粉末冶金零件制品应用广泛 汽车领域提升空间巨大
粉末冶金零件制品应用广泛汽车领域提升空间巨大
粉末冶金是指制取金属粉末或者用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术，属于多学科交叉的综合性技术，涉及到化工、冶金、材料制备、热工、机械、自动控制等学科技术。粉末冶金的工艺过程包括制粉、成形、烧结、后处理四大步骤。
近年来，粉末冶金行业发展很快，特别是汽车行业、机械制造、金属行业、航空航天、仪器仪表、五金工具、工程机械、电子家电及高科技产业等迅猛发展，为粉末冶金行业带来了较大的发展机遇。现阶段，粉末冶金产品主要应用于汽车、家电、电动工具、摩托车、农业机械及工程机械等工业，下游产业的发展会拉动上游行业的发展，整个行业的容量在不停扩大。
国内汽车粉末冶金搭载量较低，提升空间巨大。国内粉末冶金行业规模稳步上升，据前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国粉末冶金制造行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示，2012-2016年中国粉末冶金行业市场规模持续上升，从2012年的54.2亿元，增长至2016年的64.6亿元，复合增速为6.03%。前瞻产业研究院预计2018~2020年可达92.76亿元、113.28亿元、137.29亿元，年均复合增速为20.78%;其中汽车市场为主驱动力，2018~2020年的市场空间预计为66.59、86.09、108.99亿元，年均复合增速为28.41%。
中国粉末冶金市场规模及增速
资料来源：前瞻产业研究院整理
前瞻产业研究院指出，我国粉末冶金市场空间广阔。一方面，汽车行业是中国粉末冶金零件行业最大市场，虽然其占粉末冶金零件市场的比例从2005年的32.0%增加至2017年的60.0%，但仍远低于发达国家90%的占比水平，提升空间潜力大。另一方面，随着《中国制造2025》的颁布，我国现有的粉末冶金生产技术、规模有望不断突破，进口替代或加速落地，利好国内东睦股份等一系列粉末冶金生产商。
国内汽车市场粉末冶金渗透率提升空间较大。欧洲汽车产业对粉末冶金零件的需求占粉末冶金市场的 90%左右，日本达到了95%，北美达到77%。而2016年中国的渗透率仅为62%左右。在欧美等汽车成熟市场，粉末冶金制品的单车使用量高。美国平均每辆汽车的粉末冶金制品使用量是19.5kg以上，预计未来几年可达到22kg，欧洲为14kg，日本为9kg，而中国的单车使用量仅为5-6kg(因中国汽车市场中部分进口汽车部件中有可能已经包含粉末冶金件，因此中国单车使用量估计略低于实际水平)，在汽车轻量节油化和工艺绿色化的趋势下，中国的粉末冶金制品单车使用量有望持续提升。
目前粉末冶金行业受到汽车市场应用的驱动，未来10年技术的应用领域包括能源，医疗器械，航空航天，电气和电磁，国防以及工业和消费品，其中能源、医疗、航天将会成为三大主要应用行业。替代能源需求推动PM新应用粉末冶金技术可满足燃料电池极板的多孔结构及复合材料并有效降低成本。
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浅谈粉末冶金材料的热处理工艺的分析与研究
浅谈粉末冶金材料的热处理工艺的分析与研究 发表时间：2019-04-30T14:04:43.727Z 来源：《基层建设》2019年第5期作者：罗艳归[导读] 摘要：粉末冶金材料在现代工业中的应用越来越广泛，特别是汽车工业、生活用品、机械设备等的应用中，粉末冶金材料已经占有很大的比重。 国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心摘要：粉末冶金材料在现代工业中的应用越来越广泛，特别是汽车工业、生活用品、机械设备等的应用中，粉末冶金材料已经占有很大的比重。它们在取代低密度、低硬度和强度的铸铁材料方面已经具有明显优势，在高硬度、高精度和强度的精密复杂零件的应用中也在逐渐推广，这要归功于粉末冶金技术的快速发展。全致密钢的热处理工艺已经取得了成功，但是粉末冶金材料的热处理，由于粉末冶金材 料的物理性能差异和热处理工艺的差异，还存在着一些缺陷。各铸造冶炼企业在粉末冶金材料的技术研究中，热锻、粉末注射成型、热等静压、液相烧结、组合烧结等热处理和后续处理工艺，在粉末冶金材料的物理性能与力学性能缺陷的改善中，取得了一定效果，提高了粉末冶金材料的强度和耐磨性，将大大扩展粉末冶金的应用范围。粉末冶金材料在现代工业中的应用越来越广，在取代锻钢件的高密度和高精度的复杂零件的应用中，随着粉末冶金技术的不断进步也取得了快速发展。但是由于后续处理工艺的差异，其物理性能和力学性能还存在着一些缺陷，本文就针对粉末冶金材料的热处理工艺进行简要阐述分析，并分析其影响因素，提出改善工艺的策略。 关键词：粉末冶金材料；热处理；密度；强度；淬透性；碳氮共渗 一.前言 粉末冶金材料在现代工业中的应用越来越广泛，特别是汽车工业、生活用品、机械设备等的应用中，粉末冶金材料已经占有很大的比重。它们在取代低密度、低硬度和强度的铸铁材料方面已经具有明显优势，在高硬度、高精度和强度的精密复杂零件的应用中也在逐渐推广，这要归功于粉末冶金技术的快速发展。全致密钢的热处理工艺已经取得了成功，但是粉末冶金材料的热处理，由于粉末冶金材料的物理性能差异和热处理工艺的差异，还存在着一些缺陷。