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粉末冶金零件的燒結溫度

來源：restz.cn      發布日期： 2022年09月29日
粉末冶金(PM)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壓制成型，然后經過燒結和精整成為粉末冶金機械零件的工藝。它是一種節材、節能、投資少、見效快、沒有污染、適合大批生產的少、無切削、高效金屬成型工藝，已經在汽車、摩托車、農機生產等行業中得到了廣泛的應用，尤其在汽車工業中受到了特別的重視。近年來，使用粉末冶金(PM)工藝制造的應用于汽車動力系統的零件在持續增，是由于PM工藝制造的零件有許多重要獨特的優點，它能降低成本、改進使用性能、減輕零件的重量及保護環境。
  粉末冶金(PM)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壓制成型，然后經過燒結和精整成為粉末冶金機械零件的工藝。它是一種節材、節能、投資少、見效快、沒有污染、適合大批生產的少、無切削、高效金屬成型工藝，已經在汽車、摩托車、農機生產等行業中得到了廣泛的應用，尤其在汽車工業中受到了特別的重視。近年來，使用粉末冶金(PM)工藝制造的應用于汽車動力系統的零件在持續增，是由于PM工藝制造的零件有許多重要獨特的優點，它能降低成本、改進使用性能、減輕零件的重量及保護環境。

  粉末冶金技術可以生產用普通熔煉法無法生產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構使其具有自潤滑性和隔音性。雖然PM工業的初衷之一是消除所有的機加工，但是這個目標還沒有達到，大多數零件是“接近成形的形狀”，仍然需要精加工獲得要求的精度及表面粗糙度。然而由于粉末冶金材料的結構不同于鑄件和鍛件，因此它們的加工性能也有其特殊性。

  一、PM零件的性能及加工難點

  1、機械性能

  多孔結構是PM零件得到廣泛應用的特性之一。包括可加工性在內的PM零件的大部分性能不僅與其合金化學成分相關，而且和多孔結構的孔隙度相關。許多結構零件的孔隙度多達15%～20%，用作過濾裝置的零件的孔隙度可能高達50%。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用，因為它們能獲得更高的強度水平。

  PM材料的抗拉強度、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，在標準零件里普遍存在的阻尼振蕩在PM零件里減少，這對機床、空調吹風管和氣動工具很重要。另外，孔隙度高對自潤滑齒輪也是必要的。

  2、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材料的多孔性結構引起的，多孔結構降低了刀具的使用壽命。

  多孔性導致刃口的微觀疲勞。當刀具從孔到固體顆粒往復移動時，刀尖持續受沖擊。持續的小沖擊會導致切削刃上產生小的裂縫，這些疲勞裂紋逐漸增大直至切削刃微崩。這種微崩一般很細小，通常表現為正常的磨料磨損。

  多孔性還會降低PM零件的導熱性。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。內部相連的多孔結構提供切削液從切削區域排出的通路，會引起熱裂紋或變形，這在鉆削里尤其嚴重。

  內在的多孔結構引起的表面面積增加還會使熱處理時發生氧化和(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，在較小的面積內其硬度值也有一定的波動。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，這些硬顆粒會導致嚴重而急劇的刃口磨損。

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

  零件里夾雜物的存在也是不利的。加工中，這些顆粒會從表面拉起，當它們從刀具前面擦過時在零件表面上形成擦傷或劃痕。這些夾雜物通常很大，在零件表面留下可見的孔。另外，碳含量不均導致了可加工性的不一致。例如，FC0208合金含碳量為0.6%～0.9%，含碳量為0.9%的材料相對較硬，刀具壽命低;而切削含碳量為0.6%的材料，刀具能得到較高的使用壽命。

  二、PM材料的獨特處理技術

  為了提高粉末冶金零件的切削性能，粉末冶金行業已對材料采取了獨特的處理技術。表面多孔結構經常通過浸滲被封閉，故通常需要運用自由切削。近來已經開始使用的粉末冶金新技術可以增加粉末潔凈度并能降低熱處理時氧化物和碳化物的產生。