粉末冶金高速钢的选择与应用

粉末冶金高速钢的选择与应用
粉末冶金高速钢的选择与应用

粉末冶金高速钢的选择与应用

粉末冶金高速钢的选择与应用

作者:哈尔滨第一工具有限公司宋学全

切削技术的发展依靠刀具技术和高

速机床技术的进步,刀具与机床的正确选用常起着决定性作用。采用耐热性更好的新型刀具材料及涂层、公道设计刀具结构与几何参数、选择最佳的切削速度是实现切削加工优化的重要保障。在目前高性能刀具材料如硬质合金、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼等超硬材料不断发展的同时,高速钢尤其是粉末冶金高速钢,凭借其在强韧性、工艺性及可加工性等方面优良的综合性能,在复杂刀具特别是切齿刀具、拉刀和各类铣刀制造中仍占有明显上风,应用相当广泛。

1 高速钢发展及粉末高速钢冶炼工艺特点

以切削刀具为主要用途的高速钢已经历了百年的发展历程。1900 年法国巴黎世界展览会上,美国人Taylor和White成功进行的高速切削演示标志着高速钢的应用拉开了序幕。多年来,高速钢刀具一直占据着机械加工领域的主导地位,其发展简史见表1。

表1 高速钢发展简史

冶炼,钢水容量大,成分均匀,可通过炉外精炼、真空脱气等进步钢水质量;但由于钢锭浇铸尺寸较大,钢水冷却缓慢,且高速钢化学成分复杂,合金元素含量高,使其莱氏体组织粗大,碳化物偏析严重。碳化物偏析程度反映了高速钢质量的优劣,严重的偏析降低了高速钢的性能,使钢的锻、轧加工困难,高合金、高性能高速钢的发展受限。

粉末冶金高速钢改变了传统的高速钢浇铸与成锭工艺,采用了雾化制粉及压力加工成形。国际上较先进的粉末高速钢制造基本工艺是将冶炼完、符合化学成分要求的钢水经强力高压氮气雾化,细小液滴瞬间迅速凝固成合金粉末颗粒,其粒度相当于一般铸锭亿万分之一的“超细小钢锭”,形成了极快冷凝固制粉。雾化制粉完成后,合金粉末颗粒经筛分、装包套、摇实、抽真空脱气等工序,再经冷、热等压力加工成锭。粉末冶金高速钢的优点为成分均匀、碳化物无偏析,易实现高合金化;与电炉钢比较,其强韧性大幅度进步,热处理变形小,尺寸稳定性高,可磨削性能好。

2 粉末冶金高速钢主要牌号及成分

传统冶炼生产的高速钢牌号均可运用粉末冶金方法生产,而高钒、高钴等高合金高性能高速钢却是粉末冶金高速钢所独占的牌号(如ASP2060、ASP2080等)。表2为粉末冶金高速钢主要牌号及成分范围。

表2 粉末冶金高速钢主要牌号及成分(wt%)

高速钢含有大量W、Mo、Cr、V等元素,其与碳形成的合金碳化物进步了钢材性能。由于粉末高速钢冶炼的独特性,合金元素含量更高,尤其是高V、高Co 钢的应用较为普遍。高速钢中的W、Mo作用相似,与碳形成的合金碳化物通过溶解及析出强化,使高速钢具有特殊的二次硬化效果,红硬性大大进步;钢中V是强的碳化物形成元素,VC细小弥散,进步了钢的耐磨性,随着V含量的进步,高速钢的抗磨粒磨损性能大幅提升;Co是固溶强化最强的合金元素之一,通过固溶基体强化来进步高速钢的硬度及热硬性,改善了刀具切削性能,使刀具寿命大为进步。图1为几种粉末高速钢与典型高速钢的性能特点对比。

图1 几种粉末高速钢与典型高速钢的性能特点对比

刀具材料的选择需要考虑刀具种别、机床及切削条件、被加工材料及硬度等因素。随着数控机床、中硬材料切削及高强钢的大量应用,对切削刀具的性能要求越来越高,刀具必须具备更高的硬度、红硬性、耐磨性及韧性。一般来讲,对于要求高耐磨、高韧性的刀具,如遐龄命丝锥、拉刀、单齿薄刃刀具等,可选择高碳高钒粉末高速钢,典型牌号有M3-PM、M4-PM、M61-PM等;对于要求高速切削、高热硬性、遐龄命的刀具,如齿轮滚刀、插齿刀、数控机床用各类铣刀,可选择高钒高钴粉末高速钢,典型牌号有ASP2015、ASP2030、ASP2060等。

4 结语

粉末高速钢由于良好的组织一致性和碳化物的无偏析,弥补了普通冶炼高速钢的严重缺陷,使钢材质量和性能全面进步。粉末冶金高速钢刀具在加工铁基高温合金、钛合金、超高强钢等难加工材料时表现出了良好的切削性能及综协力学性能。由于粉末高速钢冶炼及雾化制粉的特殊性,工艺及设备要求相对复杂,钢材制造本钱较高,目前在精密复杂刀具生产中应用较多,还有待进一步推广应用。(end