各铸造冶炼企业在粉末冶金材料的技术研究中，热锻、粉末注射成型、热等静压、液相烧结、组合烧结等热处理和后续处理工艺，在粉末冶金材料的物理性能与力学性能缺陷的改善中，取得了一定效果，提高了粉末冶金材料的强度和耐磨性，将大大扩展粉末冶金的应用范围。 二.粉末冶金材料的热处理工艺 粉末冶金材料的热处理要根据其化学成分和晶粒度确定，其中的孔隙存在是一个重要因素，粉末冶金材料在压制和烧结过程中，形成的孔隙贯穿整个零件中，孔隙的存在影响热处理的方式和效果。粉末冶金材料的热处理有淬火、化学热处理、蒸汽处理和特殊热处理几种形式： 1.淬火热处理工艺 粉末冶金材料由于孔隙的存在，在传热速度方面要低于致密材料，因此在淬火时，淬透性相对较差。另外淬火时，粉末材料的烧结密度和材料的导热性是成正比关系的；粉末冶金材料因为烧结工艺与致密材料的差异，内部组织均匀性要优于致密材料，但存在较小的微观区域的不均匀性，所以，完全奥氏体化时间比相应锻件长50%，在添加合金元素时，完全奥氏体化温度会更高、时间会更长。比如，以不同化合碳含量的烧结碳钢为例，淬火温度如表1所示，在粉末冶金材料的热处理中，为了提高淬透性，通常加入一些合金元素如：镍、钼、锰、铬、钒等，它们的作用跟在致密材料中的作用机理相同，可明显细化晶粒，当其溶于奥氏体后会增加过冷奥氏体的稳定性，保证淬火时的奥氏体转变，使淬火后材料的表面硬度增加，淬硬深度也增加。另外，粉末冶金材料淬火后都要进行回火处理，回火处理的温度控制对粉末冶金材料的的性能影响较大，因此要根据不同材料的特性确定回火温度，降低回火脆性的影响，一般的材料可在175-250℃下空气或油中回火0.5-1.0h。 2.化学热处理工艺 化学热处理一般都包括分解、吸收、扩散三个基本过程，比如，渗碳热处理的反应如下： 2CO≒[C]+CO2（放热反应） CH4≒[C]+2H2（吸热反应）碳分解出后被金属表面吸收并逐渐向内部扩散，在材料的表面获得足够的碳浓度后再进行淬火和回火处理，会提高粉末冶金材料的表面硬度和淬硬深度。由于粉末冶金材料的孔隙存在，使得活性炭原子从表面渗入内部，完成化学热处理的过程。但是，材料密度越高，孔隙效应就越弱，化学热处理的效果就越不明显，因此，要采用碳势较高的还原性气氛保护。根据粉末冶金材料的孔隙特点，其加热和冷却速度要低于致密材料，所以加热时要延长保温时间，提高加热温度。 粉末冶金材料的化学热处理包括渗碳、渗氮、渗硫和多元共渗等几种形式，在化学热处理中，淬硬深度主要与材料的密度有关。因此，可以在热处理工艺上采取相应措施，比如：渗碳时，在材料密度大于7g/cm3时适当延长时间。通过化学热处理可提高材料的耐磨性，粉末冶金材料的不均匀奥氏体渗碳工艺，使处理后的材料渗层表面的含碳量可达2%以上，碳化物均匀分布于渗层表面，能够很好地提高硬度和耐磨性能。 3.蒸汽处理 蒸汽处理是把材料通过加热蒸汽使其表面氧化，在材料表层形成氧化膜，从而改善粉末冶金材料的性能。特别是对于粉末冶金材料的表面的防腐，其有效期比发蓝处理效果明显，处理后的材料硬度和耐磨性明显增加。 4.特殊热处理工艺 特殊热处理工艺是近些年来科技发展的产物，包括感应加热淬火、激光表面硬化等。感应加热淬火是在高频电磁感应涡流的影响下，加热温度提升快，对于表面硬度的增加有显著效果，但是容易出现软点，一般可以采取间断加热法延长奥氏体化时间；激光表面硬化工艺是以激光为热源使金属表面快速升温和冷却，使奥氏体晶粒内部的亚结构来不及回复再结晶而获得超细结构。 三.粉末冶金材料热处理的影响因素分析 粉末冶金材料在烧结过程中生成的孔隙是其固有特点，也给热处理带来了很大影响，特别是孔隙率的变化与热处理的关系，为了改善致密性和晶粒度，加入的合金元素也对热处理有一定影响： 1.孔隙对热处理过程的影响
粉末冶金零件的优化设计
详细说明 改进前的设计 改进后的设计 1．应使压模中的粉末受到大致相等的压缩，并能顺利地从压模中取出模压成型的制品。在零件压制方向如有凸起或凹槽时，则粉末在压制时各部分的密实度不易一致，因此凸起或凹槽的深度以不大于零件总高度的１／５为宜，并有一定的拔模锥度 2．当由上向下压制的结构零件较长时，其中间部分和两端的粉末密实度差别比较大。所以在实际生产中，常现在其长度为直径的2.5～3.5倍，壁愈薄其长度与直径之比的倍数愈低 3．当零件的壁厚急剧变化或零件的壁厚悬殊时，零件各部的密度也相差很大，这样烧结时会引起尺寸变化和变形，应尽量避免 4．设计带有凸缘或台阶的零件，其内角应设计成圆角，以利于压制时凹模中粉末的流动和便于脱模，并可避免产生裂纹 5．尽量避免深窄的凹槽、尖角或薄边的轮廓，避免细齿滚花和细齿形因为这些结构装粉成型都很困难 6．避免尖边、锐角和切向过渡 7．零件只能设计成与压制方向平行的花纹，菱形的花纹不能成型，应避免 8．与压制方向垂直的孔（图a ）、径向凹槽（图b ）、内螺纹及外螺纹（图c ）、倒锥（图d ）、拐角处的退刀槽（图f ）等结构难以压制成型，当需要时可在烧结后进行切削加工 9．底部凹陷的法兰（图a ）、外圆中部的凸缘（图b ）不能压制成型。上部凹陷的法兰（图c ）为坯件，当埋头孔的面积小于压制面积的1倍左右，深度（H ）小于零件全高的1/4左右时，要作5°的拔梢（图d ）才可以成型
