粉末冶金零件的切削加工
粉末冶金件车加工要注意哪些问题

一、粉末冶金件车加工的定义粉末冶金件车加工是指对粉末冶金件进行车削、铣削、打磨等加工工艺的操作,以达到加工精度和表面质量的要求。
二、粉末冶金件车加工的特点1. 材料硬度高:粉末冶金件通常采用高强度、高硬度的合金材料制成,因此对车刀的材质、刀具的耐磨性和热稳定性要求较高。
2. 加工难度大:粉末冶金件的结构复杂,加工难度大,需要卡盘夹持、刀具选择、加工参数的合理选择等。
3. 表面质量要求高:由于粉末冶金件通常应用于高端领域,对其表面质量要求较高,要求表面光洁度和精度都能满足设计要求。
三、粉末冶金件车加工需要注意的问题1. 根据不同的粉末冶金材料选择合适的切削刀具。
对于硬度较高的粉末冶金件,需要选择耐磨性和刚性较高的刀具。
2. 控制切削参数。
合理的切削速度、进给速度和切削深度对于保证加工质量至关重要。
应根据具体材料和工件的情况,合理确定切削参数。
3. 采用合适的夹持方式。
对于粉末冶金件,夹持方式应考虑到工件的形状、硬度等因素,采用合适的夹具和夹持方式,避免变形和损坏。
4. 合理选择冷却润滑剂。
在粉末冶金件车加工过程中,应使用适量的冷却润滑液,以减少刀具磨损和提高切削效率。
5. 控制加工温度。
粉末冶金件车加工时要控制加工温度,避免过高温度对工件和刀具造成损坏。
6. 加工后处理。
粉末冶金件加工完成后,需要进行表面处理,确保符合产品的表面要求。
四、粉末冶金件车加工的发展趋势随着粉末冶金技术的不断进步,粉末冶金件车加工也在不断发展。
未来,随着高端制造业的发展,对粉末冶金件的加工要求将更加严苛,对于粉末冶金件车加工会有以下发展趋势:1. 数控化:采用数控车床、数控加工中心等设备进行粉末冶金件的车加工,以提高加工精度和效率。
2. 自动化:引入智能化加工设备和机器人技术,实现粉末冶金件的自动化生产,提高生产效率和产品质量。
3. 精准化:采用先进的加工工艺和设备,实现对粉末冶金件的精细加工,提高产品的精度和表面质量。
粉末冶金

粉末冶金1 . 省料(節省材料)以傳統切削加工方法製造形狀複雜之零件時,產生很多廢料,但以粉末冶金方法製造零件時廢料很少,可節省材料成本.3 . 省工(節省製程時間)以傳統加工方法製造形狀複雜之零件時,所需加工步驟及所費時間較多,其成本及費用較高,但以粉末冶金方法製造形狀複雜之零件時,所需之加工步驟較少,所費時間較短,其成本及費用降低很多.4 . 尺寸精度高,尺寸重複性佳,具表面光滑(精密尺寸)以粉末冷壓成形與燒結之機械零件最高精度可達0.0005寸,且表面光滑,此種品質與傳統加工之中度研磨工作品質相似, 而所需之施工過程僅為加壓與燒結,故以粉末冶金方式來生產零件為最便宜之加工方式,粉末冶金製造零件以模具成形, 零件與零件之尺寸變化值差異極小,故具尺寸重複性佳,精密度高.粉末冶金燒結零件之原料種類及其特性粉末冶金燒結零件所使用之原料粉可略分為:鐵系粉料: 包括純鐵粉、鐵碳粉、鐵銅碳粉、合金鋼粉、不鏽鋼粉、高速鋼粉等。
銅系原料: 包括銅-鐵合金粉(銅溶滲鋼)、黃銅粉、青銅粉。
重金屬原料: 包括鎢-銅粉、鎢鐵鎳粉、碳化鎢粉、碳化鎢銀粉、鎢-銀粉、鉬-銅粉、鎳-銅粉、鎳-銀粉。
輕金屬粉: 包括鋁合金粉、鈦合金粉、銀-氧化錫粉等。
以下即針對上述原料之機械特性、冶金特性及幾何性質分冸論述之:機械特性流動率:粉末的流動率一般是以50g之粉末,經過一定小孔徑之漏斗流完所需之時間來計算。
流動時間短,表示其為自由粉末;流動時間長,則為粒間存有較高的摩擦力。
尤其重金屬之微細粉末,甚至無法流動,而必須加以造粒,才能促使粉末流動。
流動率直接影響粉末之充填速度,並受潤滑劑之種類及數量之影響。
