粉末冶金技術(shù)發(fā)展動(dòng)向

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粉末冶金制品工業(yè)是一個(gè)高、新技術(shù)產(chǎn)業(yè)新材料、新工藝、新裝備層出不窮，瞬息萬(wàn)變，當(dāng)前正在致力于研究與開(kāi)發(fā)將鐵基粉末冶金零件的密度提高到7.6g/cm3的制造技術(shù)和粉末原料，預(yù)計(jì)2010年以前這個(gè)目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，現(xiàn)在些粉未冶金零件的密度己達(dá)到了7.5g/cm3，例如法國(guó)Sintertech生產(chǎn)的同步器環(huán)。當(dāng)前值得注意的一些技術(shù)發(fā)展動(dòng)向是：溫壓、模壁潤(rùn)滑、高溫?zé)�結(jié)、金屬注射成形、燒結(jié)硬化及軟磁復(fù)合材料等。

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對(duì)粉末冶金機(jī)械零件行業(yè)而言，進(jìn)入九十年代以來(lái),溫壓是最重要的技術(shù)進(jìn)展之一。據(jù)瑞典赫格納斯公司估計(jì)(1)，全世界用溫壓生產(chǎn)的粉末冶金零件己有38種，生產(chǎn)線(xiàn)共有20條，還有20多家公司正在進(jìn)行試驗(yàn)(見(jiàn)表1)。溫壓的可能用途見(jiàn)表2。實(shí)際上，現(xiàn)在用溫壓生產(chǎn)的粉末冶金零件遠(yuǎn)比表1中所列者多。如上所述，臺(tái)灣保來(lái)得公司就己用溫壓生產(chǎn)40多種零件了。

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表一 ：1996年全球溫壓的動(dòng)態(tài)（1）

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	美 國(guó)	歐 洲	5 y' @% ]( R9 |% C 遠(yuǎn) 東
生產(chǎn)線(xiàn)	\2 g$ d% a" ?1 A 10	8 ]0 P# y1 e9 E; v, _9 Q 6	4
在生產(chǎn)的零件	) r0 f8 e$ {: h( E `/ s& J 20	3	15
在試驗(yàn)的公司	z8 {9 y# B2 n 一些	10+	- g6 h- K B( G. q3 Q6 c 10+

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表二 ：溫壓的可能用途（1）

" A" V8 i' V# o5 n- z- w* u1 E$ _+ j; B# k! C! k/ O m( h3 B, {7 `2 c; D; l! g# f9 t* j# u4 m* o g2 y- j0 R2 W/ o4 _* S/ g

8 e2 G. p* J( k1 S% g. H 應(yīng) 用	優(yōu) 點(diǎn)
9 U; h- q2 A! x 螺旋齒輸（電動(dòng)工具） 泵輪 連桿 凸輪 鏈輪 同步器轂 螺旋齒輪（變速箱） 軟磁零件	增高強(qiáng)度 增高強(qiáng)度 增高疲勞強(qiáng)度 減少磨損 增高切削加工強(qiáng)度 增高強(qiáng)度 增高彎曲疲勞強(qiáng)度 較高密度

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　 粉末鍛造興起于七十年代初。1981年日本豐田汽車(chē)公司宣布粉末鍛造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿試制成功，并投入了生產(chǎn)。但是，真正投入大批量生產(chǎn)和使用的是美國(guó)的Masco Tech Sintered Components與福特汽車(chē)公司，預(yù)計(jì)到1998年年生產(chǎn)能力將達(dá)到約3000萬(wàn)根(2)。到1993年底，這家公司共生產(chǎn)了粉鍛連桿2500萬(wàn)根。但是，1994年溫壓工藝出現(xiàn)后，福特汽車(chē)公司認(rèn)為粉鍛連桿不久將達(dá)到應(yīng)用的頂點(diǎn)，最終將為一次壓制一次燒結(jié)的連桿所替代。他們認(rèn)為“未來(lái)是屬于一次燒結(jié)連桿的”(3)。

在粉末冶金零件生產(chǎn)中，為了減少粉末顆粒之間和粉末顆粒與模壁之間的摩擦，粉末混合料中都添加有一定量的潤(rùn)滑劑，諸如硬脂酸鋅等。要除去這些潤(rùn)滑劑始終是粉末冶金機(jī)械零件生產(chǎn)中一個(gè)難題。能否將潤(rùn)滑劑混入粉末中改為噴涂于模壁上，是長(zhǎng)期探索的一條途徑。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)(4)，用鐵粉(F－0000)和鋼粉(FN0205，Fe－2.Ni－0.45 C-1.3Cu)進(jìn)行的試驗(yàn)表明，在密度6.0g/em3－7.3g/cm3的范圍內(nèi)，模壁潤(rùn)滑者比將潤(rùn)滑劑摻加于粉末內(nèi)者，生坯強(qiáng)度可增高128%－127%(對(duì)于F－0000)和66%－139%(對(duì)于FN0205)，而兩者的燒結(jié)件強(qiáng)度相差很小，可認(rèn)為在試驗(yàn)的誤差范圍之內(nèi)。現(xiàn)在，美國(guó)Gasbarre Products己采用模壁潤(rùn)滑，其系統(tǒng)已在市場(chǎng)出售。

