铁基粉末冶金高致密化,冶金流程工程学课程汇报,主讲人：xxx,xxx工程学课程汇报,内容 设置,02,04,05,06,目 录,0,内容 设置,高致密化技术总结,粉末冶金定义,制取金属粉末,金属粉末,金属粉末,非金属粉末,+,成形 烧结,各种类型制品,粉末冶金概述,1,金属材料,复合材料,粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(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，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。,粉末冶金概述,2,2,直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品 如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等 是一种少无切削工艺,应用于发动机、传送系统、ABS系统、点火装置等。,各种类型制品,汽车行业,粉末冶金的应用,3,信息行业,热沉材料： 散热材料Cu、金刚石等； 发光与电极材料： 钨、钥材料。,粉末冶金的工艺流程,4,铁基粉末冶金难点举例,5,降低有效承载面积,增加应力集中可能性,引起裂纹,降低零件的韧性,降低零件疲劳强度,孔隙的存在,要扩大粉末冶金零件的应用范围, 必须实现制品的高致密化,铁基粉末冶金难点举例,如烧结铁基材料 当密度6.2g/cm3时，抗拉强度250MPa，表观硬度90HB; 当密度6.4g/cm3时，抗拉强度350MPa，表观硬度100HB; 当密度6.8g/cm3时，抗拉强度500MPa，表观硬度110HB。,6,高密度粉末冶金零件制备技术,1、高速压制技术： a. 技术简介,高速压制技术(High velocity compaction,简称HVC)是一项以较低生产成本、高效率制备高性能粉末冶金零件的新技术。,1、高速压制技术： b. 基本原理,其基本原理是通过液压驱动的锤头产生应力波,在很短时间(20ms左右)内将冲击能量通过压模传递到粉末上进行致密化。锤头质量为51 200 kg,锤头速度高达2 30 m/s,锤头质量和冲击瞬间的速度决定了冲击能. 量的大小与材料的致密化程度。压制过程实现计算机控制,可通过任意选择冲击能量来安排冲击次序。,6,高密度粉末冶金零件制备技术,6,高密度粉末冶金零件制备技术,2、温压技术： a. 技术简介,温压技术(Warm compaction)是20世纪90年代粉末冶金零件生产技术方面最为重要的一项技术进步。目前利用温压工艺已成功制备了各种形状复杂的高密度和高强度粉末冶金零件,具有代表性的是汽车传动转矩变换器、涡轮轮毂、温压连杆和齿轮类零件。,6,高密度粉末冶金零件制备技术,2、温压技术： b. 基本原理,其基本原理为将加有特殊润滑剂的预制金属粉末和模具加热至130150C,并将温度波动控制在2.5C以内,然后和传统粉末压制工艺一样进行压制、烧结、整形等工序制得粉末冶金零件。 其关键技术是新型润滑剂和温压系统。该工艺只通过一次压制便可生产出高密度、高强度、低成本的粉末冶金零件,具有非常广阔的应用前景。,6,高密度粉末冶金零件制备技术,3、粉末锻造技术： a. 技术简介,粉末锻造(Powder forging)是将金属粉末先压制成预制坯，然后经过烧结、热锻成形或经加热直接锻造成形。 它是将传统的粉末冶金和精密模锻结合起来的一种新工艺，兼有二者的优点，克服了普通粉末冶金零件密度低的缺点;可获得较均匀的细晶粒组织，并可显著提高强度和韧性，使粉末锻件的物理、力学性能接近达到甚至超过普通锻件水平。,6,6,高密度粉末冶金零件制备技术,3、粉末锻造技术： b. 技术应用,粉末锻造技术为制取高密度、高强度、高韧性粉末冶金零件开辟了广阔的市场，成为现代粉末冶金技术重要的分支之一。 目前，研发的材料有Fe-C-Cu, Fe-Ni-Mo, Fe-C-Mo-Cu, Fe-Mn-Cr以及铝基合金粉末，制备的典型产品包括连杆、齿轮、轴承环、活塞。,6,高密度粉末冶金零件制备技术,4、爆炸压制技术： a. 技术简介,爆炸压制(Explosive compaction)又称冲击波压制，是利用化学能的一种高能率成形技术。将金属粉末材料置于具有一定结构的模具中施加爆炸压力，爆炸物质的化学能在极短时间内转化为周围介质中的高压冲击波，并以脉冲波的形式作用在粉末上获得高密度坯体。,6,高密度粉末冶金零件制备技术,4、爆炸压制技术： b. 技术应用,爆炸压制技术是一种独特的加工方法，可将传统的不可压缩的金属陶瓷材料、低延性金属等压制成复合材料，典型应用是将高温合金粉末成形用于飞机发动机上，作为耐高温零件。,高致密化技术总结,下表列举了几种压制工艺形式可获得铁基粉末压坯相对 密度,高致密化技术总结,通过性能与成本对比可以看到，温压成形提供了低成本制备高密度高性能粉末冶金零件的新途径，其能力可与现有锻钢进行竞争，而成本只比常规粉末冶金工艺高一些。因此，温压工艺具有广泛的应用价值和较高的技术价值。,高致密化技术总结,热压,温压,模壁润滑,模壁润滑,动力 磁性,爆炸压制,高速压制,复压,渗铜,等静压,放电等离子烧结,高致密化技术总结,压力,速度,电磁场,化学能,温度,摩擦力,强电流,原子能,激光,THANK YOU,