視密度:即鬆裝密度(在固定容積內,鬆裝粉末測得之密度)。
視密度決定了成形模之充填深度,即不同之視密度有不同的壓縮比,視密度亦受到潤滑劑之種類及數量之影響。
可壓縮性:是指加壓成形直徑25mm之柱狀壓胚,其壓結密度和所施加壓力之對應關係而繪出之曲線。
粉末冶金工艺过程及参数

粉末冶金工艺过程及参数粉末冶金工艺是一种主要用于加工金属及其合金零件,也称为粉末冶金或粉末加工工艺。
它是一种利用粉末金属材料在热能和机械能诱导作用下,经历一系列过程最终形成三维物体,或相当于三维产品,用以取代传统金属切削加工技术的新型数控加工技术。
粉末冶金工艺的工艺过程一般包括:设计──混合──压缩──烧结──焊接──精加工──热处理等。
1、设计从技术上说,首先要完成零件的设计,该设计包括零件的外观形状及内部结构,也就是说要确定每个零件的尺寸大小、几何参数,以及加工方法、表面质量要求等。
2、混合粉末冶金工艺使用粉末金属材料,需要对不同粒径和形状的金属粉末进行混合称重,以保证零件表面抛光度和抗腐蚀性能,并符合相关技术标准,使零件能够达到效果。
3、压缩粉末冶金工艺需要将金属粉末以及一般填充料压缩到特定的形状和尺寸。
压缩的方式又可分为压块法和注型法,压块法是将金属粉末和填充料混合然后经过压缩和烧结从而形成块状的零件,而注型法则是将金属粉末和填充料均匀地注入模具,在模具内进行压实和烧结,从而成型。
4、烧结烧结是粉末冶金工艺中最重要也是最关键的一步。
烧结是给零件提供形状和尺寸,同时还可以改善部件的力学性能、物理性能和物理性能。
它的烧结参数有温度、时间、压力、含气量等,具体的参数要根据零件的材料特性和要求而确定。
5、焊接焊接是在烧结后把多个零件组合在一起,使之成为一个整体零件,焊接可以在零件表面形成一个均匀的钎焊层,从而改善零件的力学性能,并且可以把不同物料,如钢、镍和铝等,进行组合。
6、精加工精加工指的是将零件的表面处理成符合要求的精度,使其精度达到一定的精度。
一般来说,可以采用两种方法,用机械加工方法或用化学抛光方法,来达到精度的要求。
7、热处理热处理是指将零件在一定温度和一定时间的作用下,利用物理或化学变化,改变或增强零件的物理性能,从而提高零件的使用性能。
粉末冶金工艺是一种重要的加工工艺,由于它比传统加工方法具有更高的效率、更低的成本,可以根据客户的要求制造唯一的三维零件,所以它在工业制造中越来越受到重视。
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。
粉末冶金齿轮零件生产加工中几种热处理方法

粉末冶金齿轮零件生产加工中几种常用的热处理方法
粉末冶金齿轮是传动零件中的重要组成部分,是传递动力的核心部件。
所以粉末冶金齿轮必须具有高硬度、高强度、高密度等特点。
如何用热处理的方式提高粉末冶金齿轮的硬度和强度是粉末冶金齿轮生产加工中的必要环节。
下面介绍几种常用的热处理方法。
1.退火和正火
退火和正火是烧结钢生产上应用的预备热处理工艺。
退火和正火的目的是消除内应力,调节材料的组织结构,从而调节钢的力学性能和工艺性能,为下道工序做好组织和性能的准备,如在复压、整形、切削等加工前要经过退火处理。
对于使用要求不高的机械零件,退火和正火产品也可作为成品使用。
2.淬火
将烧结钢加热到临界点以上的温度,保温以后以大于临界的冷却速度,快冷到马氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火是烧结钢用的最多的热处理方法,通过淬火得到的马氏体组织以提高烧结钢的强度、硬度和耐磨性能。
烧结钢的淬火原理和工艺基本上与致密钢相似。
