温压成形技术的研究进展

主要介绍了温压技术研究概况，对其关键技术（包括粉末，润滑剂，温压温度和温压系统），致密化机理，温压材料，数值模拟及其工业化应用的最新研究进展进行了较全面的综述，目前，国外粉末冶金温压技术绝大部分受到专利保护，国内研究时间较短，因而，研究开发出我国拥有自主知识产权的温压技术，具有重要的现实意义，在不久的将来，高性能铁基粉末冶金零件在汽车，机械工业中的应用将不断扩大，温压粉末冶金零件的潜在市场十分广阔。     

纯铁粉的温压行为

在Instron热模拟机上对不添加润滑剂的纯铁粉进行温压和冷压的实验比较,用扫描电镜、X射线衍射和金相显微镜对粉末及其压坯进行分析,并对纯铁粉的温压致密化机理进行探讨。结果表明:在不同的压制压力下,纯铁粉在压制时,粉末在加热和保温过程中严重氧化使铁粉的显微硬度提高,铁粉颗粒的加工硬化程度增大,塑性变形能力降低,并最终导致温压压坯中铁粉晶粒(110)面衍射峰的半高宽比室温压制时的低;同时,由于纯铁粉在130℃时被氧化,使得粉末的剪切强度增加,导致粉末之间以及粉末和模壁之间的摩擦增大,温压成形的有效压力降低;在这些因素的综合作用下,使得在130℃压制的温压压坯的密度低于相同压力下纯铁粉冷压压坯的密度,并且其脱模力也要远远大于冷压压坯的脱模力。     

温压过程致密化机制探讨

从温压的压制压力、压制温度、压坯中铁粉颗粒的显微硬度和润滑剂在压坯中的分布等方面对温压过程致密化机制作了分析．结果表明,温压过程中铁粉的固结规律基本上与传统压制过程的相同．温压压坯密度比传统压制提高的值相当于相同压制压力下有效压制压力的增大．温压温度的作用在于延缓铁粉压制过程的加工硬化程度和提高铁粉的塑性变形能力．润滑剂在最佳的温压温度下具有粘流性,部分被挤出压坯,有效地减小铁粉颗粒之间及颗粒与模壁之间的摩擦,降低了脱模压力．     

制造新技术:金属粉末温压成形

粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体的先进制造技术,具有节能、节材、高效、近净(终) 成形、无(少)污染,是国内外激烈竞争的前沿领域之一。铁基粉末冶金材料和零件,约占粉末冶金产品总量的90%,在汽车、工程机械等行业得到广泛应用。但是,此前我国在该领域的基础研究和工程技术的总体水平,与发达国家比较存在较大的差距,主要表现为:     

粉末冶金法制备铁基形状记忆合金工艺研究

采用粉末冶金方法制备了一种Fe—Mn—Si基形状记忆合金,研究了粉末性质,压制工艺和烧结工艺等对该合金组织与性能的影响。     

粉末冶金法制备铁基形状记忆合金工艺研究

采用粉末冶金方法制备了一种Fe-Mn-Si基形状记忆合金,研究了粉末性质、压制工艺和烧结工艺等对该合金组织与性能的影响。     

PIM热脱脂工艺过程的SEM分析及机理探讨

主要通过粉末注射成形（ＰＩＭ）生坯热脱脂过程的ＳＥＭ分析，考察了单组元粘结剂及多组元粘结剂体系生坯在常压及真空热脱脂过程中液相分布及孔隙结构的变化。通过比较分析，提出了由环境压力、毛细管力及渗透压相互作用的热脱脂过程机理模型。     

铁基粉末的流动温压行为

为探讨流动温压工艺对铁基粉末成形的效果,采用自行设计的流动温压测试系统,研究了雾化铁粉与细羰基铁粉的混合粉末的流动温压行为.研究显示:与常温压制相比,流动温压过程中的侧压力随横向距离的增加下降趋势更为缓慢,特别是在常规粉末成形压力600～700MPa下具有比常温压制更高的侧压系数,即在相同位置处具有更高的侧压力和致密度;以聚乙二醇(PEG)作为铁粉的粘结剂时,最佳压制温度、压制速度分别为62℃、240mm/min,适宜的PEG含量为2%～3%;在流动温压条件下,粘结剂将金属粉末包覆并粘结在一起,改善了金属粉末的填充能力,并提高了润滑膜的承载能力,从而改善了粉末的压力传递效果,可成形形状较为复杂且具有较高致密度的粉末冶金零件.     

粉末冶金烧结钢的切削性能

通过对５种粉末冶金烧结钢的车削试验，对数据分析研究，发现铁粉中的硫，锰能有效地提高烧结钢的切削性能，并对此作了机理作用。     

SiC颗粒增强铁基粉末冶金复合材料的研究

采用粉末冶金方法制备了ＳｉＣ颗粒增强铁基复合材料,考察了ＳｉＣ颗粒含量与铁基粉末冶金复合材料的显微组织、相对密度、力学性能及磨损性能之间的关系,并探讨了其摩擦磨损机理。结果表明,合适的ＳｉＣ含量能在基本不降低材料强度的基础上大幅度提高耐磨性能。     