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

粉末冶金工艺基本知识

粉末冶金工艺基本知识 粉末冶金成形 粉末冶金工艺及材料 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法,既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料,又可制造各种精密的机械零件,省工省料。但其模具和金属粉末成本较高,批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比,具有以下特点: 1.粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的,因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。 2.提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末,凝固速度极快、晶粒细小均匀,保证了材料的组织均匀,性能稳定,以及良好的冷、热加工性能,且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制,可提高强化相含量,从而发展新的材料体系。 3.利用各种成形工艺,可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件,大量减少机加工量。提高材料利用率,降低成本。 粉末冶金的品种繁多,主要有:钨等难熔金属及合金制品;用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金,用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀,还可制造模具等;Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料,用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。随着粉末冶金生产技术的发展,粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。 1 粉末冶金基础知识 ⒈1 粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末,其计量单位一般是以微米(μm)或纳米(nm)。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末,要求其杂质和气体含量不超过1%~2%,否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴ 粒度及粒度分布 粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际的粉末往往是团聚了的颗粒,即二次颗粒。图描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。 ⑵ 颗粒形状 即粉末颗粒的外观几何形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等,可以通过显微镜的观察确定。 ⑶ 比表面积 即单位质量粉末的总表面积,可通过实际测定。比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。 3.粉末的工艺性能 粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。 ⑴ 填充特性 指在没有外界条件下,粉末自由堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表示。粉末

什么是高速钢

高速钢种类详解 简介:高速钢又名风钢或锋钢,意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化,并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢,含有钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素。合金元素总量达10~25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。这就是高速钢最主要的特性——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后,在室温下虽有很高的硬度,但当温度高于200℃时,硬度便急剧下降,在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度,完全丧失了切削金属的能力,这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢由于红硬性好,弥补了碳素工具钢的致命缺点,可以用来制造切削工具。 高速钢的热处理工:艺较为复杂,必须经过退火、淬火、回火等一系列过程。退火的目的是消除应力,降低硬度,使显微组织均匀,便于淬火。退火温度一般为860~880℃。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。先在800~850℃预热(以免引起大的热应力),然后迅速加热到淬火温度1220~1250℃,后油冷。工厂均采用盐炉加热。淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体,影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变,进一步提高硬度和耐磨性,一般要进行2~3次回火,回火温度560℃,每次保温1小时。 高速钢种类: 有钨系高速钢和钼系高速钢两大类。钨系高速钢有W18Cr4V,钼系高速钢有W6Mo5Cr4V等。规格主要有圆钢和方钢。钢材的表面要加工良好,不得有肉眼可见的裂纹、折叠、结疤和发纹。冷拔钢材表面应洁净、光滑、无夹杂和氧化皮等。 高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢,热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600℃以上时,硬度仍无明显下降,用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上,而得其名。高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢,按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。 普通高速钢 图一:高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。

机械加工常用磨床使用砂轮的选择与应用

机械加工常用磨床使用砂轮的选择与应用

外圆磨床与外圆磨砂轮 外圆磨床,磨床中的一种,适用于磨削各种中小型零件的圆柱或圆锥形外圆,特别适用于电动工具、摩托车、工业缝纫机、精密仪器等轴类零件的加 工。外圆磨床所对应的砂轮称为外圆磨砂轮。砂轮外径有400mm,450mm,500mm,600mm,750mm等,砂轮厚度有 40mm,50mm,63mm,75mm,100mm,200mm等,孔径有127mm,203mm,305mm等。 外圆磨床砂轮的规格 外圆磨床砂轮的规格:外圆磨床砂轮的规格可分为普通外圆磨床砂轮:500*100*305,600*63*305,900*125*305,750*75*305;万能外圆磨床砂轮:250*20*75,300*40*127,300*50*127,400*50*203,500*50*203,500*75*203;端面外圆磨床砂轮:600*75*305,750*75*305;高精密度半自动外圆磨床砂轮:400*50*203;高精密度外圆磨床砂轮等到,这种砂轮也可以称作镜面磨砂轮。以上砂轮使用粒度是要根据对工件光洁度要求而选定。

内圆磨床与内圆磨床砂轮 内圆磨床与内圆磨床砂轮:是磨床类型中的一个品种。这种内圆磨床主要用于磨削产品的内圆孔,其中内圆孔的形状有带锥形、球形、半球形等,(包扩通孔、盲孔)和小于60°的圆锥孔,内圆磨床中的内圆磨床砂轮所用的砂轮有锥形、球形、半球形、圆柱形等形状,在实际生产中,该内圆磨砂轮,因很多品种和规格是根据客户所需要而定的,所以,这种砂轮的规格就特别多,例如:20*20*6、25*25*6、30*30*6-10。35*30*8-10、40*40*10-13、直至80*60*20等,内圆磨床砂轮削砂轮的选择要点:应根据不同的工件尺寸选用不同的砂轮,并尽可能选大些; 内圆磨削砂轮选择 内圆磨削砂轮,也称内圆磨砂轮或内园砂轮,其选择有以下几点要求: 应根据不同的工件尺寸选用不同的内圆磨砂轮或内园砂轮,并且应选大些直径的,这样可增加砂轮线速度,以提高生产效率和使工件表面粗糙度值降低。内圆磨砂轮或内圆砂轮在内圆磨削时,砂轮和工件接触面积较大,容易发生烧伤,所以选用砂轮硬度不能过高,粒度应稍粗些。 磨小而长的孔时,为避免产生锥度,砂轮硬度应选高些。 磨内圆兼靠端面时,砂轮端面要修成内斜面的形状。 内圆磨砂轮或内园砂轮磨削内孔时,选用铬刚玉砂轮能获得较好的粗糙度。 平面磨床砂轮 平面磨床砂轮:在磨削中一般平面磨床砂轮分有以下几种:卧轴矩台平面磨床砂轮,400*20*127、250*25*75、350*40*127、500*100*305(卧轴矩台平面磨床用);立轴矩台平面磨床砂轮,350*150*280、150*100*35(砂瓦6)(立轴矩台平面磨床用)等;立轴圆台平面磨床砂轮,450*125*350、500*63*305(立轴圆台平面磨床用)等。磨料有,白刚玉(W A白色)、棕刚玉(棕色A)、铬刚玉(红色PA)、黑化硅(黑色C),绿化硅(绿色GC)的磨粒等。

