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粉末冶金零件在内径表上的应用

田世国

(哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，哈尔滨150040)

摘要：内径表零件在传统的设计中均通过金属材料机械加工方法获得。文中探讨将粉末冶金工艺应用于内径表零件生产的优势。

关键词：粉末冶金；机械加工；物理-力学性能

中图分类号：TF124文献标识码：A文章编号：1002-2333(2011)06-0165-02

1引言

粉末冶金是一种节材、节能、投资少、无污染、见效快且适合大批量生产的少无切削的高效金属成型工艺。传统金属材料的生产加工，一般是经过熔炼和铸造这两个过程，粉末冶金法不用熔炼和铸造，而是用压制、烧结金属粉末来制造零件。近年来粉末冶金工艺在我国迅速发展，目前粉末冶金制件已广泛应用于各个部门。例如：高端的航空、汽车制造业。把粉末冶金工艺引入内径表零件中，对于提高尺寸精度和形状精度，从而提高内径表质量有很大帮助。

2内径表零件采用粉末冶金法可行性分析

内径表零件在设计上基本采用的都是金属材料，根据零件在内径表中不同的作用，选择不同金属材料，通过机械加工及热处理方式(热处理是作为改善机械加工性能和使零件得到所要求的性能而安排在有关工序之间)实现零件功能。因此金属材料零件的加工是制造内径表的重要步骤，如内径表中关键零件杠杆(图1、图2)的机械加工部分就相当复杂，锚式杠杆(图1)需要经过车、铣、磨等工序加工成板材，经热处理使其达到一定的硬度值，

理强度下降很明显，塑性提高也很大；900℃和980℃处理强度进一步下降，但是900℃和980℃处理的差别很小。900℃的塑性比980℃的塑性还高，选择900℃退火是合适的，可以达到软化的目的，利于冷冲压。

(4)金相组织

不同变形区域的组织变化：冲压变形与锻轧变形不同，锻轧是在力的作用方向上产生一定的变形，冲压在力作用方向上没有产生变形，所以在厚度上几乎没有变化，只是形状的变化，因此不同变形程度的金相组织变化不大，低于再结晶温度的冷变形金属没有恢复和再结晶过程，因此晶粒基本没有发生变化。在100倍下可以看到变形流线。

不同退火温度的组织变化：600℃和700℃退火晶粒几乎没有变化，高于820℃晶粒开始逐渐长大，850℃晶内析出物最多，900℃和980℃析出物很少，980℃晶粒最大。在850℃时有析出峰，900℃析出物回溶。

再用线切割切成形。而直角杠杆(图2)则需要使用棒料通过车、铣、磨等工序完成加工。杠杆是内径表中传递精度的关键零件，对它的尺寸和形状公差要求很高，其中杠杆的臂长L、角度β(图3)更是重中之重，而机械加工过程经常会出现质量问题，满足不了设计要求，其次是金属材料的成本问题，如锚式杠杆不仅要有好的尺寸和形状精度，还要具有良好的耐磨性，为了保证内径表的质量，一般都采用轴承钢，因此成本高。不仅如此，在

机械加工过程中还将产生大量的边角料，这实在是一种资源的浪费，因此需要采用粉末冶金零件替代以往的金属材料零件。

粉末冶金是用不同工艺将各种粉末状金属与合金固

6结果和分析

(1)BFe30-1-1是面心立方结构，滑移系多，具有较高的室温塑性，与金、银、铜、铝等相似，在常温下具有良好的变形塑性，可以进行冷冲压成型。

(2)传统的金属高温变形不适于BFe30-1-1白铜。因为晶粒的急剧长大，强度降低，塑性也降。热冲压润滑差，因此造成冲压开裂，工艺复杂，操作困难。

(3)900℃退火具有强度低，塑性好，晶粒长大不明显，没有析出物，因此选用900℃软化退火。

(4)冲压后消除冷变形应力，应进行800℃退火处理，以满足技术标准规定的力学性能。

(5)冷冲压具有工艺简单，操作方便，润滑好，成型性好，表面质量好。具有更高的经济效益。(编辑立明)

作者简介：孙晓东(1972-),男，工程师，从事汽轮机生产管理工作。收稿日期：2011-01-20

机械工程师2011年第6期165

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结成近终形式或最终形式零件毛坯，然后于保护气氛中在低于主要金属组份熔点的温度下烧结，通过

粉末颗粒间的冶金结合，赋予零件材料以力学强度与各种物理性能。

下面将对粉末冶金零件从性能、零件形状、尺寸公差、零件批量等方面逐一分析：

(1)性能：生产中最常用的检验性能方法是检验硬度，因为硬度与其他机械性能之间存在一定关系，所以通过硬度比对就能够大致了解零件的性能。

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