所不同的是烧结钢淬火过程需要在中性或渗碳性气氛中进行,以防止孔隙表面氧化。
由于烧结钢的孔隙特征,通常是采用油淬,其淬火工艺包括加热奥氏体化、淬火和回火。
3.回火
淬火之后必须回火,回火就是将淬火钢加热到780℃以上的温度,保温以后以适当方式冷却到室温的热处理工艺。
回火的目的有两个,一个是消除内应力,降低材料的脆性。
回火又分为,低温回火、中温回火和高温回火。
关于热处理的方法还有很多,以上是比较常用的几种。
制造粉末冶金汽车零件最新进展(中篇:变速器零件部分)

酷试验。该粉末冶金零件估计一年可节约10 0 万美元。
这 种 油泵 是 由GM O r r i 设 计 与 生 产 的 , P We ta n
Sak oe 合作者 。这 种油泵仅 由泵体与铝底座组成 , t pl c 是 使 用了四个粉末冶金 零件 ( 、转子 、泵体 及盖 ), 滑板 总 重量 1 6 g . k 。粉 末冶金 盖和铝底座都 要磨加 工到平面 4 度00mm。为 符合泵 的使 用性能 规范 和配 合变速 器阀 . 1 体 ,将底座设计成 了铝铸件 。 除 了产 品设计 ,Sak oe t pl c 进行 了使用性能试验 ,即
一
抗拉强度最d80 a  ̄5MP 。摩擦衬面是先由 混入有SO 与石 i: 墨粉的青铜粉与黄铜粉烧结成0 m . m的片材,再用电容 4
放 电 接在 环的锥面上 。 焊 这个环 实际上是 一个摩擦离合器 ,在变速前和手动 变速器 的齿轮旋转速 度同步 ,以保证平稳啮合与避 免相 碰 。环的主要功 能有 :为同步 产生摩擦和转矩 ;隔环耐 磨性高 ;减轻重量 ,强度与韧性高 。和常规生产 的同步
个兼具 行星齿轮架与 离合器毂功能的多功能组件 。零
件用改进的复合模具分 别压 制成形。铜钎焊与熔渗铜都 是在 烧结时进行的 。烧结时 , 将内花键毂密度增 高到 要 7 g m 。星形轮毂密度不得小于7 g m ,离合器毂为 ./ 4c ./ 2c 6 g m 。星形轮极 限抗 拉强度为7 8 a ./ 7c 5MP ,离合器毂极
热试验 、冷试 验 、声学试验 及 1 0 h 久试验 。该粉 末 00 耐 冶金零件可节约2 %以上的成本。 0
该零件是用于轻型载货汽车手动变速器换挡机构的青铜枢 轴轴套。轴套的密度为76/m ,要含浸油。其极限抗拉强度 . c g 为10 a 2MP ,屈服强度为6MP ,硬度为5 -6H C 9 a 0 0 R ,伸长率为 9 %。采用一种特殊的精整工具可保持其垂直度与内径的公差。 使用该粉末冶金零件一年可节约成本2万美元。 0
粉末冶金高速钢刃具加工工艺研究

粉末冶金高速钢刃具加工工艺研究作者:张国吕鹏马金龙来源:《中国新技术新产品》2013年第03期摘要:本文以粉末冶金高速钢材料及粉末冶金高速钢刀具加工工艺为主要研究内容,通过研制并完善包括材料与粉末冶金高速钢刀具加工工艺在内的粉末冶金高速钢刀具可靠实用的制造技术,为整体粉末冶金高速钢刀具的实际磨削加工奠定了理论基础,具有实际指导意义。
关键词:粉末冶金高速钢刀具;高速钢;磨削中图分类号:S718.69 文献标识码:A1 概述粉末冶金高速钢刀具材料以其优异的物理力学性能和切削性能,在高速切削领域以及加工某些难加工材料方面,有其特殊的优点。
粉末冶金高速钢刀具材料具有很高的硬度、高耐磨性、耐热性等优良性能,因而它广泛应用于切削加工领域。
随着高性能粉末冶金高速钢在切削加工领域的日益广泛应用,如何降低粉末冶金高速钢刀具在复杂切削条件下的摩擦磨损、提高粉末冶金高速钢刀具的综合性能,降低刀具成本,改善工件加工质量,是目前粉末冶金高速钢作为刀具材料研究的首要问题。