粉末高速工具钢

粉末高速工具钢 杨秋 ((辽宁工程技术大学材料科学与工程学院阜新123000) 摘要:粉末高速钢是通过特殊方法把高速钢微细粉末成形并烧结而制成的高速钢材产品,简称PM HSS。粉末高速钢具有碳化物颗粒细小、夹杂物含量少、分布均匀等的显微组织特点,使高速钢的抗弯强度、硬度和切削性能得到了显著提高。 关键词:综述;粉末高速钢;研究趋势;进展 1 PM HSS钢种开发 2.1第一代PM HSs 上世纪70年代工业化生产的PM Hss由美国Crucible厂和瑞典Stora厂(现属法国Erasteel公司)相继投产,此为第一代的PM粉末高速工具钢HSS。第一代PM HSS生产者使用1-2 t的中间钢包,其钢材夹杂物含量相当电弧炉+U'钢包精炼钢的水平,但是第一代PMHSS的抗弯强度较普通熔炼高速钢提高了约1倍。 2.2第二代PM HSS 继第一代PM HSS之后,各生产厂对设备和生产工艺进行了改进和更新,谓ESH技术就是带有电渣加热和吹Ar设备的中间钢包系统,2个石墨电极浸入碱性电渣内。电流通过钢水表面的活性渣产生热量,可保证3 h内高速钢钢水雾化过程中温度稳定,又可使钢水脱硫、脱氧。同时自钢包底吹Ar搅拌,使中间钢包钢水温度均匀化,又促进钢水净化反应。采用ESH方法生产的PM HSS称为第二代PMHSS,其产品商标也改为ASP2000系列(如ASP 2030,以前第一代称ASP 30),它比第一代的PM HSS钢材更为纯净,非金属夹杂物含量可减少90%,淬回火后的钢材韧性可提高20%。钢材的质量和性能对化学成分的波动非常敏感,通常要求成分的波动范围愈小愈好。第二代钢较第一代钢达到了更高的技术水平,成分波动范围比第一代缩小近50%。此外,第二代PMHSS ASP 2000系列钢材的纵向与横向抗弯强度相差较小约为22%-32%,而普通熔炼HSS(M2、M42)的相应值达200%以上,并随钢材直径而变化,直径愈大,纵向和横向抗弯强度相差值也愈大。这一点正是大尺寸、高应力刀具使用PM HSS的理由之一。 2.3第三代PM HSS

粉末冶金工艺及材料基础知识介绍

粉末冶金工艺及材料基础知识介绍 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法,既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料,又可制造各种精密的机械零件,省工省料。但其模具和金属粉末成本较高,批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比,具有以下特点: 1.粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的,因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。 2.提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末,凝固速度极快、晶粒细小均匀,保证了材料的组织均匀,性能稳定,以及良好的冷、热加工性能,且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制,可提高强化相含量,从而发展新的材料体系。 3.利用各种成形工艺,可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件,大量减少机加工量。提高材料利用率,降低成本。 粉末冶金的品种繁多,主要有:钨等难熔金属及合金制品;用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金,用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀,还可制造模具等;Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料,用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。

1 粉末冶金基础知识 ⒈1 粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末,其计量单位一般是以微米(μm)或纳米(nm)。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末,要求其杂质和气体含量不超过1%~2%,否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布

分析粉末冶金高速钢制造工艺

分析粉末冶金高速钢制造工艺 20世纪60年代后期在瑞典开发成功,并于70年代初期进入市场。该工艺可在高速钢中加入较多合金元素而不会损害材料的强韧性或易磨性,从而可制成具有高硬度、高耐磨性、可吸收切削冲击、适合高切除率加工和断续切削加工的刀具。 高速钢刀具材料主要由两种基本成分构成:一种是金属碳化物(碳化钨、碳化钼或碳化钒),它赋予刀具较好的耐磨性;二是分布在周围的钢基体,它使刀具具有较好的韧性和吸收冲击、防止碎裂的能力。制备普通高速钢时,是将熔化的钢水从钢水包中注入铸模,使其缓慢冷却凝固。此时,金属碳化物从溶液中析出,并形成较大的团块。高速钢中添加的合金含量越多,碳化物团块就越大。达到某一临界点时,可形成尺寸极大的碳化物团块(直径可达40mm)。出现大的碳化物团块的临界点根据钢锭的尺寸以及其它因素而略有不同,但一般是在碳化钒含量达到约4%时发生。通过对钢锭进行锻造、轧制等后续加工,可以粉碎其中一部分碳化物团块,但不可能将其完全消除。虽然增加钢材中金属碳化物颗粒的数量可以改善材料的耐磨性,但随着合金含量的增加,碳化物的尺寸及团块数量也会随之增加,这对于钢材的韧性会产生极其不利的影响,因为大的碳化物团快可能成为产生裂纹的起始点。 粉末冶金高速钢的制备工艺与普通高速钢的制备工艺不同,熔化的钢水不是直接注入铸模,而是通过一个小喷嘴将其吹入氮气流中进行雾