温压粉末原料的设计

温压粉末原料是采用温压成形技术制造高密度粉末冶金零件的基础和温压工艺的技术核心．高价格的进口温压粉末制约了我国高密度铁基粉末冶金零件的开发与应用,因此,必须开发出符合我国国情的温压粉末原料体系．作者根据我国资源特点,采用鞍钢产水雾化铁粉、水雾化低合金钢粉和攀枝花钢铁公司产转炉烟尘铁粉为原料,进行了制备相应体系的温压粉末原料和温压工艺参数优化的研究．以水雾化铁粉为原料设计制造的Fe-1．5Ni-0．5Mo-0．5Cu-0．6C粉末637MPa压制,温压密度为7．46g/cm     

含Fe-Mo-B预合金粉铁基合金的温压成形与液相烧结

研究了含Fe-Mo-B预合金粉的铁基合金的温压和液相烧结行为,分析了成形温度和压制压力对压坯密度的影响,对比了不同Fe-Mo-B预合金粉含量下烧结前后试样的密度和显微组织. 结果表明:与常温成形相比,温压能够明显提高压坯密度,在120℃时含10%和15.4% Fe-Mo-B预合金粉的压坯密度分别提高0.34g·cm-3和0.32g·cm-3;混合粉中加入一定量的Fe-Mo-B预合金粉,压坯烧结时可形成液相烧结,促进材料的致密化,密度最大可达7.49g·cm-3,其相对密度为97.74%,并可获得典型的贝氏体组织.     

粉末高温合金FGH97疲劳裂纹扩展行为

测定不同晶粒尺寸、γ'相以及不同Hf含量的粉末高温合金FGH97在650℃高温条件下的疲劳裂纹扩展速率,并将其与FGH95和FGH96两代粉末合金的疲劳裂纹扩展速率进行对比. 用定量分析的方法对FGH97合金在疲劳断裂各个阶段的行为特征进行分析. 较大晶粒尺寸的FGH97合金具有较低的裂纹扩展速率,合理的二次和三次γ'相匹配析出,可以获得较高的疲劳寿命;Hf元素的添加使合金的整体疲劳寿命增大;FGH97合金与FGH95和FGH96相比,具有较高的疲劳裂纹萌生抗力,更低的高温疲劳裂纹扩展速率.     

粉末冶金TiAl基合金高温变形行为

采用等温压缩试验,在变形温度为600～1050℃、应变速率为0.002～0.2s-1的条件下,研究了粉末冶金Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr合金的高温压缩性能与高温变形行为.结果表明:合金在高温压缩变形时,屈服强度随变形温度的升高、应变速率的降低而降低,塑性趋于升高.合金在高温塑性变形时,峰值流变应力、应变速率和变形温度之间较好地满足双曲正弦函数形式修正的Arrhenius关系,说明其变形受热激活控制.在800～1050℃/0.002～0.2s-1范围内,合金应变敏感系数m为0.152,高温变形激活能Q为376kJ.mol-1.     

粉末冶金法合成Gd-Sn-Te体系合金

用粉末冶金方法合成了系列Gd-Sn-Te体系合金,并利用X射线衍射仪和差热分析仪分析试样的相组成和相变.结果表明,该工艺制备的试样成分和组织均匀,元素Gd可以比较均匀地固溶到合金体系中,达到了所需的平衡态.此制备方法满足相图和相结构研究的要求.     

粉末冶金制备的AISI 8620钢渗碳后的磨损和力学性能

The effect of carburization on the tensile strength and wear resistance of AISI 8620 steel produced via powder metallurgy was investigated. Alloys 1 and 2 (with 0.2wt% C and 0.25wt% C, respectively) were first pressed at 700 MPa and then sintered at 1300, 1400, or 1500°C for 1 h. The ideal sintering temperature of 1400°C was determined. Afterward, Alloys 1 and 2 sintered at 1400°C were carburized at 925°C for 4 h. The microstructure characterization of alloys was performed via optical microscopy and scanning electron microscopy. The mechanical and wear behavior of carburized and noncarburized alloys were investigated via hardness, tensile, and wear tests. After carburization, the ultimate tensile strength of Alloys 1 and 2 increased to 134.4% and 138.1%, respectively. However, the elongation rate of Alloys 1 and 2 decreased to 62.6% and 64.7%, respectively. The wear depth values of Alloy 2 under noncarburized and carburized conditions and a load of 30 N were 231.2 and 100.1 μm, respectively. Oxidative wear changed to abrasive wear when the load transitioned from 15 to 30 N.     

Effect of Die Wall Lubrication on Warm Compaction Powder Metallurgy

Die wall lubrication was applied on warm compaction powder metallurgy in hope to reduce the concentration level of the admixed lubricant since lubricant is harmful to the mechanical property of the sintered materials. Iron-based samples were prepared by die wall lubricated warm compaction at 135 ℃ and 175 ℃, using polytetrafluoroethylene (PTFE) emulsion as die wall lubricant. A compacting pressure of 700 MPa and 550 MPa were used. The admixed lubricant concentration ranging from 0 to 0.6 wt.% was used in th...     

粉末冶金法制备AZ91镁合金的组织及热性能

采用粉末冶金方法制备了AZ91镁合金,研究了烧结温度对合金的致密度和热导率的影响规律,并对烧结样品的物相和显微组织进行了分析. 研究发现,AZ91镁合金的最佳烧结温度为610℃,致密度可以达到97.4%,实验条件下所获得的最高热导率可达到63.1W·m-1·K-1. X射线衍射和扫描电子显微镜结果分析表明,烧结合金组织主要由α-Mg固溶体和β-Mg17Al12相两相组成,其中β-Mg17Al12相表现出离异共晶β相和非连续析出β相两种主要存在形态.