉的生坯脱脂较大粒度球形钢粉的生坯速度快。     

新技术与成果

硬质复合材料及其制备方法一种热处理具有暴露表面的生坯的方法。该方法包括下列步骤:提供一个由硬质碳化物和结合剂构成的生坯;把一种晶粒细化剂粉末放在所说的生坯的至少一部分暴露表面上;热处理所说的带有晶粒细化剂的生坯,使所说的晶粒细化剂向所说     

碳化硼水选废料生坯成型工艺的研究

利用碳化硼水选废料为原料进行压制生坯试验烧结制备耐火材料,通过检测生坯的显气孔率、体积密度以及抗压强度,对生坯成型工艺的最佳条件进行研究。试验结果表明,在生坯成型工艺过程中的最佳压制条件为:黏结剂为羟丙基甲基纤维素,黏结剂添加量为0.4%,水添加量为10%,制坯压力为30 MPa,保压时间为120 s,在此条件下所制生坯的显气孔率、体积密度和抗压强度分别为42.31%、1.43 g/cm3和10.28 MPa。     

用先进的温模压制工艺生产高密度汽车零件

高密度压制工艺(温模压制)扩大了粉末冶金零件的应用范围。鉴于一次压制/一次烧结(1P/1S)所达到的密度已超过了7.3 g/cm~3,这种成本可行的零件生产方法,往往是最新高密度汽车零件应用采用的方法。达到较高零件密度的关键的第一步是改进润滑剂与预混合工艺,以将润滑剂的含量减小到预混合粉重量的0.25%。本文详述了新润滑剂系统,能够使润滑剂含量减低到预混合粉重量的0.25%,并使生坯密度高达7.5 g/cm~3左右。除了生坯密度高外,生坯强度也达到了30 MPa左右;并能将压制与生坯零件后续处理时开裂的可能性减小到最小程度。虽然还不能用于所有类型的零件,但在Cloyes Gear已证明,这种新的粉末预混合粉,对于生产汽车的气门机构零件是成功的。将详述开发工作的情况和得到的生产体验,并讨论其优点与局限性。     

粘结化铁基粉末的高速压制成形与烧结行为研究

研究了采用粉末改性处理和高速压制相结合的技术制备高密度铁基粉末冶金材料的工艺。所用的粘结化铁基粉末的名义成分(质量分数)为Fe-1.5Ni-0.5Cu-0.5C;重点研究了压制能量和粉末塑化改性对压坯密度的影响,以及高密度压坯的烧结致密化行为。结果表明:粘结化铁基粉末具有较高的流动性(25.1s/50g)和松装密度(3.2～3.4g/cm3)。未经塑化改性处理的粉末随着压制速度的增加,压坯密度提高缓慢,在8.7m/s高压制速度下,压坯密度为7.37g/cm3。塑化改性处理粉末具有优异的塑性变形能力,压坯密度随着冲击能量的增加而迅速增大,在6.2～8.7m/s的压制速度范围内,压坯密度为7.07～7.62g/cm3。经过8.7m/s高速压制和1 150℃烧结后,烧结体密度达到7.51g/cm3,相对密度为96.5%。     

粉末冶金高速压制技术及其应用

高速压制技术(HVC)是2001年瑞典提出的一种先进的成形技术,兼有动态压制的高冲击能量和传统压制的高速平稳性等多重特征,可广泛用于金属、陶瓷和聚合物等材料的成形.介绍了HVC技术的原理.论述了该技术与其它成形技术相比具有成本低、压坯密度高且分布均匀、低弹性后效和高精度、模具使用寿命长等特点.讨论了HVC技术对所用模具和原料粉的要求.介绍了HVC技术的研究进展,并对实际生产应用前景进行了展望.     

模壁润滑高速压制成形Fe-2Cu-1C粉末的研究

本文采用模壁润滑和高速压制相结合工艺在HYP35-7型高速压机上成形Fe-2Cu-1C铁基粉末,研究压制速度对生坯密度、最大冲击力、脱模力和压坯的弹性后效的影响,并分析了压坯的显微组织.结果表明,试样的生坯密度均随压制速度提高而增加,有模壁润滑生坯密度较高,且当压制速度为4.39 m/s,生坯密度达到7.53 g/cm3;同一压制速度下,有模壁润滑时的最大冲击力要高于无模壁润滑时的最大冲击力,脱模力要小5～20 kN;高速压制的生坯弹性后效远低于传统压制.     

温粉高速压制装置及其成形试验研究

为发展粉末冶金零件高致密化成形技术,提出1种高速压制和温粉压相结合的温粉高速压制(WHVC)成形技术.自行设计并制造了1套利用重力势能驱动的温粉高速压制成形装置,并对温粉高速压制成形实验进行探讨.结果显示:运用该装置对316L不锈钢粉、铁粉、铜粉和铝粉进行温粉高速压制成形实验,生坯密度分别可达到7.47、7.63、8....     

粉末冶金高速压制成形技术

瑞典Hydropulsor AB公司制造并出售其独创的液压冲击机后,解决了长期以来限制高速压制技术工业化应用的设备问题,该技术将得到极大的推动。本文介绍了高速压制技术的一些特点,如压制速度、压坯密度分布等。讨论了在生产过程中所应采用的压制速度、模具几何尺寸等技术问题。     

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。     

New technological approach to fabrication of high density PM parts by cold pressing sintering

Abstract

A new technological approach to the fabrication of high density powder metallurgy (PM) parts via single pressing sintering, allowing cold compaction to be performed without admixed lubricants, has been studied. The influence of in pore gas on the compacts' green density and their sintered properties were evaluated. A mathematical expression relating in pore gas pressure in the compacts to the green density was developed. The expression showed that in order to reduce the negative influence of gases trapped in the pores it is necessary to ensure effective air drainage from the compaction zone. In order to ensure sufficient air evacuation during cold compaction, a new design of porous die was developed. The behaviour of powder mixes with different lubricants during cold compaction in porous die was investigated. All the test conditions were evaluated in terms of green and sintered properties, including the ejection force, green and sintered densities, tensile strength and surface hardness. In the context of the experimental work, compaction in porous die promoted the improved combination of green and sintered properties compared with compaction in conventional dies.     

Improving iron compact green strength using powder surface modification

Abstract

In powder metallurgy, green strength has important consequences for part production rates and product end quality. Mechanical interlocking and interparticle cold welding are the main mechanisms responsible for green strength. These mechanisms are affected by compaction pressure, temperature, amount of lubricant and additives admixed to the powder, and surface characteristics of the powder. The present paper describes the effect of iron powder surface modification on the green strength of compacted specimens. The green properties of compacts fabricated from iron powder treated with diluted sulphuric acid and coated with copper by a non-catalytic displacement plating method are presented. The results indicate that surface modifications strongly influence the green strength of the compacts.     

为温压工艺设计的混合粉

在工业生产用压机的压制条件下，对为温压设计的经粘结剂处理的材料的性能进行了研究，定量地探讨了粉末温度对压制压力的一致性、稳定性和对零件的生坯与烧结件性能的影响。评价了混合粉对温度波动和生产中断的承受能力。