化,喷出的雾状钢水迅速冷却为细小的钢粒(直径小于1mm)。由于钢水溶液中的碳化物在快速冷却过程中来不及沉淀和形成团快,因此获得的钢粒中碳化物颗粒细小且分布均匀。将这些钢粉过筛后置入一个钢桶中,并将钢粉中间的空气抽净形成真空状态,然后在高温、高压下将钢桶中的钢粉压制成型,即可得到致密度为100%的粉末冶金高速钢毛坯。这一制备工艺被称为热等静压(hotisostaticpressing,HIPing)成型。然后可对毛坯进行锻造、轧制等后续加工。 利用热等静压成型工艺制备的粉末冶金高速钢中的碳化物颗粒非常细小,而且不管其合金含量为多少,这些碳化物颗粒都可均匀分布于整个高速钢基体中。

粉末冶金技术论文..

粉末冶金技术 摘要:粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方,因此,一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料,通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程成为粉末冶金法,是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似,所以又称金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法,也是一种无切削或少切削的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高,制品大小和形状受到一定限制,制品的韧性较差。粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。 关键词:粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇 Powder metallurgy technology (11 grade material class two) Abstract:Powder metallurgy is used for preparing metal or metal powder (or metal powder and metal powder mixture) as raw material, after forming and sintering, manufacture of metal materials, composite and various types of products technology.Powder metallurgy method and the production of ceramic have similar place, therefore, a series of new powder metallurgy technologies can also be used for preparing ceramic material. Powder metallurgy materials refers to the use of several kinds of metal powder or metal and non metal powder as raw material, through mixing, pressing, sintering process and made of materials.The process to become powder metallurgy method, is different from the melting and casting method.Its production process and ceramic products are similar, so called ceramic metal.Powder metallurgy method not only has some special properties of material preparation method, is also a kind of without cutting or less cutting processing method. It has high productivity, high material utilization rate, saving machine tools and production area etc..But the metal powder and high mold cost, product size and shape are subject to certain restrictions, flexibility is poor.Powder metallurgy method often used for the production of hard alloy, antifriction material, structural material, friction material, refractory metal materials, filter materials, metal ceramic, no segregation in high speed tool steel, magnetic materials, heat resistant materials. Key words:powder metallurgy, basic process, application, development trend, problems and opportunities

粉末冶金在刀具上的应用

粉末冶金在刀具上的应用 性能优异的粉末冶金高速钢刀具 随着汽车、航天、航空、军工、信息技术产业及机械制造业的迅速发展,现代的机械加工越来越追求“高精度、高效率、高可靠性和专业化”目标,这就需要工具行业提供高切削性能的刀具,为此开发用于制造 刀具的优质材料更显得十分重要。 粉末冶金高速钢于20世纪60年代后期开始研制生产,并在70年代投入应用。粉末冶金高速钢特殊 而先进的冶炼方法是高速钢冶炼的一种创新,它造就了性能介于硬质合金和普通高速钢之间的新钢种,使机械制造加工业的刀具用材有了新的突破。作为一种性能优异的新钢种,粉末冶金高速钢正逐渐被人们认识和接受,在机械加工业中发挥越来越大的作用。 1. 粉末冶金高速钢的冶炼特性 与普通高速钢的冶炼相比,粉末冶金高速钢的冶炼更具有其特殊性和先进性。普通高速钢通过电弧炉或感应熔炼炉熔炼后,直接将钢液浇注成钢锭,然后再通过锻造、轧制加工成钢材,但由于钢液浇注冷凝成钢锭时,凝固速度十分缓慢,从钢液中析岀大量的金属碳化物,形成鱼骨状的莱氏体和团块状的粗大共晶碳化物,并产生碳化物偏析,直接影响到钢的各种力学性能,特别是钢的韧性。 而粉末冶金高速钢的冶炼则不同,经过电弧炉或感应熔炼炉熔化的钢液不是直接浇注成钢锭,而是将熔化的钢液通过喷嘴,喷入到高压氮气流中,钢液被迅速雾化冷却成细小的钢粒,其直径一般小于1 mm。再将这样制成的钢粉装入钢桶,对钢桶抽真空,使桶中钢粉间的空气抽净成真空状态,然后焊合钢桶,再在高温高压下将钢桶中的钢粉压制成形,形成热等静压烧结制备工艺。由此可生产岀致密度几乎为100 % 的粉末冶金高速钢坯料,然后接下来再锻造、轧制成钢材由于粉末冶金在喷雾制粉过程中,钢液冷却速度十分快,避免了普通高速钢铸锭过程中的许多缺陷,雾化的钢液中碳化物来不及聚集长大形成团块状,因此碳化物颗粒细小而均匀,一般为1?3卩m (最大尺寸不超过6卩m),这就大大提高了钢的强度和韧性。 2. 粉末冶金高速钢的性能和特点 粉末冶金高速钢性能十分优越,它具有高强度、高硬度、高韧性、高耐磨性,以及可加工性好的特点,是 一种介于硬质合金和高速钢之间的新材料。由于粉末冶金高速钢制造的刀具的切削性能在所有切削加工领域内全面超越了原来的高速钢,其韧性优于整体硬质合金刀具而越来越受到工具行业的青睐。 3. 粉末冶金高速钢的应用 粉末冶金高速钢因具有极佳的韧性和机加工性能、良好的红硬性、较高的抗压强度和高的耐磨性,具有高合金含量、高纯度无偏析、细小的碳化物颗粒和各向同性同质的特点,而得到广泛的应用。它被用作加工钛和铝合金等有色金属的刀具,用作加工齿轮铣刀、滚刀、插齿刀、剃齿刀等刀具,也可用作侧面铣刀、成形铣刀和拉刀,也常用于麻花钻、机用丝锥、铰刀等制造。在锯条行业用作带锯双金属钢带,还用作精密冲切工具和冲头冲模的制造、以及其他模具制造。由于粉末冶金价格较贵(一般是普通高速钢的 4?8倍),所以考虑成本因素,粉末冶金高速钢通常用于制造精密复杂刀具或数控机床用刀具。 粉末冶金高速钢制造的切削刀具性能优于普通高速钢,使用寿命高于普通高速钢(一般2?3倍), 在冲击负荷大的切削场合又可替代硬质合金刀具,因此粉末冶金高速钢刀具在工具行业的应用前景十分看好,越来越受到人们的关注。 亘]自20世纪70年代以来,高速钢刀具的市场份额逐渐被硬质合金刀具所蚕食。但近年来,随着粉末冶金高速钢(P/M HSS )刀具切削性能的提高,高速钢刀具的市场占有率又有所回升。与普通高速钢刀具相比,粉末冶金高速钢刀具硬度更高、韧性更好、更耐磨损,因此在某些应用领域(如高冲击性、大切除量的 加工场合),粉末冶金高速钢刀具有逐渐取代脆性较大、在切削冲击下易发生碎裂的整体硬质合金刀具的趋势。