本文通过实践和理论相结合,介绍了粉末冶金高速钢刀具的制造工艺,降低刀具使用成本和提高刀具的使用寿命的有效方法。
2 研究的目的及意义随着加工能力的不断提升,国外大部分企业采用了磨削沟槽代替铣削沟槽,磨削恰好弥补了沟槽铣削过程中的缺陷,其中利用CNC工具磨床上磨削立铣刀沟槽已成为立铣刀生产的主要工艺。
磨削铣刀沟槽分为二种:一种是用成形砂轮磨沟槽;另一种是用形状简单的标准砂轮磨沟槽。
前者成形砂轮的价格较高,同时成形砂轮的修形也很麻烦;而第二种方法截形是直线的标准砂轮,其成本大大降低,同时砂轮的修形也很简单,若选用金刚石砂轮或CBN砂轮则基本上可以不用修形。
而在刀具的刃磨加工过程中,磨削加工工艺直接影响刀具螺旋槽的槽形、几何形状及其精度,从而影响刀具的排屑、容屑性能和刀具的几何参数、强度以及刚度等,因此确定刀具合理的加工轨迹以及制定相应的磨削加工工艺,可以提高刀具的切削性能和使用寿命。
粉金的工艺

切削加工:一般情况下,烧结好的图纸要求尺寸和精度。
粉末冶金零部件虽然余量小但是由于其独特的多孔性很难加工。多孔性是粉末冶金广泛应用的原因,但也是难加工的主要原因。多孔性会导致刀具不耐磨,或长时间的加工致使刀具破裂,针对以上问题,可有效加工粉末冶金零件的刀具材料主要是立方氮化硼刀具,尤其是研制的非金属粘合剂立方氮化硼刀具牌号,不仅可承受1400℃的高温,而且本身刀体的硬度在HRC98.5左右。是加工黑色金属领域硬度高的刀具材料。并且的牌号立方氮化硼刀具属于非金属粘合剂立方氮化硼刀具,不仅硬度高,耐磨性好,而且抗冲击性强,加工粉末冶金可一刀加工完成,刀具寿命长是硬质合金刀具的25倍,传统CBN刀具的4倍。
成品:经过切削加工之后,得到图纸要求尺寸和精度成为成品。
成型:粉末在15-600MPa压力下,压成所需形状。成型有热压和冷压,目的是获得一定形状和尺寸的压坯,并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用多的是模压成型。
烧结:在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的物理机械性能。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程,成为具有一定孔隙度的冶金产品。
粉末冶金由于其独特的性能广泛应用于交通、纺织机械,电动工具,五金工具,电器、工程机械等行业。那粉末冶金是如何制造出来的呢?下面就简单介绍一下粉末冶金的制造工艺。
粉末冶金的加工工艺路线为:原材料的准备—成型—烧结—后序处理—切削加工—成品。
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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。
粉末冶金合金的抗拉强度、韧性和延展性随着密度的增加而增加,同事可加工性也提高了。
这是因为随着粉末冶金合金的密度增加,材料中含孔率减少,对刀尖的损伤减小。
材料中含孔率的增加可以提高零件的隔音性能。
标准零件普遍存在的阻尼振荡在粉末冶金零件里减少。
这对机床、空调吹风管和气动工具很重要。
含孔率高对自滑齿轮也是必要的。
含孔率高降低了粉末冶金零件的可加工性,因为刀具会遭到多孔结构的损伤,而多孔结构是使粉末冶金零件广泛应用的特性之一。
多孔结构是使粉末冶金零件广泛应用的特性之一。
多孔结构能储油且隔音,但也产生微观上的断续切削。
当往从孔到固体颗粒往复移动时刀尖持续地受冲击。
这能导致很小的皮袍破裂变形和沿切削刃的细小切屑。
更糟糕的是,颗粒通常极硬。
