粉末冶金结构零件

如 何 消 减 尺 寸 公 差
用精整可改善零件的尺寸公 差，精整是将烧结零件装于 阴模中用模冲施压，即于精 整模具中进行复压。精整的 主要目的是校正烧结时产生 的扭曲变形。
粉末冶金结构零件的切削加工
☀ 采用粉末冶金零件的主要目的在于实现少 切削、无切削加工，节能，省材，降低零 件生产成本。粉末冶金零件不像相应的常 规金属零件那样容易切削加工。由于材料 组织中的孔隙导致的断续切削作用，刀具 寿命较短，零件表面粗糙度较差。 测定粉末冶金的切削性的标准： 用测定可钻削的孔数来确定切削 性。规定1045钢的值为100，切 削性额定值可由以下公式确定， 切削性额定值=烧结刚钻的孔数∕1045 钢钻的孔数×100
化学成分与力学性能
用一般压制与烧结工艺生产的粉末冶金零件具 有多孔性，其力学性能低于用常规方法生产的 化学组成相同的致密金属材料。为提高粉末冶 金结构零件的力学性能： 现在采用的添加有合金化元素的原料粉末有： 铁粉、铜粉及石墨粉的混合粉，铁粉、镍粉、 石墨粉的混合粉，铁粉、磷铁粉的混合粉，扩 扩散合金化粉末，欲合金化钢粉及不锈钢粉等。 采用的生产工艺有：压制——烧 结、压制——预烧结——复压— —烧结、温压——烧结、热压、 热锻等。
采用熔渗铜技术可提高结构零件材料 的密度、强度、硬度及韧性。
粉 末 冶 金 零 件 发 展 趋 势
这类材料的发展趋势是减少或消除材料内部的 残余孔隙，发展以铬、锰、钛、硅等元素合金 化的铁基材料，以提高材料的机械性能，扩大 应用领域。
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粉末冶金结构零件设计的限制
在粉末冶金结构零件的生产中，通常采用单轴向刚 性模具压制成形，既仅在轴向施加压力，零件压坯 必须在轴向从模具中脱出。因此，在设计结构零件 时，零件形状就受到一些限制。 一 、 压 坯 脱 模 的 限 制
二 、 压 模 强 固 性 的 限 制
三 、 零 件 形 状 必 须 易 于 装 粉
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在材料中添加Mn、P、S等 添加剂来改善粉末冶金零件 的切削性。通过适当地选择 硬质合金切削工具与工具的 几何形状，也可改善粉末冶 金材料的切削加工的性状。
粉末冶金零件材料密度的影响
在粉末冶金结构零件生产中，往往采用复压和二次 烧结来提高零件的材料密度，依照压制——一次烧 结——复压——二次烧结的工艺路线生产结构零件。 用复压与二次烧结、温压可将零件材料密度提高到 普通铁的95﹪左右。 复压与精整相似，复压时施加较高的 压力仅仅是为了增高零件的整体密度， 二次烧结是指复压后再次进行烧结。 经复压与二次烧结的结构零件，由于 材料密度较高，可提高结构零件材料 的强度与韧性。
缺 点
由于有残余孔隙存在，其延展性 和冲击值比化学成分相同的铸锻 材料低，从而限制了它的应用范 围。
结构零件设计
结 构 零 件 的 大 小 与 形 状
☞ 用粉末冶金工艺可生产尺寸与形状范围广 阔的结构零件，可生产零件的最大尺寸取 决于可利用的压机能力。 ☞ 用粉末冶金工艺最容易制作的零 件形状是在压制方向尺寸相同者。 在压制方向有通孔的零件，一般 是用芯棒成形的。位于压制方向 的键与键槽易于压制成形，而诸 如凹槽，与压制方向呈某一角度 的孔、倒锥、凹角及螺纹之类的 形状特征用一般粉末冶金工艺不 能压制成形。但是，用结构较复 杂的模具可成形形状较复杂的零 件。那样曾加了成本。
粉 末 冶 金 零 件 的 尺 寸 公 差
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粉末冶金零件间的尺寸波动主要是是压制 压力变动所致。 鉴于压制压力相同时，模冲的纵向 弹性挠曲比阴模的弹性胀大要大， 因此在压制方向的尺寸公差比在垂 直压制方向的尺寸公差要大。 力学关系： △模冲／△阴模＝3L／D
D表示阴模型腔的平均径向尺寸，
L表示模冲总长度。
①当零件具有不规则形状，凸出或凹坑，各 种异形孔状，粉末冶金均易于制造，不需要 或只需少量补充切削加工。具有明显的经济 性。 ②当采用粉末治金工艺生产等机械零件时材 料利用率可达99.5%以上。 ③因粉末冶金工艺的零件是用模具生产出来 的，所以零件的轮廓、形状和尺寸的一致性 均非常好，而用机械加工时各方面的变量很 多，很难保持一致性。
④粉末冶金工艺可将几个零件一体化制造，从而可 省下以后的处理和组装费用。 ⑤粉末结构零件的材料密度是可控制的、具有一定 量的连通孔隙，一般都会浸有5%-20%的润滑油， 以供某种程度的自润滑，从而提高耐磨性。 ⑥在粉末冶金生产中，为便于成形后从压模中脱出 零件，模具的工作表面都具有很高的光洁度，从而 使零件具有调幅的光洁度。另粉末冶金结构零件也 可以象机械零件一样进行电镀、涂层、热处理等各 种后续处理。
四 、 零 件 形 状 设 计 要 有 利
于 压 坯 密 度 均 匀
齿轮、棘轮及凸轮
齿轮、棘轮及凸轮都特别适用于用粉末冶金 工艺生产。 用粉末冶金生产的好处： ①大批量生产的齿轮尺寸精度均一。 ②由于材料组织中含有一定孔隙度， 有有助于齿轮平静运转，并可自润滑。 ③可制作带盲角的粉末冶金齿轮。 ④可将齿轮与其他形状零件用粉末冶 金工艺实现一体化制作。 ⑤可制作各种形状的齿轮。 ⑥生产简易且费用低廉。
粉末冶金结构零件
粉末冶金结构零件
定义：用粉末冶金方法制造的具有一定尺寸精度 并能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷 或在摩擦磨 损条件下工作的烧结零件，又称烧结结构零件 。 方法：在室温，于单轴向刚性模具中压制成形 与随后烧结的零件。 应用：粉末冶金结构零件主要应用 在汽车工业，未来有较好的应用领 用。
粉末冶金结构零件的主要优点