粉末冶金制粉技术 全

粉末冶金制粉技术(一) 粉末冶金新技术、新工艺的应用,不但使传统的粉末冶金材料性能得到根本的改善,而且使得一批高性能和具有特殊性能的新一代材料相继产生。例如:高性能摩擦材料、固体自润滑材料、粉末高温合金、高性能粉末冶金铁基复合和组合零件、粉末高速钢、快速冷凝铝合金、氧化物弥散强化合金、颗粒增强复合材料,高性能难熔金属及合金、超细晶粒及涂层硬质合金、新型金属陶瓷、特种陶瓷、超硬材料、高性能永磁材料、电池材料、复合核燃料、中子可燃毒物、粉末微晶材料和纳米材料、快速冷凝非晶和准晶材料、隐身材料等。这些新材料都需要以粉末冶金作为其主要的或惟一的制造手段。 本章将简要介绍粉末冶金的基本工艺原理和方法,重点介绍近年米粉末冶金新技术和新工艺的发展和应用状况。 1.雾化制粉技术 粉末冶金材料和制品不断增多,其质量不断提高,要求提供的粉末的种类也愈来愈多。例如,从材质范围来看,不仅使用金属粉末,也要使用合金粉末、金属化合物粉末等;从粉末形貌来看,要求使用各种形状的粉末,如生产过滤器时,就要求球形粉末;从粉末粒度来看,从粒度为500~1000m的粗粉末到粒度小于0.1m的超细粉末。 近几十年来,粉末制造技术得到了很大发展。作为粉末制备新技术,第一个引人注目的就是快速凝固雾化制粉技术。快速凝固雾化制粉技术是直接击碎液体金属或合金并快速冷凝而制得粉末的片法。快速凝固雾化制粉技术最大的优点是可以有效地减少合金成分的偏析,获得成分均匀的合金粉末。此外,通过控制冷凝速率可以获得具有非晶、准晶、微晶或过饱和固溶体等非平衡组织的粉末。它的出现无论对粉末合金成分的设计还是对粉末合金的微观结构以及宏观特性都产生了深刻影响,它给高性能粉末冶金材料制备开辟了一条崭新道路,有力地推动了粉末冶金的发展。 雾化法最初生产的是像锡、铅、锌、铝等低熔点金属粉末,进一步发展能生产熔点在1600~1700℃以下的铁粉及其他粉末,如纯铜、黄铜、青铜、合金钢、不锈钢等金属和合金粉末。近些年,随着人们对雾化制粉技术快速冷凝特性的认识,其应用领域不断地拓宽,如高温合金、Al-Li合金、耐热铝合金、非晶软磁合金、稀土永磁合金、Cu-Pb和Cu-Cr假合金等。 借助高压液流(通常是水或油)或高压气流(空气、惰性气体)的冲击破碎金属液流来制备粉末的方法,称为气雾化或水(油)雾化法,统称二流雾化法;用离心力破碎金属液 流称为离心雾化;利用超声波能量来实现液流的破碎称为超声雾化。雾化制粉的冷凝速率一般为103~106℃/s。 2二流雾化 根据雾化介质(气体、水或油)对金属液流作用的方式不同,二流雾化法具有多种形式: (1)垂直喷嘴。雾化介质与金属液流互呈垂直方向。这样喷制的粉末一般较粗,常用来喷制铝、锌等粉末。 (2)V形喷嘴。两股板状雾化介质射流呈V形,金属液流在交叉处被击碎。这种喷嘴是在垂直喷嘴的基础上改进而成的,其特点是不易发生堵嘴。瑞典霍格纳斯公司最早用此法以水喷制不锈钢粉。