即使测到的宏观硬度在洛氏20~35度之间,但组成零件的颗粒个体会高达洛氏20~35度之间,但组成零件的颗粒个体会高达洛氏60度。
这些硬颗粒导致严重而快速的刃口磨损。
很多粉末冶金零件时可热处理的。
热处理后它们更硬更强。
最后,由于烧结和热处理技术和使用的气体,表面会含硬且耐磨的氧化物和/或碳化物。
加工难点虽然粉末冶金工业不断发展中的目标之一是消除机加工,而且粉末冶金工艺的一个主要的吸引力是只需少量的加工,但是很多零件仍然需要后处理获得精度或更好的表面光洁度。
不幸的是加工这些零件时及其困难的。
碰到的多数麻烦是由多孔性引起的。
多孔性导致刃口的微观疲劳。
切削刃在切入切出,它从颗粒和孔之间通过。
重复的小冲击导致产生切削刃上的小裂缝。
这些疲劳裂纹增长直至切削刃微崩。
这种微崩通常很细小,通常表现为正常的磨料磨损。
多孔性还降低粉末冶金零件的热导性。
其结果是切削刃上的温度很高并会引起月牙洼磨损和变形。
内部相连的多孔结构提供切削液从切削区域排出的通路。
这会引起热裂纹或变形,在钻削里尤其重要。
内在的多孔结构引起的表面面积增加还导致在热处理时发生氧化或碳化。
象先前提到的那样,这些氧化物和碳化物很硬很耐磨。
多孔结构也给出零件硬度读数额失效这一点极其重要。
当有意去测一个粉末冶金零件的宏观硬度,它包含孔的硬度的因素。
多孔结构导致结构的倒塌,得出相对较软零件的错误印象。
颗粒个体要硬很多。
像上面描述的,区别是戏剧性的。
粉末冶金零件里夹杂物的存在也是不利的。
加工中,这些颗粒会从表面拉起,当它从刀具前面擦过时在零件表面上形成擦伤或划痕。
这些夹杂物通常很大,在零件表面留下可见的孔。
碳含量的参差不齐导致可加工性的不一致。
例如,有一种FC0208合金,碳含量允许在0.6%到0.9%之间。
一批含碳量0.9%的材料相对较硬,导致刀具寿命差;而另一批含碳量0.6%的材料得到极好的刀具寿命。
可两种合金都在允许范围之内。
最终的加工问题和发生在粉末冶金零件上的切削类型相关。
由于零件接近最终形状,通常切深很浅。
这需要自由切削刃,可是在切削刃上的积屑瘤经常导致微崩。
加工技术为了克服这些问题,需要采用几种独特的技术。
表面多孔结构经常可以通过浸渗来封闭。
通常需要附加自由切削。
近来,已经使用设计用来增加粉末洁净度并降低热处理时氧化物和碳化物的改进的粉末生产技术。
封闭表面多孔结构由金属(通常是铜)或聚合物浸渗完成。
实验数据表明浸渗的真正有点在于关闭表面多孔结构,从而减少切削刃的微观疲劳。
振颤的降低有利于提高刀具寿命和表面粗糙度质量。
通过浸渗封闭多孔结构时,刀具寿命可提高200%。
诸如MnS、S、MoS2、MgSiO3和BN等添加物能提高刀具寿命。
这些添加物通过使切屑更容易从工件上分离、断屑、组织积屑瘤和润滑切削刃来提高可加工性。
增加添加物的量能提高可加工性,但也会降低强度和韧性。
控制烧结和热处理炉气的粉末雾化技术,实现更洁净的粉末和零件的生产。
可使夹杂物和表面氧化物碳化物发生最小化。
刀具材料最广泛地使用于粉末冶金零件加工的刀具是那些在良好的表面粗糙度条件下耐磨、耐刃口破裂和不产生积屑瘤的材料。
这些特性对任何加工操作都是有用的,它们在加工粉末冶金零件时尤其重要。
这些刀具材料包括有立方氮化硼(CBN)刀具、不涂层和涂层金属陶瓷以及改进的涂层烧结硬质合金。
CBN刀具因其高硬度和耐磨性而有吸引力。
这种刀具已经在洛氏硬度45及以上的钢件和铸铁加工中使用多年。
但是,由于粉末冶金合金具有显微硬度和宏观硬度有重大差别的独特性,使CBN刀具能用于软到洛氏硬度25的粉末冶金零件。
关键的参数是克里的硬度。
当颗粒的硬度超过洛氏50度时,不管宏观硬度值是多少,CBN刀具是可用的。
这种刀具明显的局限是它们的韧性不足。
