粉末冶金成型材料



粉末冶金成型材料

刊名：塑性と加工（日）

刊期：2015年第4期

作者：廣瀬德豊

编译：郝长文

铁系粉末冶金（PM）零件多用于运输机械。日本的普通乘用车平均每辆使用约9kg的PM零件。铁系PM零件通常要在纯铁粉或低合金钢粉里添加必要的合金元素和石墨粉等。本文介绍PM法使用的成型用粉末，尤其单轴加压的模具成型所用的原料粉及混合粉。

铁系PM用粉末包括铁粉、石墨粉、铜粉、镍粉、润滑剂、合金粉、防石墨偏析粉等。介绍上述原料粉及混合粉的特点。

市场上的铁粉基本分为sponge（海绵状）粉、atomize（喷雾）粉、电解粉、carbonyl（碳精）粉4种。从经济性和产量方面考虑，多使用sponge粉和atomize粉是因为atomize粉容易提高密度，可用于成型高密度、高强度材料；spange粉成型压制件的强度高，可用于成型和烧结时防止零件出现缺口和裂纹。sponge粉孔隙多，多用于轴承等利用气孔的零件。

石墨粉是铁系PM材料的重要辅助材料，其分天然石墨粉和人造石墨粉。这两种石黑粉在粒子的取向上存在若干差异，向铁粉的扩散速度也不同。天然粉的灰分主要是陶瓷成分，比人造粉多。

铜粉主要有电解粉和喷雾粉，作用是加速碳的扩散。添加镍粉可在烧结状态时使淬火组织和机械强度增加。

目前，常用的PM用润滑剂有金属系、石蜡系、复合系。使用润滑剂的目的是使成型件能顺利地从模具中取出，防止模具烧伤和零件内在裂纹发生等。为此，不仅要选择润滑剂的种类，而且要考虑平均粒子直径和粒度分布。

PM成型用粉末的发展趋势：①开发高密度的成型用粉末，以实现高强度；②开发制造稳定性好的成型用粉末。

目前PM成型用粉末的研究方向：①从高合金粉末向低合金粉末发展，实现高密度；②减少石墨，利用渗碳方法供给碳素，实现高密度；③开发高速加工用润滑剂。