粉末冶金模具材料之粉末冶金高速钢

粉末冶金模具材料之粉末冶金高速钢 粉末冶金模具材料之粉末冶金高速钢 2011年09月13日 粉末冶金高速钢(PMHSS)是高速钢中的上品,国内多数工具厂对它只有一个模糊的概念,只知它是一种性能优良的高级高速钢。硬度65HRC的高速钢,在表面粗糙度为Ra0.5μm时,抗弯强度为5GPa;另一种硬度为70HRC 的高速钢,在表面粗糙度为Ra0.2μm时,也能达到5GPa的抗弯强度。这只能只能在近代PMHSS上实现。在目前高性能刀具材料如硬质合金、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼等超硬材料不断发展的同时,高速钢尤其是粉末冶金高速钢,凭借其在强韧性、工艺性及可加工性等方面优良的综合性能,在复杂刀具特别是切齿刀具、拉刀和各类铣刀制造中仍占有明显优势,应用相当广泛。 在目前高性能刀具材料如硬质合金、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼等超硬材料不断发展的同时,高速钢尤其是粉末冶金高速钢,凭借其在强韧性、工艺性及可加工性等方面优良的综合性能,在复杂刀具特别是切齿刀具、拉刀和各类铣刀制造中仍占有明显优势,应用相当广泛。 粉末冶金高速钢的冶炼不同,经过电弧炉或感应熔炼炉熔化的钢液不是直接浇注成钢锭,而是将熔化的钢液通过喷嘴,喷入到高压氮气流中,钢液被迅速雾化冷却成细小的钢粒,其直径一般小于1mm。再将这样制成的钢粉装入钢桶,对钢桶抽真空,使桶中钢粉间的空气抽净成真空状态,然后焊合钢桶,再在高温高压下将钢桶中的钢粉压制成形,形成热等静压烧结制备工艺。由此可生产出致密度几乎为100%的粉末冶金高速钢坯料,然后接下来再锻造、轧制成钢材由于粉末冶金在喷雾制粉过程中,钢液冷却速度十分快,避免

了普通高速钢铸锭过程中的许多缺陷,雾化的钢液中碳化物来不及聚集长大形成团块状,因此碳化物颗粒细小而均匀,一般为1~3μm(最大尺寸不超过 6μm),这就大大提高了钢的强度和韧性。 高速钢含有大量W、Mo、Cr、V等元素,其与碳形成的合金碳化物提高了钢材性能。由于粉末高速钢冶炼的独特性,合金元素含量更高,尤其是高V、高Co钢的应用较为普遍。高速钢中的W、Mo作用相似,与碳形成的合金碳化物通过溶解及析出强化,使高速钢具有特殊的二次硬化效果,红硬性大大提高;钢中V是强的碳化物形成元素,VC细小弥散,提高了钢的耐磨性,随着V 含量的提高,高速钢的抗磨粒磨损性能大幅提升;Co是固溶强化最强的合金元素之一,通过固溶基体强化来提高高速钢的硬度及热硬性,改善了刀具切削性能,使刀具寿命大为提高。图1为几种粉末高速钢与典型高速钢的性能特点对比。 粉末冶金高速钢性能十分优越,它具有高强度、高硬度、高韧性、高耐磨性,以及可加工性好的特点,是一种介于硬质合金和高速钢之间的新材料。由于粉末冶金高速钢制造的刀具的切削性能在所有切削加工领域内全面超越了原来的高速钢,其韧性优于整体硬质合金刀具而越来越受到工具行业的青睐。 粉末高速钢由于良好的组织一致性和碳化物的无偏析,弥补了普通冶炼高速钢的严重缺陷,使钢材质量和性能全面提高。粉末冶金高速钢刀具在加工铁基高温合金、钛合金、超高强钢等难加工材料时表现出了良好的切削性能及综合力学性能。由于粉末高速钢冶炼及雾化制粉的特殊性,工艺及设备要求相对复杂,钢材制造成本较高,目前在精密复杂刀具生产中应用较多,还有待进一步推广应用。

