粉末冶金成形新技术综述.docx

第5卷第1期

济源职业技术学院学报

Vol.5No.1

2006年3月

JournalofJiyuanVocationalandTechnicalCollege

Mar.2006

粉末冶金成形新技术综述

张建国,冯湘

(郑州铁路职业技术学院,河南郑州450052)

摘要:粉末冶金成形新技术包括温压技术、流动温压技术、模壁润滑技术、高速压制技术等新技术。认为粉末冶金新技术、新工艺的不断出现,必将促进高技术产业的快速发展。

关键词:粉末冶金;成形;新技术

中图分类号:TF12文献标识码:A

粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体,节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术,在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用,已经进入当代材料科学的发展前沿。目前粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展,本文着重介绍几种近十年来粉末冶金零件的成形新技术。

一、温压技术

温压技术是粉末冶金领域近几年发展起来的一项新技术,可生产出高密度、高强度,具有非常广泛的应用前景。所谓温压技术就是采用特制的粉末加温、粉末输送和模具加热系统,将加有特殊润滑剂的预合金粉末和模具等加热至130~150℃,并将温度波动控制在±2.5℃以内,然后和传统粉末冶金工艺一样进行压制、烧结而制得粉末冶金零件的技术。其技术关键:一是温压粉末制备,二是温压系统。

与传统工艺相比,温压成形的压坯密度约有0.15～0.30g/cm3的增幅,其密度可达7.45g/cm3。在相同的压制压力下,温压材料的屈服强度比传统工艺平均高11%,极限拉伸强度平均高13.5%,冲击韧性可提高33%。[1]另外,温压零件的生坯强度高,可达20～30MPa,比传统方法提高50～100%,不仅降低生坯搬运过程中的破损率而且能对生坯进行机加工,表面光洁度好。此外,温压工艺的压制压力低和脱模力小,同时零件性能均一,产品精度高,材料利用率高。[2]

文章编号:1672-0342(2006)01-0027-03

温压工艺还有一个特点是工艺简单,成本低廉。研究表明,假如一次压制、烧结的普通粉末冶金工艺的成本为1.0,则粉末锻造的相对成本为2.0,复压复烧的相对成本为1.5,渗铜的相对成本为1.4,而温压技术的相对成本为1.25。目前,采用温压技术生产的粉末冶金零件已达200多种,零件重量在5-1200g。例如,德国SinterstahlGmbH公司用温压技术生产复杂的摩擦传动用同步齿环,在美国新奥尔兰举行的PM2TEC2001国际会议上获奖。该零件的齿部密度超过7.3g/cm3,环体密度超过7.1g/cm3,生坯强度达到28MPa。采用了扩散合金化的烧结硬压粉末,最低抗拉强度为850MPa。由于使用了温压技术和采用粉末冶金零件,使得综合成本降低了38%。

二、流动温压技术

流动温压技术(WarmFlowCompaction,简称WFC)是在粉末压制、温压成形工艺的基础上,结合了金属粉末注射成形工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件近净成形技术。其关键技术是提高混合粉末的流动性。它通过提高了混合粉末的流动性、填充能力和成形性,从而可以在80～130℃温度下,在传统压机上精密成形具有复杂几何外形的零件,如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等零件,而不需要其后的二次机加工。[3]WFC技术既克服了传统粉末冶金在成形复杂几何形状方面的不足,又避免了金属注射成形技术的高成本,是一项极具潜力的新技术,具有

收稿日期:2005-11-16

作者简介:张建国(1965-)男,河南郑州人,郑州铁路职业技术学院讲师;冯湘(1963-),男,湖南湘潭人,郑州铁路

职业技术学院副教授。

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非常广阔的应用前景。

WFC技术作为一种新型的粉末冶金零部件近净成形技术,其主要特点如下:(