10．从模具强度和压制件强度方面的因素考虑，并从孔与外侧间的壁厚要便于装粉考虑，制品窄条部分的最小尺寸应有一定的限度 11．为了使凸模具有必要的刚度，使粉末容易充满型腔和便于从压模内取出制品，零件结构应避免尖锐的棱角，并适当增加横截面的面积 12．避免过小的公差 13．对于长度大于20mm 的法兰制作，法兰直径不应超过轴套直径的1.5倍，在可能条件下，应尽量减下法兰的直径，以避免烧结后的变形。法兰根部的圆角半径可参考右图的表，轴套壁厚（δ）与法兰边宽（b ）都必须大于1.5mm 设计阶梯形制件时，阶差不应小于直径的1/16，其尺寸不应小于0.9mm 轴套直径/mm <12 >12～25 >25～50 >50～65 >65 圆角半径/mm 0.8 1.2 1.6 2.4 >2.5 14．粉末冶金制件的端部最好不要有过锐棱角，并避免工具倒圆。倒角时尽可能留出0.2mm 左右的小平面，以延长凸模的寿命 在设计粉末冶金齿轮时，齿根圆直径应大于轮毂直径3mm 以上，以减小成型中的困难 15．在很多情况下，粉末冶金零件适于代替机械加工比较困难或加工劳动量大、材料利用率低的一些零件。在某些情况下，还可以代替一些本来需要加工后装配在一起的部件 需要装配的零件 不需装配的粉末冶金零件 16．当把铸件或锻件改为粉末冶金零件时，将粉末冶金零件上的凸部移到与其相配合的零件上，以简化模具结构和减少制造上的困难 用模锻或铸造，然后用机械加工法制造 用粉末冶金法制造
粉末冶金技术的巨大市场潜力
粉末冶金技术的巨大市场潜力本文为大家介绍开发粉末冶金技术，促进发的核心竞争力 目前，我国汽车零部件企业不仅面临着激烈的影响的跨国企业和国内企业 激烈的同质化竞争，以及原材料成本的上游和下游的挤压和东道国经销商不断 提高标准的产品质量和我国大多数汽车零部件企业的现状是水平低的专业，产 品开发能力。绝大多数企业不具备的组成部分的产品开发，产品开发主要依和 下游的挤压和东道国经销商不断提高标准的产品质量赖于原始设备制造商，它 是难以适应的要求，车辆更换，企业核心竞争力较低自己。因此，企业在成本 上升的压力和传导不能有效的武力水平下降的企业盈利。 面对目前的困难，其核心极参与促进企业的竞争力已成为一个迫切需要解决。我们知道，汽车零件和部件的核心，高附加值是：发动机进排气门，发动 机连杆，变速箱齿轮中的同步器锥环和油泵从动齿轮，如主要的。这些地区， 主流的核心技术，粉末冶金技术。如：联系是一个重要的发动机零件，许多图 纸就引进模式提供了疲劳试验的负载连接，并呼吁在疲劳载荷周期超过5000000。和大多数国内汽车发动机杆用连杆锻造连杆和铸造中学疲劳星期超过500000是非常困难的，因为联系不属于我，酒吧的加工，小缺陷的连接更大的 影响力杆的疲劳寿命。虽然主流主要粉末锻造连杆，如：通用汽车公司别轿车，宝马德国宝马，GNK Sintermetals生产，以满足拉伸强度，甚至链接1041MPa。因此，为了培养自己的核心竞争力，这是迫切需要的动议粉末冶金技术发展计 划的一个突破在国内及零件，以提高争力已弱。 加速增长的我国汽车市场的潜力，突出粉末冶金技术市场近年来，我国汽 车产业一直保持快速发展。据中国汽车工业协会统计，2007年上半年，我国汽 车生产和销一共有4456700和4373800，增加了22.36%和23.3%。我国已成为 世界第二大汽车消费国，第三大汽车生产国，最大的潜在市场，汽车。随着大 力发展我国汽车工业，导致快速发展的零部件市场。2006，我国汽车零部件企 业销售收入达4035.00亿元。据估计，到2010年，我国国内汽车零部件生产将达到70000.0亿风格产业，导致快速发展的零部件市场。
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近年铁基粉末冶金行业发展浅析
第20卷第2期2010年4月 粉末冶金工业 PO WDER MET ALLURGY INDUST RY Vo l.20No.2 A pr.2010 收稿日期:2009-10-22 作者简介:孙世杰(1966-),男(汉),北京人,硕士,工程师,主要从事粉末冶金材料科学与工程信息咨询工作。 近年铁基粉末冶金行业发展浅析 孙世杰 (北京钢友粉末冶金技术咨询中心,北京 100081) 摘 要:本文分析说明了美国、欧洲和日本铁基粉末冶金行业的生产和市场状况,列举了近年铁基粉末冶金行业出现的一些比较重要的新技术,指出铁基粉末冶金行业的经济技术交流正向跨地区、跨行业和更进一步专业化的方向发展。铁基粉末冶金行业中一些传统的交流方式可以利用网络增强,互联网上一些研究领域的信息则需要被分类整理、集中发布,形成更高效的沟通机制,提出在一些铁基粉末冶金研究领域建立研究网络的设想。关键词:铁基粉末冶金;产业网络;研究网络中图分类号:TF12 文献标识码:A 文章编号:1006-6543(2010)02-0053-07 ADVA NCE IN T H E FERROU S POWDER M ETALLURGY SUN Sh-i jie (Beijing Gang you Consult Center for Pow der M etallurg y,Beijing 100081,China) Abstract:T he market and pro duction of ferr ous pow der m etallurgy in America,Europe and Japan are analy sed 1Several key new techno logies are enumerated 1T he econom ic and technical exchange o f ferro us pow