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燒結(jié)硬化是將鐵基粉末冶金零件的燒結(jié)過(guò)程和借助于通過(guò)爐子冷卻帶時(shí)進(jìn)行淬火硬化結(jié)合起來(lái)的一項(xiàng)新工藝。在美國(guó)MPIF1997年版“粉末冶金結(jié)構(gòu)零件材料標(biāo)準(zhǔn)”中，己含有這類(lèi)材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)“粉末冶金工業(yè)”V01.8N0.3，1998，444)。這類(lèi)材料是由預(yù)合金化Ni-Mo鋼粉混合以銅粉與石墨粉制成的。QMP的ATOMET4701粉就是為燒結(jié)硬化工藝而開(kāi)發(fā)的。在燒結(jié)硬化過(guò)程中，可通過(guò)控制燒結(jié)爐冷卻帶的冷卻速度來(lái)調(diào)整材料的顯微組織，使之達(dá)到所要求的馬氏體含量和力學(xué)性能。表3顯示由低合金Ni-Mo鋼粉+2%銅粉+1%石墨粉制造的，密度6.75g/cm3的燒結(jié)硬化鋼的硬度和馬氏體百分含量的關(guān)系(5)。很明顯，這類(lèi)材料的開(kāi)發(fā)，對(duì)于需要進(jìn)行后續(xù)熱處理的高強(qiáng)度粉末冶金結(jié)構(gòu)零件的發(fā)展具有重要實(shí)際意義。

表三 ：燒結(jié)硬化鋼的硬度與馬氏體百分含量的關(guān)系

2 o0 A# g0 }4 B1 V: \- J% O; [" u3 l% ?9 Q8 m) G. ]7 `! u3 U# Q ?% z5 H, l+ w! c9 v H; Q, H9 M: b5 I9 l6 h( C7 k- u6 W: f8 x# o

- m/ O0 f* J/ t& R 硬 度（HRC）	馬氏體（％）	3 [' J: i" l+ K 珠光體＋孔隙（％）
* i* [# j: _! L" W7 S" D1 Y" ?$ H5 a0 { % S7 ]$ j. }% u 10 15 20 25 30 35 40 : z- ?, A: S4 v 10 18 40 55 75 85 95 90 82 60 45 25 15 5

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這種材料是由顆粒表面涂覆有一層樹(shù)脂類(lèi)材料的鐵粉，用溫壓壓制成形的。瑞典赫格納斯公司生產(chǎn)的這類(lèi)粉末牌號(hào)為Somaloy500、QMP的牌號(hào)為ATOMETEM－1。由這種SMC材料制造的鐵粉芯，在美國(guó)通用汽車(chē)公司的整體線(xiàn)圈與電子線(xiàn)路(ICE－4)點(diǎn)火裝置中己得到了應(yīng)用。在1997年SAE國(guó)際會(huì)議與博覽會(huì)上，這個(gè)產(chǎn)品獲得了汽車(chē)革新獎(jiǎng)。這個(gè)產(chǎn)品是用溫壓試制的第一產(chǎn)品，1990年開(kāi)始在葡萄牙試生產(chǎn)，1992年樣品開(kāi)始投放歐洲與南美市場(chǎng)，1998年這種產(chǎn)品將開(kāi)始用于美國(guó)車(chē)輛中，現(xiàn)在這種SMC材料已發(fā)展到第三代，其性能改進(jìn)的數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

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表四 ：美國(guó)通用汽車(chē)公司用于AC用途的SMC材料的性能改進(jìn)(4)

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2 H3 P: Q: h" G6 K3 Y5 ^" [# ?' n+ G5 E$ P/ D) c7 i3 W6 a, Z/ N& U% G' g5 i" ~( T8 q' ~8 ~2 ?( r. @9 X) f$ ^, `" P* D5 Z' [- K* r. X, o% p; c" K& F& h! s' D9 A0 p( `0 f) G" O! @ n, }1 p8 X- G9 G6 I% |/ p/ O1 o% H* v% @* N- y8 T' S6 E9 L, N2 Z7 Z+ O" e G# p- K- \' H# z, M/ K- ?- q/ }* i% t& G+ r4 X' y* v" z* i3 }$ r1 J+ V+ ?8 E3 Z; q4 E! Y, n+ w1 v& Q$ Z* f8 U. z5 o# C+ G' i' c$ U

