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粉末冶金優(yōu)缺點是什麽(me)?冶金技術要求(qiú)有哪些

2020-06-30 15:50   來源:    0

      粉末冶金優缺點是什(shí)麽?冶金技術要求有哪些是很多人想了解(jiě)的問題,隨著粉末冶金的發展,越來(lái)越多的領域得到廣泛的運用,粉末冶金零件的生產過程包括混粉、壓製(zhì)、燒結、熱處理、機加工及其他表麵處理工序,某(mǒu)一環節出現問題都(dōu)會導致零件(jiàn)在生產和使用過程中出現失(shī)效。所以了解多一點的粉末冶金(jīn)知識可以減少你的(de)彎路。


  粉末冶(yě)金優缺點(diǎn)是(shì)什麽?


  粉末冶金最突出的優點有兩個:


  (1)能夠製造目前使用其他工藝(yì)無法製(zhì)造或難於製造的材料和製品,如多孔、發汗、減震(zhèn)、隔音等材料和製品,鎢、鉬、鈦等難熔金屬材料和(hé)製(zhì)品,金屬-塑料、雙(shuāng)金屬等複(fù)合材料及製品。


  (2)能夠(gòu)直接(jiē)製造出合乎或者接近成品尺寸要求的製(zhì)品,從而減少或(huò)取消機械加工,其材料利用率可以高達95%以上,它還(hái)能(néng)在一些製(zhì)品中以鐵代銅,做到了“省材、節能”。


  粉末冶金常見生產缺陷(xiàn)有三個:


  1. 壓製過(guò)程中的缺陷


  分(fèn)層


  使用鐵-銅-碳(tàn)生產某零件(jiàn)時發現多件生坯內外表麵出現黑色分層(céng)現象。取樣分析(xī),從分析(xī)結果可知,零件分層現象(xiàng)為石墨、銅偏析。細粉產生(shēng)偏(piān)析有可能是混粉不均(jun1)或者壓製時粉末填(tián)充問題造(zào)成的。後檢查生產現場證實,該零件的(de)分層偏析是(shì)由於粉末傳送不當造成(chéng)的。


  由於產生了大量孔隙和異常組(zǔ)織,分層零件將會(huì)出現(xiàn)燒結後性能(例如尺寸)變化、力(lì)學性能不穩定。


  裂紋與斷裂


  某零件出(chū)現裂紋導致強度偏低,易斷裂。取(qǔ)樣分析,在掃描電鏡(SEM)下觀察(chá)斷麵形(xíng)貌可知裂紋區顆粒表麵無韌窩或解理麵等(děng)燒結(jié)後斷裂特征,表明裂紋區無燒結頸產生,說明裂紋產生於(yú)生坯階段。隨(suí)後沿壓製(zhì)方向取(qǔ)易斷裂部位製備金相試樣,可(kě)以看出裂紋靠近拐角處並向(xiàng)零件內部延伸,呈直線(xiàn)型,裂紋兩邊存在嚴(yán)重密度差,表(biǎo)明粉(fěn)末(mò)填充非常不均勻。


  後經考察可知:由於該零件非常(cháng)長,為一上衝二下衝,而壓製過程選用的是機械式壓機,模衝的行程比較難(nán)調整,如果兩下衝壓製不同步,便會(huì)在台階處產生剪切裂紋。


  2.燒(shāo)結過程中的缺陷


  表麵融化


  某零件燒結後表麵產生局部熔化,沿熔化區域取樣製備金相試樣,其(qí)顯微組織形貌如圖所(suǒ)示。分析可知,此缺陷應該是由於大量石墨團(tuán)聚,在高溫下(高於液(yè)相開始形成溫度)燒結形(xíng)成液相造成的。


  由於零件內部也發現了融化的團聚區域,說明該混粉內已存在石墨團聚,應該檢查壓製前所有步驟,比如粉末混(hún)合是否有團聚,是否(fǒu)有過篩,篩網是否幹淨,料鬥和送粉管是否未定期清潔導(dǎo)致細粉團聚。如果此類缺陷僅出現在表麵而且位置比較(jiào)固定,應該(gāi)是壓製模具某一個位置異常導致的。