der metallurg y becam e mo re transregional,m ult-i industrial and spe -cialized 1The traditional w ays of ex chang e may be ex tended by w eb 1Inform ation on w eb needs to be classified and issued centralized 1A batter channel for ex chang e is necessary 1A proposal of set up som e resear ch netw or ks in this field is put fo rw ar d. Key w ords:Ferr ous Pow der Metallurg y;Industry Netw ork;Research Netw ork 从第二次世界大战末期德国工程师发现铁粉经过压制、烧结后可以用于替代有色金属制造弹箍,至今铁基粉末冶金制品的生产已经有了60多年的历史,一些铁基粉末冶金制品的生产技术已经比较成熟。同时由于发展中国家的劳动力价格相对低廉,如果发展中国家掌握了铁基粉末冶金制品的生产技术和经营管理,发展中国家生产的铁基粉末冶金产品就会在国际市场具有很强的竞争力。当前,随着一些新兴工业化国家的崛起,形成了一些新兴的粉末冶金市场,世界铁基粉末冶金生产和市场的格局正在改变。为此,了解世界主要地区铁基粉末冶金行业的发展状况,研究铁基粉末冶金行业的技术创 新、经济技术交流和生产,有利于我国获得和利用相 关资源,从而增强我国铁基粉末冶金行业的竞争力。 1 近年欧洲、美国和日本铁基粉末冶金行业的发展和预测 粉末冶金生产用铁基粉末的货运量基本可以做为衡量铁基粉末冶金行业发展状况的标尺,表1中的统计数据大致反映了近年世界主要地区铁基粉末冶金行业的发展状况。 1999年-2007年美国粉末冶金生产用铁基粉末货运量的统计见表1。近年美国三大汽车公司汽
粉末冶金材料标准表完整版本
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能 <一> GB/T14667.1-93 <二> MPIF-35 编辑版word
烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊 编辑版word
粉末冶金企业名录
常务理事单位（按单位以制品、粉材、设备单位名称首字笔画排序）常务理事 上海汽车粉末冶金有限公司邵健 山西金宇粉末冶金有限公司刘和气 广东江粉磁材股份有限公司汪南东 东睦新材料集团股份有限公司朱志荣 东风汽车有限公司粉末冶金厂裴学宏 兴城市粉末冶金有限责任公司苏泉涌 扬州保来得科技实业有限公司徐同 江苏鹰球集团有限公司申承秀 杭州粉末冶金研究所赵继华 重庆华孚工业股份有限公司李庆安 莱州长和粉末冶金有限公司李浩渊 诸城源沣粉末冶金有限公司曹刚 浙江中平粉末冶金有限公司郑平龙 黄石赛福摩擦材料有限公司王三全 力拓钛铁（苏州）有限公司王平 有研粉末新材料（北京）有限公司汪礼敏 吉凯恩霸州金属粉末有限公司薛志生 莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司李普明 朝阳金河粉末冶金材料有限公司孙志国 鞍钢（鞍山）冶金粉末有限公司李鹏昌 赫格纳斯（中国）有限公司宋黎辉 天通吉成机器技术有限公司俞敏人 宁波汇众粉末机械制造有限公司严培义 宁波依司特加热设备有限公司陈文芳 扬州市海力精密机械制造有限公司栾长平 理事单位理事 上海汽车粉末冶金有限公司邵健 上海宝武杰富意清洁铁粉有限公司毕占猛 山西金宇粉末冶金有限公司刘和气 山西东睦华晟粉末冶金有限公司曹阳 广东江粉磁材股份有限公司汪南东 广东粤海华金合金材料实业有限公司刘国斌 广东盁峰材料技术股份有限公司鲍仕陆 天津信特恩粉末冶金有限公司苏广练
无锡恒特力粉末冶金有限公司包敢峰北京恒源天桥粉末冶金有限公司汪礼敏北京粉末冶金有限公司王小香北京北摩高科摩擦材料有限公司王淑敏东睦新材料集团股份有限公司朱志荣东风汽车有限公司粉末冶金厂裴学宏东北大学材料科学与工程学院张德良宁波金钟粉末冶金有限公司蔡健瀚兴城市粉末冶金有限责任公司苏泉涌扬州保来得科技实业有限公司徐同江苏鹰球集团有限公司申承秀巩义市粉末冶金有限公司曹西刚杭州粉末冶金研究所赵继华杭州东江摩擦材料有限公司韦佳青岛信莱粉末冶金有限公司巩国志陕西华夏粉末冶金有限责任公司杨聪兵重庆华孚工业股份有限公司李庆安重庆智博粉末冶金有限公司万兴芳重庆聚能粉末冶金有限公司骆大国重庆奥顺特粉末冶金有限公司舒明华南方粉末冶金制品有限公司曾绮雯南京东部精密机械有限公司许云灿荣成市宏程新材料有限公司马杰民莱州长和粉末冶金有限公司李浩渊晋江粉球冶金制品有限公司苏天祝诸城源沣粉末冶金有限公司曹刚浙江中平粉末冶金有限公司郑平龙浙江中达轴承有限公司张国强黄石赛福摩擦材料有限公司王三全湖南顶立科技有限公司戴煜力拓钛铁（苏州）有限公司王平山西黎城粉末冶金有限责任公司杨云岗有研粉末新材料（北京）有限公司汪礼敏吉凯恩霸州金属粉末有限公司薛志生莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司李普明朝阳金河粉末冶金材料有限公司孙志国鞍钢（鞍山）冶金粉末有限公司李鹏昌赫格纳斯（中国）有限公司宋黎辉天能吉成机器技术有限公司俞敏人宁波汇众粉末机械制造有限公司严培义宁波依司特加热设备有限公司陈文芳扬州海力精密机械制造有限公司栾长平东莞达诚精密模具有限公司温文和