粉末冶金技术

粉未治金技术 金属注射成形技术(MIM)由陶瓷零件的粉末注射成形技术发展而来,是一种新型的粉末冶金近净成形技术。MIM 技术的主要生产步骤如下: 金属粉末与粘结剂混合——制粒——注射成形——脱脂——烧结——后续处理——最终产品 该技术适用于大批量生产性能高、形状复杂的小尺寸的粉末冶金零部件。近几十年来,MIM技术发展势头迅猛,能应用的材料体系包括:Fe-Ni合金、不锈钢、工具钢、高比重合金、硬质合金、钛合金、镍基超合金、金属间化合物、氧化铝、氧化锆等。目前注射成形技术在国外已经有不少大规模的产业化应用,如瑞士的手表业。而国内近年来也已经涌现出不少具有一定实力MIM产品的生产企业,如中南工大的湖南英捷,北京安泰,山东乳山金珠以及上海富驰等。 金属和陶瓷粉末材料注射成型(粉末注射成型-PIM)作为一种有竞争力的技术,已经在精密零件领域确立了其地位。PIM的成功来自于塑料注射成型技术和粉末技术的组合,前者具有获得形状的高自由度;后者提供很宽的选择材料的可能性。这导致了形成一个年增长率高于20%的强有力的增长中的市场。粉末注射成型是一种接近纯塑造的加工方法,它组合了粉末技术和塑料注射成型技术的各种优势。聚合物注射成型的主要优点是高速和自动化地生产大批量、几何形状复杂而又无需进行重要的后修饰零件的可能性。PIM加工过程现在可以加工几乎所有可得到的、以适当的粉末形式存在的材料,包括金属、陶瓷、硬质合金、金属间化合物和复合材料。在粉末注射成型中,金属或陶瓷粉通过与足量的聚合物和蜡(粘接剂)混合和均化形成注射成型混合物,这种原料有聚合物的流动性质,能作为粒料用通常的注射成型方法进行加工。注射成型零件(绿色坯块)用如同塑料注射成型那样的方法成型,并采用或多或少有点复杂的注射成型模具。为了得到成品,粘接剂通常在一个两级加工过程中,借助热效应和/或一种化学过程,被从绿色坯块中除去(称谓脱粘接剂)。所形成的"褐色坯块"与注射成型零件有大致相同的形状和尺寸。但由于已经除去粘接剂,所以是一个多孔结构的零件。此零件然后在大约85%的熔点温度,在一个适当地调节好的环境中烧结。孔通过液相的扩散、成型,和颗料增大等而封闭。在烧结过程中零件形状完全保持,结果是用塑料成型加工法可得到的复杂的形状也能在金属和陶瓷零件上再现。精细的原料粉和光洁的模具表面可保证PIM加工方法具有突出的表面质量。按照用途的不同,烧结好的零件可在随后的产品后处理工序中,用搭接、研磨、机械、化学抛光、涂布等方法达到最终的、准备好供使用的状况。注射成型是确定几何形状和尺寸的关键工序。就像热塑性塑料情况那样,来自注料道和流道的混合料冷料可以再行造粒和回收使用,或者可采用热流道喷嘴,直接注射入零件。 零件尺寸从2 mm到5 cm PIM加工方法的典型应用是生产相对较小、密实而又形状复杂的零件,对它们的需求数量,每年在几千到几百万之间。它的高成型自由度使早先用几个工序生产或用几个零件装备起来形成的零件可用一个单独的PIM零件代替。有内部螺纹的、有难于加工的侧陷槽的、要求高表面质量的零件也能可靠地和自动化地进行生产。对于PIM零件,存在有一系列设计判据。PIM零件的典型的和经济上有吸引力的尺寸范围大约从2 mm到5 cm。紧固元件,如眼孔、螺纹或拉钩被集成到零件上也是很典型的,零件也包括,如齿轮、滑动螺栓、滑动表面、传动夹头或结构轴等结构元件。PIM特别适于制造有多功能特点的零件,成型自由度高,这大大扩展了传统生产工艺的适用范围,并且不需要复杂的机械修整和连接加工。 在许多生活领域中的应用PIM零件现在用于很多日常生活领域,如汽车和空间工业、化学工业、办公室设备和计算机工业,但也用于医药技术、运动设备和军事装备。例如厨房搅拌器的驱动托架,用不锈钢制成,重量为135g,这是一个相对较重的PIM零件。汽车点火开关盖以Fe2Ni为材料,由Radevormwald 的GKN Sinter Metals公司大批量生产。这种零件重8.8g,烧结后牢固地镀上铬。Dornstetten 的Klaeger公司批量生产的陶瓷杯,可省去固定把手的复杂工作程序。其他在消费品和宝石行业的著名的应用例子是不锈钢、钛和贵金属手表零件,例如由瑞士Grenchen的ETA公司生产的这类零件。注射成型机制造商Arburg公司采用了气体辅助技术,使中空的、重量轻的零件进入PIM加工过程。 世界范围的销售额为7亿美元简单概括一下PIM技术的历史发展情况,与PIM有关的第一个商业活动发生在1960年。但只是在过去的15年里,接受程度和市场潜力才取得稳定的增长。这一技术成熟到这种程度,它成为

四大材料刀具的性能与选择

四大材料刀具的性能与选择 刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。本文介绍了切削中所使用的金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、硬质合金、高速钢等刀具材料的性能及适用范围。刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础,刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据,要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料,才能获得良好的切削效果。就活塞在切削加工时的刀具材料选用作了阐述。 高速钢:活塞加工中铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀,钻油孔用钻头等都为高速钢材料。 硬质合金:YG、YD系列硬质合金刀具被广泛应用于铝活塞加工的各个工序中,特别是活塞粗加工和半精加工工序。 立方氮化硼:立方氮化硼刀具被用于镶铸铁环活塞的车削铸铁环槽工序中。同时也应用于活塞立体靠模的加工中。 金刚石:金刚石刀具可利用金刚石材料的高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数实现有色金属及耐磨非金属材料的高精度、高效率、高稳定性和高表面光洁度加工。在切削铝合金时,PCD刀具的寿命是硬质合金刀具的几十倍甚至几百倍https://www.360docs.net/doc/639083775.html,,是目前铝活塞精密加工的理想刀具,已经应用于精车活塞环槽、精镗活塞销孔、精车活塞外圆、精车活塞顶面及精车活塞燃烧室等精加工工序中。 刀具材料性能的优劣是影响加工表面质量、切削加工效率、刀具寿命的基本因素。切削加工时,直接担负切削工作的是刀具的切削部分。刀具切削性能的好坏大多取决于构成刀具切削部分的材料、切削部分的几何参数及刀具结构的选择和设计是否合理。切削加工生产率和刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等,在很大程度上都取决于刀具材料的合理选择。正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一。 每一品种刀具材料都有其特定的加工范围,只能适用于一定的工件材料和切削速度范围。不同的刀具材料和同种刀具加工不同的工件材料时刀具寿命往往存在很大的差别,例如:加工铝活塞时,金刚石刀具的寿命是YG类硬质合金刀具寿命的几倍到几十倍;YG类硬质合金刀具加工含硅量高、中、低的铝合金时其寿命也有很大的差别。所以,合理选用刀具是成功进行切削加工的关键。每一种刀具材料都有其最佳的加工对象,即存在切削刀具与加工对象的合理匹配问题。 1 刀具材料应具备的性能 1.1 高的硬度和耐磨性 硬度是刀具材料应具备的基本特性。刀具要从工件上切下切屑,其硬度必须比工件材料的硬度大。切削金属所用刀具的切削刃硬度,一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说,刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。组织中的硬质点(碳化物、氮化物等)的硬度越高,数量越多,颗粒越小,分布越均匀,则耐磨性越好。耐磨性还与材料的化学成分、强度、显微组织及摩擦区的温度有关。可用公式表示材料的耐磨性WR:WR=KIC0.5E-0.8H1.43式中:H——材料硬度(GPa)。硬度愈高,耐磨性愈好。