! D" a4 b3 w: i2 A	初期材料	) `4 o/ B- W! K9 H" U" [ 現(xiàn)在的材料	第二代材料	第三代材料
密度(g/cm3)	3 A& O0 i; N1 I1 A 7.20	$ `% J5 [' M1 F# G. o 7.25	& m$ I, [2 `' F8 `* m 7.35	+ t3 |6 U" V9 `; z4 W 7.45
1 }. r6 ?: X: [7 {1 N 電陰率(ohm-cm)	0.15	0.20	0.20	1.50
Bmax(KG)	% R9 d4 g" T Z, g6 [" `4 l 13.00	$ r5 b1 a& g4 z# x5 G. S2 n0 D 13.5	14.5	% S3 E! E+ i* o6 F7 a 15.75
5 h7 `6 ^. I4 |' x 最大磁導(dǎo)率 (G/Oe)	9 \( v7 G$ r5 u5 }; E Z 90	190	) x) h; K2 ~; w/ s3 ]: s 350	$ o+ T8 |- [( ~8 U+ x" w$ a* r 400
于1500e和50Hz下測(cè)量的數(shù)據(jù)

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這種材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用為汽車(chē)點(diǎn)火裝置、電燈振流器、變壓器鐵芯、低頻濾波器與扼流圈鐵芯，以及電動(dòng)機(jī)中的硅鋼片制品，找到了一種經(jīng)濟(jì)的替代產(chǎn)品。因此,這可能是一類(lèi)極有發(fā)展前景，市場(chǎng)廣闊的新材料。

除上述外，金屬注射成形(MIM)和高溫?zé)�結(jié)工藝也都是值得重視的新工藝。

在二一世紀(jì)來(lái)臨之際，讓我們回顧一下世界粉末冶金機(jī)械零件行業(yè)的發(fā)展動(dòng)向，對(duì)我國(guó)粉末冶金零件的生產(chǎn)廠(chǎng)和用戶(hù)如何面對(duì)二一世紀(jì)粉末冶金零件的生產(chǎn)、發(fā)展和應(yīng)用，或許是有益的。

一夕

我是外行，請(qǐng)問(wèn)樓主，溫壓的定義是什么？

szsszs

很有啟發(fā)!!

wdl97

大蝦好文章,能否對(duì)溫壓、高溫?zé)�結(jié)、金屬注射成形、燒結(jié)硬化等內(nèi)容在詳細(xì)介紹呢!
" A/ ?& E3 K2 ?: K' |$ ]  c

cqjfhyq

我們處理過(guò)粉末冶金,但對(duì)具體的還真沒(méi)研究過(guò)

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黃伯云就有一本講注射成型理論方面的書(shū)，不知道誰(shuí)有電子版的，能不能共享一下

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溫壓就是在金屬粉末成形過(guò)程中對(duì)金屬粉末加溫，使金屬粉末的壓縮性能變好，從而可以使壓坯達(dá)到較一般壓制（常壓）較高的密度。我司產(chǎn)品一般常壓密度大部分在6.75-6.9之間，而溫壓可以高達(dá)7.10-7.3。
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高溫?zé)�結(jié)聽(tīng)老師講過(guò)，不過(guò)我還沒(méi)有具體接觸過(guò)。不敢妄加評(píng)論。

- l2 C4 Z* q& i金屬注射成形我在學(xué)校的時(shí)候見(jiàn)過(guò)，和我們打注射針有點(diǎn)類(lèi)似，不過(guò)那配方什么的不好弄。不過(guò)其產(chǎn)品性能非常優(yōu)良，內(nèi)部均勻性很好，沒(méi)有壓制這么明顯的孔隙。

燒結(jié)硬化：這個(gè)需要燒結(jié)爐和原料。HAGANAS生產(chǎn)的燒結(jié)硬化粉據(jù)說(shuō)不錯(cuò)，據(jù)說(shuō)產(chǎn)品燒結(jié)后不進(jìn)行熱處理表面硬度可以達(dá)到HRC15 MIN，我們還沒(méi)有用過(guò)。還有一種燒結(jié)硬化就是類(lèi)似于熱處理工序：即產(chǎn)品在高溫區(qū)后急劇冷卻，從而達(dá)到熱處理的同等效果，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)好像沒(méi)有用這個(gè)的，在國(guó)外有用過(guò)。
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. T! U, c7 U8 q9 h! b. l我前幾天和同學(xué)聯(lián)系了，他留校讀研究生（中南大學(xué)粉末冶金研究院，主攻方向：注射成形），他答應(yīng)給我弄資料，^_^。看到時(shí)候我給大家SEE下啦

yyh1204

粉末注射成形也算是粉末冶金領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)！！！！

xlw2007

很受啟發(fā)，注射冶金的產(chǎn)品有些什么特性呢？？