粉末冶金及模具设计 完整版
毕业设计（论文） 题目:粉末冶金及模具设计 专业:数控应用技术 班 成都电子机械高等专科学校
二〇〇七年六月 摘要 本文主要围绕粉末冶金及模具设计开展了以下几方面的研究 1、在粉末冶金技术的特点及其在新材料中的作用进行研究，重点介绍了粉末冶金在工业中的重要性及其压制步骤。 2、在粉末冶金工艺中，根据产品的要求选择金属粉末或非金属粉末为原材料来压制。 3、在粉末冶金模具设计原理方面，本文重点围绕精整模具设计进行研究，归纳、总结并提出了精整模具三个关键零部件(芯棒、模冲、阴模)。
关键词：粉末冶金粉末冶金模具精整 Abstract This text was main circumambience powder metallurgy and molding tool design to open an exhibition the following several aspect of research 1,carry on research in the new function within material in the characteristics of technique of the powder metallurgy and it,point introduction the powder metallurgy is in the industry of importance and
it inhibit a step。 2,in the powder metallurgy the craft,according to the metals powder of the request choice or nonmetal powder of product for original material to inhibit。 3,at the molding tool design of the powder metallurgy principle,this text point around Jing's whole molding tool design carry on research and induce,summary and put forward Jing the whole key with three molding tool zero partses(Xin stick,mold blunt,Yin mold)new of classification method。 Key Words:Craft and material of the powder metallurgy Powder metallurgy molding tool The Jing is whole
粉末冶金零件的切削加工
粉末冶金零件的切削加工 内容摘要：粉末冶金是一种以金属粉末为原料，用于烧结成形，制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。目前，粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。 粉末冶金是一种以金属粉末(包括有非金属粉末混入状况)为原料，用于烧结成形，制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。粉末冶金生产的材料、零件具有质优、价廉、节能和省材等特点，被广泛应用于汽车、电子、仪器仪表、机械制造、原子反应堆、特种高性能合金制造等工业领域，用途愈来愈广泛。粉末冶金材料的产品结构大体分为粉末冶金机械零件;铁氧体磁性材料。包括永生磁铁磁性材料和软磁铁磁性材料;硬质合金材料和制品;高熔点金属材料和难熔性金属材料;精细陶瓷材料和制品。 目前，粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。磁性材料则主要分为硬磁材料、软磁材料及磁介质材料3大类。软磁磁性材料生产主要为纯铁、铁铜磷相合金、铁镍合金、铁铝合金材料和制品。硬磁材料生产的主体则为铝镍铁合金、铝镍钻铁合金、钐钻合金、钕铁硼合金材料和制品的生产。而磁介质的生产主要集中在软磁材料和制品的生产。而磁介质的生产主要集中在软磁材料和电介质组合物制成的制品生产方面。随着需求的增加和产品范围的扩大，在该领域新技术的开发和利用愈来愈收到人们的关注。 粉末冶金工艺制造有许多重要独特的优点，如实现净成形，消除切削加工，还有采用粉末冶金工艺制造的零件，可以在零件中有意识留下残余的多空结构，提高零件自润滑和隔音效果，另外使用粉末冶金制造工艺能够生产用传统铸造工艺很难或者不可能制造的复杂合金零件。正由于这些优点，使用粉末冶金工艺制造的初衷之一是消除所有的加工，但是这个目标还没有达到。大多数的零件只是“接近最终形状”，还需要某种精加工。然而和铸件和锻件相比，粉末冶金零件很耐磨，难以加工，这也制约了冶金粉末工艺制造的推广应用。 性能 粉末冶金零件的性能，包括可加工性能，不仅和合金化学成分相关，而且和多孔结构的水平相关。许多粉末冶金制造的结构零件含孔率多大15~20%，用作过滤装置的零件的含孔率可能高达50%。而采用锻造或热离子压铸的粉末冶金的零件含孔率较低，只有1%或更少。后者在汽车和飞机制造应用中正变得特别重要，因为这种材料的零件具有更高的强度。