如果是断续切削或含孔率高的话,进行负倒棱和较重的珩磨加工,则需要对刃口进行加固。
但简单的轻切削用珩磨的切削刃就能完成。
有几种材质的CBN是有效的。
韧性最好的材质主要由整体CBN构成。
它们韧性极好,因此可用作粗加工。
这些材质应用的局限通常和表面粗糙度相关。
很大程度上由构成刀具的CBN个体颗粒决定。
当克里从切削刃上脱落时会在工件材料表面产生影响。
而细颗粒刀具脱落一个颗粒则情况不那么严重。
通常使用的CBN材质的CBN含量高,颗粒大小中等。
CBN精加工刀片是细颗粒材质,而且CBN含量低。
它们呢对轻切削和表面粗糙度有要求或被加工合金特别硬的场合最有效。
在很多切削应用中,刀具寿命和材质种类是独立无关的。
换句话说,任何一种CBN材质都可取得类似的刀具寿命。
在这些情况下,材质的选择主要以每个切削刃的成本最低位一句。
一片圆刀片有一整个CBN顶面并能提供四个或更多的切削刃,要比四片镶齿CBN刀片更便宜。
当粉末冶金零件的硬度低于洛氏35度,并且颗粒本身硬度不超出范围,金属陶瓷通常是选择之一。
金属陶瓷很硬,能有效组织积屑瘤且能承受高速。
另外,因为金属陶瓷历来用于钢件和不锈钢的高速加工和精加工,它们通常有适合接近成型零件的理想几何槽型。
今天的金属陶瓷在冶金上是错综复杂的,有多达11种合金元素。
通常它们呢是碳氢化钛(TiCN)颗粒和Ni-Mo粘接剂烧结而成。
TiCN提供对成功使用金属陶瓷很重要的硬度、抗积屑瘤和化学稳定性。
另外,这些刀具通常有很高的粘接剂含量,这意味着它们有良好的韧性。
总而言之,它们具备有效加工粉末冶金合金的所有特性。
有几种材质的金属陶瓷是有效的,就像碳化钨烧结硬质合金那样,粘接剂含量越高,韧性越好。
已知的相对较新的进展是中温化学气象沉积(MTCVD)也能提供粉末冶金加工所需要的性能。
MTCVD保留传统的化学气相沉积(CVD)所有的耐磨性和抗月牙洼磨损性能外还能提高韧性。
这种韧性的增加主要来自裂纹的减少。
涂层在高温下沉积然后在炉内冷却。
由于热膨胀不一致,当刀具到达室温时涂层里包含裂纹。
和平板玻璃上的划痕类似,这些裂纹降低刀具刃口强度。
MTCVD工艺较低的沉积温度导致更低的裂纹频率和韧性较好的切削刃。
当CVD涂层和MTCVD涂层的基体有相同的特性和刃口修磨时,它们的韧性的区别能得到论证。
当使用在刃口韧性有要求的应用,MTCVD涂层性能表现超过CVD 涂层。
通过分析,当加工含多孔结构的粉末冶金零件时,刃口韧性是重要的。
MTCVD 涂层胜过CVD涂层。
物理气相沉积(PVD)涂层较薄且不如MTCVD或CVD涂层耐磨或耐月牙洼磨损。
但是,PVD涂层应用场合是能承受显著冲击。
当切削时磨料磨损场合,另外要求极好的表面粗糙度时,CBN和金属陶瓷太脆,PVD涂层则是有效的。
例如,C-2硬质合金的切削刃在线速度180m/min和进给0.15mm/r的情况下加工FC0205。
在加工20个零件后积屑瘤能引起微崩。
当使用PVD氮化钛(TiN)涂层时,积屑瘤被抑制而且刀具寿命延长。
当使用TiN涂层做这个测试时,粉末冶金零件的磨料磨损特性预计TiCN涂层会更有效。
TiCN有何TiN几乎相同的抗积屑瘤能力但比TiN更硬更耐磨。
多孔结构具有重要作用,但它影响FC0208合金的可加工性。
当多孔结构和特性改变时,各种不同的刀具材料提供相应的有事。
密度低的时候(6.4g/cm3),宏观硬度是低的。
在这种情况下,MTCVD涂层硬质合金提供最佳刀具寿命。
切削刃的微观疲劳很重要,刃口韧性很受重视。
在这个情况下韧性好的金属陶瓷刀片提供最大的刀具寿命。
当生产密度为6.8g/ cm3的同样的合金,磨料磨损特性变得比刃口裂纹更重要。