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     

温压技术的应用、发展及其在我国的工业化前景

根据国内外粉末冶金零件市场的走势，论证了温压技术在我国工业化的重要性。综述并讨论了温压技术的应用及发展趋势。介绍了作者们开发的温压专用粉末加热装置和温压成形粉末冶金材料的性能，其成果为温压原材料及设备的国产化打下了基础。     

粉末冶金温压技术概述

本文概述了粉末冶金温压成形技术的基本原理和基本工艺过程,将温压成形零件的一些性能做了简述和对比,列举了几个采用温压成形技术的实例。     

金属粉末温压工艺的研究现状和进展

温压工艺是对传统的一次压制／ 烧结工艺的改进，即将预合金粉末在一定温度下压制，然后常规烧结，以获得较高的产品密度。其关键技术，一是预混合粉末的制备，二是温压系统的设计。温压工艺生产的零件，主要用于制备高磁性材料、高密度复杂形状的零件，特别是在高强度汽车零件制造方面，具有更强的生命力。粉末冶金温压工艺的开发和应用，填补了传统的一次压制和复压之间的空白，在技术上和经济上为扩大粉末冶金的应用提供了可能性。     

磁轭温压模具系统设计

粉末冶金温压工艺是最近两年国外开发的一种新工艺。我们在温压模具结构和温压加热装置系统的设计和开发上,成功地设计和制造了适合于工业化批量生产的温压模具系统,已经生产出单重为950g的汽车软磁零件——磁轭,其一次压制密度达到7.4g/cm~3以上。     

粉末冶金同步器齿毂近年的进展

近10几年,汽车手动变速器中的关键零件,诸如同步器齿毂与同步器锁环,都已在用粉末冶金工艺大量生产,本文首先对最近10几年来粉末冶金同步器齿毂的开发进行了简要说明,然后着重介绍了用温压制造齿毂与对其进行的疲劳试验报告。     

直喷汽油(DIG)汽车发动机无声链条系统用温压-高温烧结粉末冶金链轮的开发

作者们以前报导过非直喷汽油 (一般MPI汽油 )发动机滚子链条系统用温压 -常规温度 ( 114 0℃ )烧结的粉末冶金链轮。在这个新开发的项目中 ,研究了几种温压 -高温烧结的粉末冶金钢的力学性能。为测定这些材料的耐磨性 ,用虚拟发动机进行了磨耗试验。最终开发出了可承受严酷磨耗条件的DIG发动机无声链条系统的链轮。使用的基础粉末是混合粉 (DistaloyDC1)。其含 2 %Ni(质量分数 ) ,Ni粉是通过扩散粘结在Fe - 1 5 %Mo(质量分数 )粉末颗粒上的 ,温压是在 130℃下 ,用这种粉末、阴模及模具进行的。烧结温度为 1190℃。链轮还进行了热处理     

流动温压成形“十”字形零件及其烧结工艺的研究

传统的粉末冶金方法难以制备复杂零件,最近发展起来的流动温压技术通过增加混合粉末的流动性克服了这一难题。本研究采用常用的水雾化铁基粉末,通过加入适量的粘结剂,利用流动温压技术在约160℃的温度下压制出"十"字形零件,然后分别在1120℃和1300℃进行烧结,并研究了其流动温压成形特性、微观结构及烧结性能。结果表明,利用流动温压技术制备出的"十"字形零件表面光滑且没有明显的收缩或者膨胀现象。本文揭示了流动温压技术在制备复杂粉末冶金零件方面的应用。     

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。     

温压成形技术及用于发动机连杆生产的可能性探讨

本文对粉末冶金温压技术的基理、机理和技术关键提出了看法，指出粘结剂和润滑剂在温压过程和烧结过程中的重要作用，并引出“颗粒界面液相烧结”研究的建议。由于温压技术可制造出密度7．10～7．50g／cm3的铁基材料（常规冷模压的密度小于7．10g／cm3），材料的力学性能明显提高，使其应用范围扩大。通过理论和实践分析，探讨了采用“温压技术和颗粒界面液相烧结技术”生产发动机连杆（典型零件）的可能性。     

20世纪中、后期的粉末冶金新技术和新材料(2)——新材料开发的沿革与评价

随着多种粉末冶金新技术在上世纪中、后期的不断开发应用，粉末冶金高速钢、粉末冶金高温合金、粉末冶金高强度铝合金、粉末冶金纳米粉末等高性能金属材料也不断被开发和大批量生产，使粉末冶金本身成为发展高性能金属材料的一条重要和有效的途径。该文第（2）部分将重点介绍这些新材料的发展历程和开发状况，并给予简短的综合评价。     

高使用性能粉末冶金零件的表面致密化

为保证机构的可靠性,历史上一直在用锻钢合金批量生产高转矩变速器零件,诸如变速器齿轮、高性能链轮、单向离合器座圈及滚珠轴承座圈。虽然用粉末冶金工艺生产的零件成本低廉,但常规粉末冶金钢的静态、疲劳及耐磨性能的局限性,使粉末冶金零件不能应用于上述领域。为解决这些缺欠,近年来,一直在研发用选择性表面致密化(SSD)改进粉末冶金钢性能的各种生产工艺。特别是,PMG集团开发出了一种拥有专利权的表面致密化工艺——DensiForm。利用这种工艺可使零件表面关键部分形成深度达1mm的完全致密化表面层,而零件心部仍然是多孔性的。这种结合与粉末冶金材料合金化的灵活性,使生产的烧结钢零件的使用性能可与在高应力下使用的锻钢性能相比拟。本文将介绍2个例子,即变速器中应用的表面致密化螺旋齿轮和直齿链条的驱动链轮。本文说明了螺旋齿轮和驱动链轮的生产工艺与显微组织,介绍了轿车变速器用螺旋齿轮的性能(其中包括在三轴总成的成对试验台架上得到的滚动接触疲劳的数据)和表面致密化链轮的材料性能与使用性能。     