粉末冶金零件毛刺产生原因及去除技术
粉末冶金零件毛刺产生原因及去除技术 粉末冶金是绿色制造技术，具有高质量、高效率、低成本的特点，已广泛应用于机械、电子、自动化和航空航天等领域。随着工业化和自动化水平的提高，对机械零件的制造精度要求越来越高，使用条件要求越来越苛刻，毛刺逐渐引起高度重视，去除毛刺成为零件加工过程中的关键工序。 1毛刺产生原因 毛刺的产生与零件的设计和制造方法有很大关系。粉末冶金是以金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合）作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料及各种类型制品的工艺过程。粉末零件压制模具的设计、安装粉坯成形过程，将直接影响到粉末冶金零件的表面质量。 1、模具结构 粉末冶金模具一般包括4部分，例如用于制作压溃强度试样的成形模具，即由上模冲、下模冲、芯棒、阴模组成，如图1所示。 2、毛刺产生的原因 （1）模具的间隙 粉末冶金技术是一种金属粉末模压成形技术，模具的阴模与模冲、模冲与芯棒之间的相对滑动必然存在配合间隙，当金属粉末或精整烧结坯件在模具中受到压力而成形时，会产生流动或塑性变形。成型件在模具配合间隙处，产生的填充效应，是造成毛刺的根本原因。当间隙在0.008mm左右时，零件的直线、棱角部分会出现毛刺；当模具间隙达0.002mm 时，就易出现锐边毛刺。粉末冶金件的毛刺会随着间隙的变化而变化，而模具的间隙还依赖于加工表面粗糙度的变化，如图2所示，当Ra值从0.2增加到0.8，间隙从0.002mm增加0.008mm。这类毛刺均匀分布在零件周围，零件表面粗糙度好。 （2）模具的精度 粉末压制多采用容量装粉法，模具表面与粉末直接接触，细小的粉末颗粒，易进入模具间隙中，形成多体摩擦。在生产实践中，模冲与阴模、模冲与芯棒之间的间隙是动态变化的，粉末颗粒就会随着模具间隙的变化而变形，从而产生加工硬化，增加了粉末颗粒的硬度和耐磨性。虽然模具具有较高的硬度和耐磨性，但模具间的粉末颗粒在加工硬
粉末冶金材料在汽车零件上的运用
粉末冶金材料在汽车零件上的运用 汽车09-1 韩韧09241006 粉末冶金材料 用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析（合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象），可一次成型等。 粉末冶金制品节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好,非常适合于大批量生产。另外,部分用传统铸造和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造,因而备受工业界的重视。 汽车粉末冶金零件产业发展前景展望 据资料显示，2006年国内粉末冶金零件总产量为7803万吨，其中汽车用粉末冶金零件的产量已达2887.7万吨；另外，就平均每辆轻型车（包括轿车）中使用的粉末冶金零件重量的进展情况看，2006年国内每辆车平均使用3.97公斤，日本为8.7公斤，北美则为19.5公斤。此外，汽车行业现在待开发的粉末冶金零件应用部分，大体上发动机零件为16~20公斤，变速器零件为15~18公斤，分动器零件为8~10公斤，其它为7~9公斤。 可以看出，中国发展粉末冶金汽车零件的市场潜力非常大。 汽车工业粉末冶金零件的应用情况 粉末冶金进、排气门座 同步器锥环 曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮 机油泵主、从动齿轮 减震器零件 烧结铜合钢背双金属轴 粉末冶金进、排气门座 发动机的进、排气门座控制燃气的吸入和废气的排出，在高温下经受气流的冲蚀和气门的冲击与磨损，工作条件比较恶劣。气门座的失效主要是因磨损而导致气门座下沉量过大，气密性差，进而影响发动机功率。 随着无铅汽油的大量应用，气门与气门座间的氧化铅没有了，从而使气门与气门座的冲击磨损加剧。 向粉末冶金制品中的孔隙渗铜或者使用含铅的粉末冶金制品，对于应用无铅汽油的气门座能起到减磨和耐磨作用。目前新型发动机大多采用含铅和含铜粉末冶金气门座。为了提高其耐热性能，排气门座大多添加有钴。 同步器锥环 同步器锥环是变速箱齿轮中的一个重要零件，如该零件失效，变速箱就不能换档了，在换档过程中该零件承受冲击与磨损，同步器锥环能否满足设计要求，需进行专门的换档台架试验
浅谈粉末冶金材料在汽车上的应用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2e886519.html, 浅谈粉末冶金材料在汽车上的应用 作者：赵生莲 来源：《北极光》2016年第12期 摘要：粉末冶金具有密度可调可使质量减轻，孔隙的阻尼作用可使振动和噪音降低，通过组成调节可实现耐热和耐磨，模具化的量产可保证性能和尺寸的一致性，特殊工艺的采用可使复杂零件的生产成为可能的优点，在汽车制造业广泛应用粉末冶金零件。 关键词：粉末冶金；汽车 1引言 粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，經过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金作为一种独特的零件制造技术，因其具有无切削、成本低、效率高的优点，越来越受到重视。