  硬度異(yì)常


  生產某純鐵粉末冶金零件時發現某些零件(jiàn)燒結後(hòu)硬度偏高,取(qǔ) OK件和NG件腐蝕後進行金相分析。 OK件顯示的顯微組織為正常(cháng)的純鐵素體,而NG件(jiàn)的顯微組織中除了鐵素體外還發現了細針狀的鐵的氮化物以及極少量的(de)馬氏體。由於零件在分(fèn)解氨中燒結,如(rú)果氨(ān)分解不(bú)徹底,殘餘氨在高溫下會促使零件滲氮,從(cóng)而形成(chéng)鐵的氮化物,甚至出現馬氏(shì)體,使表麵硬度(dù)增高。


粉末冶金


  3.熱處理過程(chéng)中的缺陷


  硬度異常


  使用赫格納斯擴散合金(jīn)粘接粉Dis.AB(Fe-Ni-Cu-Mo)加 0.15%C(質量分數)生產某零件,需要進行熱處理提高(gāo)硬(yìng)度,熱處(chù)理工藝(yì)為滲碳淬火後回火,熱(rè)處理後發現零件硬度偏低。


  腐蝕分析後可知熱處理參數的滲碳溫度太低,導致零件在奧氏體化溫度時未能完(wán)全奧氏體。而細珠光體的出現是由於碳含(hán)量低(dī),在此冷卻速(sù)率下未能避開(kāi)珠光體形(xíng)成區域。


  使用Fe-Cu-C生產的零件在進行表麵滲碳處理後硬度異常升高,觀察腐蝕後的顯微組織發現大量粗大的片狀高碳馬氏體及殘(cán)餘奧氏體,在表麵還出現了很多白色碳化物,如圖所(suǒ)示。這是由於零(líng)件表麵滲(shèn)碳過度,碳含量過(guò)高導致形成了滲碳體。


  一般而言,如果(guǒ)在熱處理後發現有碳化(huà)物存在(zài),除了滲(shèn)碳熱處理過程中碳勢過高或者時間過長導致之外,燒結過程中如(rú)果滲碳,也會造成表(biǎo)麵(miàn)形成碳化物,最好有燒結件進行確認。


  尺(chǐ)寸異常


  使(shǐ)用鐵銅碳材(cái)料生產某環形零件(jiàn),進行了滲碳熱處理後發現硬度偏高,尺寸偏大。對比顯微組(zǔ)織(zhī)可知OK件和NG件都為馬氏體組織,但NG件的馬氏體更粗大而且出現了少量殘餘奧氏體,說(shuō)明NG件得碳含量較高導致高碳馬(mǎ)氏體和殘餘奧氏體出現。造成碳含量偏(piān)高的原因可能是滲碳熱處理過程中碳(tàn)勢過(guò)高或者時間過長,另外如(rú)果燒結(jié)過程(chéng)存在滲碳也會導致後續熱處理硬度偏(piān)高。


  粉末冶金零件相比鋼件來說,殘留的孔隙使得其滲碳過程更加快速,應適當調整(zhěng)工藝以得到合適(shì)的(de)組(zǔ)織及(jí)滲碳層深度。


  冶金技(jì)術要求有(yǒu)哪些


  1、粉末冶金技術可以最大限度地減少(shǎo)合金成分偏聚,消除粗大、不均勻的鑄造組織。


  2、粉(fěn)末冶金技術可以製(zhì)備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和固溶體(tǐ)等一係列高(gāo)性能非平衡材料,這些材料具有優異的電(diàn)學、磁學、光學和力學性能。


  3、粉末冶金技術可以實現(xiàn)近淨形成形和自動化批量生產,從而(ér),可(kě)以有效地降低生產的(de)資源和能源消耗。


  4、粉末冶金技(jì)術可以(yǐ)生產普通熔(róng)煉法無法生產的具有特殊結構和性能的(de)材料和(hé)製品,如新型多孔生物材料,多孔分離膜材料、高性能結構陶瓷(cí)磨具和(hé)功能(néng)陶瓷材料等。


  5、粉末冶金技術(shù)可以充分利(lì)用礦石、尾礦、煉鋼汙泥、軋鋼鐵鱗(lín)、回收廢舊金屬作原料,是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術。


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