1前言

粉末冶金(PM)是將金屬粉末與金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末按需要的比例混合后在模腔內(nèi)壓制成型,然后經(jīng)過燒結(jié)和精整成為粉末冶金機械零件的工藝涣疑。它是一種節(jié)材、節(jié)能、投資少蝙寨、見效快、無污染号胚、適合大批生產(chǎn)的少籽慢、無切削、高效金屬成型工藝,已經(jīng)在汽車、摩托車湘胚、農(nóng)機生產(chǎn)等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,尤其在汽車工業(yè)中受到了特別的重視啥榜。近年來,使用粉末冶金(PM)工藝制造的應(yīng)用于汽車動力系統(tǒng)的零件在持續(xù)增長,這是由于PM工藝制造的零件有許多重要獨特的優(yōu)點,它能降低成本、改進使用性能虑佳、減輕零件的重量及保護環(huán)境掏博。粉末冶金技術(shù)可以生產(chǎn)用普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有某些特殊性能的材料和零件,粉末冶金零件的殘余多孔結(jié)構(gòu)使其具有自潤滑性和隔音性。雖然PM工業(yè)的初衷之一是消除所有的機加工,但是這個目標(biāo)還沒有達到,大多數(shù)零件是“接近最終形狀”,仍然需要精加工獲得要求的精度及表面粗糙度檬鞠。然而由于粉末冶金材料的結(jié)構(gòu)不同于鑄件和鍛件,因此它們的加工性能也有其特殊性伊肿。

2PM零件的性能及加工難點

·機械性能

多孔結(jié)構(gòu)是PM零件得到廣泛應(yīng)用的特性之一。包括可加工性在內(nèi)的PM零件的大部分性能不僅與其合金化學(xué)成分相關(guān),而且和多孔結(jié)構(gòu)的孔隙度相關(guān)煞仑。許多結(jié)構(gòu)零件的孔隙度多達15%～20%,用作過濾裝置的零件的孔隙度可能高達50%炒耀。而鍛造或HIP(熱離子壓鑄)零件孔隙度為1%或更少。HIP材料適宜在汽車和飛機里應(yīng)用,因為它們能獲得更高的強度水平然瞳。

PM材料的抗拉強度名密、韌性和延伸率隨著密度的增加都會增加,但因降低了PM材料的多孔性對刀尖的危害作用,使其可加工性反而提高了。增加材料的孔隙度能提高零件的隔音性能,在標(biāo)準零件里普遍存在的阻尼振蕩在PM零件里減少,這對機床拍埠、空調(diào)吹風(fēng)管和氣動工具很重要失驶。另外,孔隙度高對自潤滑齒輪也是必要的。

·加工難點

雖然PM零件只需少量的加工,但是加工PM零件是極其困難的,這主要是由于PM材料的多孔性結(jié)構(gòu)引起的,多孔結(jié)構(gòu)降低了刀具的使用壽命枣购。

多孔性導(dǎo)致刃口的微觀疲勞嬉探。當(dāng)?shù)毒邚目椎焦腆w顆粒往復(fù)移動時,刀尖持續(xù)受沖擊。持續(xù)的小沖擊會導(dǎo)致切削刃上產(chǎn)生小的裂縫,這些疲勞裂紋逐漸增大直至切削刃微崩棉圈。這種微崩一般很細小,通常表現(xiàn)為正常的磨料磨損涩堤。

多孔性還會降低PM零件的導(dǎo)熱性。刀具在切削時切削刃上的溫度很高,并會引起月牙洼磨損和變形迄损。內(nèi)部相連的多孔結(jié)構(gòu)提供切削液從切削區(qū)域排出的通路,會引起熱裂紋或變形,這在鉆削里尤其嚴重定躏。

內(nèi)在的多孔結(jié)構(gòu)引起的表面面積增加還會使熱處理時發(fā)生氧化和(或)碳化,而這些氧化物和碳化物很硬很耐磨。

由于孔隙的存在,在較小的面積內(nèi)其硬度值也有一定的波動芹敌。即使測得的宏觀硬度為HRC20~35,但組成零件的顆粒硬度會高達HRC60,這些硬顆粒會導(dǎo)致嚴重而急劇的刃口磨損痊远。

很多PM零件熱處理后更硬,強度更高。燒結(jié)和熱處理技術(shù)以及所使用的氣體,會使PM零件表面含有硬且耐磨的氧化物和(或)碳化物氏捞。

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