随着全球工业化的蓬勃发展，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航天、航空等领域。 汽车制造业中使用的粉末冶金零件非常多，粉末冶金零件在汽车制造业广泛被应用的原因除了其节材、省能、低成本之外，还在于粉末冶金工艺和其生产的零部件具有以下优势：密度可调可使质量减轻，孔隙的阻尼作用可使振动和噪音降低，通过组成调节可实现耐热和耐磨，模具化的量产可保证性能和尺寸的一致性，特殊工艺的采用可使复杂零件的生产成为可能。 2粉末冶金汽车零件的特点及其在汽车上的应用 2.1品种多，产量大 近年平均每辆轿车使用的粉末冶金件质量大幅上升，按用途构成为：发动机41.1%、传动部31.2%、底盘16.7%、电器4.2%、燃料3.1%、车身2.2%、其他1.4%。 粉末冶金结构件在汽车中的应用，常见的有带轮、链轮、齿毂、凸轮、连杆、阀座等。 2.2精度高、性能好 最高精度可达0.01mm，且表面光滑，与传统研磨工艺精度相仿。 用粉末冶金材料做同步器锥环，目前国内外已经有成品面世。同步器，是使在换挡中相互接合的齿轮实现同步的装置。在换挡过程中，应当使准备啮合的那一对齿轮的接合齿圈的圆周速度达到相等（即同步），才能平顺地挂上挡。否则，两齿轮齿圈间会发出冲击和噪音，影响齿轮的寿命。为了便于换挡，汽车变速器在常用的各挡间都装有同步器，使相啮合的一对齿轮先同步，而后啮合。而同步器锥环作为同步器的核心部件，是需要有高的精度和耐磨性。
粉末冶金常识
粉末冶金常识 1.粉末冶金常识之什么是粉末冶金 粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）为原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技术。它包括两部分内容，即：(1)制造金属粉末（也包括合金粉末，以下统称"金属粉末"）。 (2)用金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）作原料，经过混合、成形和烧结，制造材料（称为"粉末冶金材料"）或制品（称为"粉末冶金制品"）。 2、粉末冶金常识之粉末冶金最突出的优点是什么 粉末冶金最突出的优点有两个： (1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制品，如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品，钨、钼、钛等难熔金属材料和制品，金属-塑料、双金属等复合材料及制品。 (2)能够直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，从而减少或取消机械加工，其材料利用率可以高达95%以上，它还能在一些制品中以铁代，做到了"省材、节能"。 粉末冶金件 3、粉末冶金常识之什么是"铁基"什么是铁基粉末冶金 铁基是指材料的组成是以铁为基体。铁基粉末冶金是指用烧结（也包括粉末锻造）方法，制造以铁为主要成分的粉末冶金材料和制品（铁基机械零件、减磨材料、摩擦材料，以及其他铁基粉末冶金材料）的工艺总称。 4、粉末冶金常识之用于粉末冶金的粉末制造方法主要有哪几类 粉末制造方法主要有物理化学法和机械粉碎法两大类。前者包括还原法、电解法和羰基法等；后者包括研磨法和雾化法。 5、粉末冶金常识之用还原法制造金属粉末是怎么回事 该法是用还原剂把金属氧化物中的氧夺取出来，从而得到金属粉末的一种方法。 6、粉末冶金常识之什么叫还原剂 还原剂是指能够夺取氧化物中氧的物质。制取金属粉末所用的还原剂，是指能够除掉金属氧化物中氧的物质。就金属氧化物而言，凡是与其中氧的亲合力大于这种金属与氧的亲合力的物质，都称其为这种金属氧化物的还原剂。 7、粉末冶金常识之粉末还原退火的目的是什么 粉末还原退火的目的主要有以下三个方面：（1）去除金属粉末颗粒表面的氧化膜；（2）除掉颗粒表面吸附的气体和水分等异物；（3）消除颗粒的加工硬化。 粉末冶金工艺流程图 8、粉末冶金常识之用于粉末冶金的粉末性能测定一般有哪几项 用于粉末冶金的粉末性能测定一般有三项：化学成分、物理性能和工艺性能。9、用于粉末冶金的粉末物理性能主要包括那几项
粉末冶金模具设计说明书
前言 材料是中国四大产业之一，它包括有机高分子材料、复合材料、金属材料及无机非金属材料。粉末冶金技术作为金属材料制造的一种，以其不可替代的独特优势与其它制造方法共同发展。粉末冶金相对其它冶金技术来说具有：成本低；加工余量少；原料利用率高；能生产多孔材料等其它方法不能生产或着很难生产的材料等优势。 粉末冶金是制取金属粉末以及将金属粉末或金属粉末与非金属粉末混合料成型和烧结来制取粉末冶金材料或粉末冶金制品的技术。粉体成形是粉体材料制备工艺的基本工序。模具是实现粉体材料成形的关键工艺装备。模具的设计要尽可能的接近产品的形状，机构设计合理表面光滑，减少应力集中，避免压坯分层、开裂。模具本身要有一定的强度保证压制的次数，不易变形。 粉体模压成形模具主要零件包括：阴模、芯杆、模冲。模具设计首先要厂家提供产品图，再确定成型的方式，收集压坯设计的基本参数（包括：松装密度、压坯密度、粉体的流动性、及烧结收缩系数等。）来算得压坯的尺寸。根据压坯形状尺寸以及服役条件和要求来设计出成型模具尺寸，校核模具强度。最后在用模具试压，若压坯合格，则此模具复合要求。 本次课程设计之前，我们已经学习了《热处理原理与工艺》、《金属物理与力学性能》、《粉末冶金原理》、《硬质合金生产原理》等相关课程的知识。 这次在老师的指导下，和同学的相互讨论，自己查阅资料，基本上懂得了模具设计的步骤和方法。相信经过这次设计后，对以后的工作会有很大的帮助。
