高性能粉末冶金材料发展及其解决方案

发布时间：2021-11-24 10:33

　　与其它制造技术相比,粉末冶金技术可以更经济和高效地生产结构部件,并能达到高的尺寸精度和性能需求,这一优势一直驱动着粉末冶金技术的发展。粉末冶金技术为了能够适应汽车工业不断发展的应用需求,迫切需要开发具有更高尺寸精度、更高性能以及经济高效的粉末冶金材料解决方案,粉末冶金技术可以通过不同的工艺路径来实现这一目标。例如开发经济的新型合金体系,实现更高密度的新型压制技术,结合高温烧结和快速冷却的烧结工艺,以及碳势控制和二次热处理等工艺,都是可行的解决方案,单独或组合采用这些工艺都可以提高材料性能。随着人们对可持续发展越来越重视,选择对环境影响最小的材料和制造工艺变得尤为重要。本文探讨了满足性能要求的金属粉末方案和工艺条件等关键因素,并列举了具有成本效益和可持续性的汽车应用案例,如同步轮毂,凸轮轴桃片,链轮,齿轮等高要求的应用。 

【文章来源】：粉末冶金工业. 2020,30(03)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

不同工艺条件下的磨损结果

控制零件的尺寸精度，首先必须控制石墨与Cu颗粒在混粉中的分布。为了防止混粉中合金颗粒的偏析，通常使用粘结技术把混合粉末粘结在基粉表面，如使用扩散粘结技术粘结合金Cu粉（例如Distaloy ACu），以及使用有机粘结剂技术粘结石墨颗粒（如Starmix粉末）[6]，图2为公差改善结果的示例，通过使用扩散粘结铜和StarmixTM有机粘结预混粉技术，可以将尺寸波动减少一半。通过粘结预混粉技术，将石墨和润滑剂等添加剂有效地粘结在基粉表面上，从而减少或者避免在混粉操作、运输、压制过程中不同化学成分的偏析，同时还能有效地减少扬尘[7]。图2 齿轮外径（43 mm）烧结后的尺寸稳定性

图1 粉末冶金材料强度和尺寸精度水平高强度零件的机加工非常困难且成本较高，因此提高材料烧结的尺寸精度，是粉末冶金技术发展的方向。图1右上角的高强度和优秀尺寸公差的材料组合对于结构零部件最具竞争力，这一区域的材料往往具有较高的合金含量，为了将产品的公差等级从中等改善到良好，H?gan?s开发了多种高精度产品，如Distaloy AB和Distaloy AE等扩散粘结合金粉末系列、Distaloy HP（以预合金Astaloy Mo为基粉，扩散粘结了Cu和Ni粉）。这些材料合金化了高淬透性的元素如Cu,Ni,Mo或Cr，并可根据成分的要求调整元素含量，生产的零件密度通常大于7.1 g/cm3，烧结后可以直接得到非常好的尺寸公差，仅需研磨或类似的后处理工艺。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种铁基合金的粉末注射成形脱脂工艺研究[J]. 罗蒙,周芬,宋希文.  粉末冶金工业. 2019(05)
[2]汽车工业中的粉末冶金新材料与新技术[J]. 熊翔,杨宝震,刘咏,刘如铁.  粉末冶金工业. 2019(04)
[3]铁基烧结零件所需原辅材料性能探讨[J]. 宗华辉.  粉末冶金工业. 2017(05)
[4]采用新型粘结预混粉提高零件生产稳定性[J]. 谭兆强,王辉,王昊,陈丽芳,张旋.  粉末冶金工业. 2015(01)
[5]合金化方法对铁基粉末材料性能的影响[J]. 刘世民,黄伯云,曾德麟,崔建民.  粉末冶金工业. 2002(06)



本文编号：3515801