3D screen printing for the fabrication of small intricate Ti-6Al-4V parts

For the production of complex shaped titanium parts huge advances have been made by powder metallurgy (P/M) during the last years. However, when it comes to miniaturized parts with intricate inner structures like closed channels without entrapped powder and high aspect ratios conventional P/M methods are stretched to their limits. To remedy this shortcoming, Fraunhofer IFAM Dresden uses 3D screen printing, a modified screen printing process based on a powder-binder mixture which is printed layer-by-layer to the desired shape followed by debinding and a conventional sintering step. Especially for small parts a productivity of several million parts per year is achievable. The objective of this work is to demonstrate the possibility to manufacture complex designs based on titanium including thin walls down to 120 μm. Therefore, pre-alloyed gas atomized Ti-6Al-4V powder was used. Analysis of part accuracy, resulting porosity, impurity level and mechanical properties were performed.     

铁粉特性对温压生坯密度的影响

从铁粉类型、粒度组成、化学成分和粉末显微硬度等因素对温压生坯密度的影响情况进行了系统试验,结果表明,通过控制粉末形状、粒度分布、化学成分等因素,温压可获得高压坯密度,在本试验中,经过处理的国产粉温压压制密度最高可达7.30g/cm3,接近国外粉末压制密度。     

高密度铁基粉末冶金零部件制造原料的研究

温压粉末原料是采用温压成形技术制造高密度粉末冶金零件的基础和温压工艺的技术核心。高价格的进口温压粉末制约了我国高密度铁基粉末冶金零件的开发与应用,因此,必须开发出符合我国国情的温压粉末原料体系。作者根据我国资源特点,采用鞍钢产水雾化铁粉、水雾化低合金钢粉和攀枝花钢铁公司产转炉烟尘铁粉为原料,进行了制备相应体系的温压粉末原料和温压工艺参数优化的研究。以水雾化铁粉为原料设计制造的Fe-1.5Ni-0.5Mo-0.5Cu-0.6C粉末经637MPa压制,温压密度为7.46g/cm~3;压坯的回弹率为0.03％.在1150℃烧结40 min后,收缩率为0.025％。而以转炉烟尘铁粉设计制造的Fe-1.5Ni-0.5Mo-0.5Cu-0.6C粉末经686 MPa压制,压坯密度达7.35g/cm~3;以Fe-1.5Ni-0.5Mo水雾化合金钢粉为原料制造的Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.5Cu-0.8C粉末在686 MPa时压制密度为7.35g/cm~3。这些粉末原料的设计为我国高强度铁基粉末冶金零部件的制造创造了条件。     

粉末冶金直齿锥齿轮的模具设计

根据渐开线齿轮的基础知识及粉末压制烧结理论确定了设计模具型腔及结构的原理和方法。实践证明,模具结构合理,制造容易,产品质量可靠,生产效率高。其成本比机加工降低70%。效果良好。     

单缸内燃机用粉末冶金零件——生产与应用

全面阐述 我国单缸内燃机用粉末冶金零件的生产和应用现状，近年来的生产进展，以及近２０年来已研制成功，但未投入批量生产的粉末冶金零件。     

我国汽车用粉末冶金结构零件的现状与发展

综述了国产汽车上使用的粉末冶金结构零件的现状与发展。例举了正在开发、生产及使用的主要粉末冶金结构件,分析了90年代汽车用粉末冶金结构件的发展水平和趋势。     

多台阶铁基粉末冶金结构件在CNC压机上的压制成形

本文介绍了利用CNC粉末成形液压机成形多台阶粉末冶金结构零件的方法。通过优化模具结构 ,发挥CNC独特功能 ,压制出机械压机无法一次成形的复杂零件 ,简化了生产工艺 ,节省了成本     

Production and properties of brass-base P/M constructional materials. A review

Conclusions The best processing properties are exhibited by brass powders manufactured by the diffusional impregnation technique, using a zinc powder, brass swarf, or a copper-zinc master alloy as a point source. However, as this is a very labor-intensive process, normally preference should be given to melt atomization as a method of manufacture of brass powders. Brass P/M parts produced by the conventional method consisting of pressing a powder and sintering the resultant compacts have porosities of not less than 7–10%, and consequently this method is not widely used for the production of constructional brass parts. The sintering of compacts from copper and copper-zinc master alloy powders gives more stable zinc contents compared with the sintering of compacts from copper and zinc powders; the greatest stability of chemical composition is exhibited by sintered compacts from a homogenized brass powder. The formation of diffusional porosity accompanying the evaporation of zinc may be prevented by performing sintering in the presence of a liquid phase (which appears in the presence of a phosphorus or lead addition), saturating the sintering atmosphere with zinc vapor, and adding carbonates or halides of alkali and rare-earth metals to starting powders. The mechanical properties of materials can be markedly improved by eliminating their porosity. This may be achieved by subjecting porous preforms to hot forging, which enables brass P/M parts to be obtained whose mechanical properties are comparable to those of cast parts.Translated from Eoroshkovaya Metallurgiya, No. 3(255), pp. 56–64, March, 1984.