1 设计任务 本课程设计的任务是生产一批有色金属扁材拉制模坯，其形状和尺寸如下图： 1.1 产品分析 由产品图可知H/D<3，因此，该产品适合单向压制。产品的斜边角度不大，因此，装粉比较容易，可用单从头压制。产品内部的斜角可直接做在芯杆上。菱角的倒角不长，可适合用上冲头压制。 1.2 材质的选择 该模具生产的产品用于拉制模坯，对产品的强度及耐磨性能要求很高，再根据客户所提供的要求，综合考虑选用硬质合金材料YG8作为材质。 2 压坯设计 2.1 压坯形状设计 型号 D H a b h h 1 h 2 R r e 42-14×5.9 45 20 14.6 5.9 3 3 6 4 1 1.5
金属粉末冶金材料标准表
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能一、GB/T14667.1-93 二、MPIF-35
烧结铁和烧结碳钢的化学成分 (%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲ 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学 成分(%). 材料牌 号 Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-0208 93.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成 分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为 了特殊目的而添加的其它元素)总量 的最大值为2.0%
铁基粉末冶金零件热处理
铁基粉末冶金零件热处理 摘要：热处理是一种成熟的，经常使用的工艺性技术。这篇文章评述了人们不大注意的铁基粉末冶金零件整体淬火时，孔隙度与合金含量对其淬透性的影响。 关键词：铁基粉末冶金零件；热处理；淬透性 在铁基粉末冶金零件生产中，零件材料必须具有的许多性能与组织结构都是在烧结过程中形成的，但其中一些性能只有通过后续热处理，才能得到改进与完善。因此，热处理对于铁基粉末冶金零件产业是极其重要的一项技术。 铁基粉末冶金零件的热处理原理，虽然和成分相同的铸锻零件相同，但由于粉末冶金零件具有一定量孔隙度与合金化元素的微观分布可能不均一，因此，粉末冶金零件的热处理工艺可能有所不同。关于孔隙度对铁基粉末冶金零件材料热处理性能的影响，经几十年的探索与实践，已有较清楚地认识，摘要介绍如下。 1 孔隙度对铁基粉末冶金零件整体淬火的影响 大部分铁基粉末冶金零件，为了增高强度、硬度及耐磨性，都需要进行整体淬火，即淬火与回火。需要进行整体淬火的铁基粉末冶金零件，其化合碳含量应≥0.3%(质量分数)，并且在图1中的A3温度以上呈奥氏体状态。 图1 碳钢的热处理相图 铁基粉末冶金零件的整体淬火由以下3道工序组成: 奥氏体化。在具有和化合碳含量相当碳势的保护性气氛下，将零件加热到高于A3温度，通常为850℃，并保温一定时间，其长短视零件形状及尺寸而定。诸如30min，使之奥氏体化。 淬火。从奥氏体化温度或稍低，但仍高于A3的温度，将零件淬于油或水中，使奥氏体转变成硬且脆的马氏体或贝氏体。对于铁基粉末冶金零件，最好是淬于温油(50℃)中，这是因为粉末冶金零件具有孔隙度，淬火冷却速度太快时，零件可能开裂。另外，采用盐水淬火时，淬火后，存留于孔隙中的盐水会导致零件严重腐蚀。 回火。依据GB/T19076-2003“烧结金属材料-规范”铁基粉末冶金零件通常是在180℃(烧结镍钢为260℃)下回火，回火时间通常是依据零件断面厚度，按每25.4mm回火1h。其目的是消除奥氏体转变为马氏体与贝氏体时产生的内应力。回火可减小马氏体与贝氏体的脆性，提升零件材料的韧性。 1.1 孔隙度对粉末冶金Fe-C材料淬透性的影响 淬透性的定义是，快速冷却时，在一给定深度，材料试样从奥氏体转变为马氏体的能力。淬透性通常是用顶端淬火法测定的。为测定烧结碳钢的淬透性，由水雾化铁粉与0.9%(质量分数)石墨粉的混合粉，用压制-烧结制成Φ80mm×高30mm，密度为6.0～7.1g/cm3的坯料[化合碳0.8%(质量分数)]。再由坯料切削加工成顶端淬火试样，于870℃，在中性气氛中，奥氏体化30min后水淬。从淬火端每隔2.5mm测定一次表观硬度HRA。同时，还和由C-1080锻钢切削加工的顶端淬火试样进行了对比。试验结果示于图2。 从图2可看出，材料试样的密度(即孔隙度)对淬透性有若干影响。首先，孔隙度减低材料的热导率，这是因为孔隙中充满空气，而空气的热导率比钢小。另外，由于硬度压痕和材料基体中的孔隙度相关，从而也影响测定的硬度值。图2还表明，淬透性差不多随着烧结钢材料密度增大呈直线性增高。因此，在设计-具有给定材料密度的粉末冶金碳钢零件时，对于选择使零件横截面能全部转变成马氏体的合适材料组成，图2是有用的。 1.2 铁基粉末冶金材料的淬透性标准 在设计-铁基粉末冶金零件时，要想使粉末金零件的横截面经过淬火-回火转变成马氏体，就必须依据材料的淬透性来选择适当的材料。