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。

中国粉末冶金制造行业现状及其前景预测分析

一、粉末冶金制造行业定义与分类 (一)粉末冶金制造行业定义 粉末冶金是冶金和材料科学的一个分支,是以制造金属粉末和以金属粉末(包括混入少量非金属粉末)为原料,用成形--烧结法制造材料与制品的行业。根据国家统计局制定的《国民经济行业分类与代码》,中国把粉末冶金制造归入通用设备制造(国统局代码34)中的金属加工机械制造(C342),属于锻造机械制造(C3423)。 (二)粉末冶金制造行业主要产品分类 粉末冶金制品主要包括:铁基件、钢基件、双金属件、粉末冶金磨擦件、软硬磁铁氧体制品。按金属粉基和用途的不同,大致可分为粉末冶金机械零件、摩擦材料、磁性材料、硬质合金材料等。 1、硬质合金 硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分,加入起粘结作用的钴粉末,用粉末冶金法制得的材料。常用硬质合金按成分和性能特点分为:钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽(铌)类。 硬质合金主要用于切削刀具,如车刀、铣刀等。硬质合金中碳化物含量越多,钴含量越少,则合金硬度、热硬性、耐磨性越高,但强度、韧性越低。YG类合金适宜加工脆性材料,YT类合金适宜加工塑性材料。同类合金中含钴量高的适于粗加工,含钴量低的适于精加工。 硬质合金也用于制造冷作模具,如冷拉模、冷冲模、冷挤压模和冷镦模等。其中YG类适用于拉深模,YG

6、YG8适用于小拉深模,YG15适用于大拉深模和冲压模具。 硬质合金还用于制造量具和耐磨零件,如千分尺的测量头,车床顶件尖、精轧辊和无心磨床的导板等。 近年来,钢结硬质合金作为一种新型工模具材料,得到了广泛的应用。钢结硬质合金经退火后,可进行切削加工,经淬火、回火后,有相当于硬质合金的高硬度和耐模性、一定的耐热、耐蚀和抗氧化性,也可焊接和锻造,适用于制造形状复杂的刀具(如麻花钻、铣刀等)、模具和耐磨件。 2、粉末冶金减摩材料 根据基体主加元素不同,粉末冶金减摩材料分为铁基材料和铜基材料。铁基减摩材料常用的有铁-石墨粉末合金和铁-硫-石墨粉末合金。前者的组织为珠光体基体+铁素体+渗碳体+石墨+孔隙,硬度30-110HBS;后者的组织除与前者的组织相同外,还有硫化物,可进一步改善减摩性,硬度为35-70HBS。铜基减摩材料常用的是青铜粉末+石墨粉末制成的合金,硬度为20-40HBS,具有较好的导热性、耐蚀性和抗咬合性,但承压能力较铁基减摩材料小。 粉末冶金减摩材料一般用于制造中速、轻载荷的轴承,尤其适宜制造不能经常加油的轴承,如纺织机械、电影机械、食品机械、家用电器等的轴承,在汽车、拖拉机、机床电机中也有应用。 3、粉末冶金结构材料 粉末冶金结构材料根据基体金属不同,分为铁基和铜基材料。铁基材料根据化合碳量的不同分为烧结铁、烧结低碳钢、烧结中碳钢和烧结高碳钢,如果铁基材料中含有合金组元铜和钼称为烧结铜钢和烧结铜钼钢。 铁基结构材料制成的结构零件精度高,表面粗糙度值小,不需或只需少量切削加工,节省材料,生产率高,制品多孔,可浸润滑油,可以减摩、减振、消声。粉末冶金结构材料广泛应用于制造机械零件,如机床上的调整垫圈、调整环、端盖、滑块、底座、偏心轮,汽车中的油泵齿轮、差速器齿轮、止推环,拖拉机上的传动齿轮、活塞环以及接头、隔套、螺母、油泵转子、挡套、滚子等。 铜基结构材料与铁基结构材料相比抗拉强度低,塑性、韧性较高,具有良好的导电、导

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