粉末冶金零件在内径表上的应用.pdf

学象w. xuetu u.c
解盲亲
?工/工装/製/追断/测別/维修/改该 SOLUTION
粉末治金零件在内径表上的应用
田世国
(哈尔滨量具刃具集团有限责任公司,哈尔滨150040)
摘要:内径表零件在传统的设计中均通过金属材料机械加工方法获得。文中探讨将粉末治金工艺应用于内径表零件
生产的优势。
关键词:粉末治金;机械加工:物理-力学性能
中图分类号:TF124
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(2011)06-0165-02
引言
再用线切割切成形。而直角杠
粉末冶金是一种节材、节能、投资少、无污染、见效快杆(图2)则需要使用棒料通
且适合大批量生产的少无切削的高效金属成型工艺。传过车、铣、磨等工序完成加工。
统金属材料的生产加工,一般是经过熔炼和铸造这两个杠杆是内径表中传递精度的
过程,粉末治金法不用熔炼和铸造,而是用压制、烧结金关键零件,对它的尺寸和形状
属粉末来制造零件。近年来粉末治金工艺在我国迅速发公差要求很高,其中杠杆的臂
展,目前粉末治金制件已广泛应用于各个部门。例如:高长1、角度B(图3)更是重中
图1
端的航空、汽车制造业。把粉末治金工艺引入内径表零件之重,而机械加工过程经常会
中,对于提高尺寸精度和形状精度,从而提高内径表质量出现质量问题,满足不了设计
有很大帮助。
要求,其次是金属材料的成本
内径表零件采用粉末治金法可行性分析
问题,如错式杠杆不仅要有好
内径表零件在设计上基本采用的都是金属材料,根的尺寸和形状精度,还要具有
据零件在内径表中不同的作用,选择不同金属材料,通过良好的耐磨性,为了保证内径
机械加工及热处理方式(热处理是作为改善机械加工性表的质量,一般都采用轴承
能和使零件得到所要求的性能而安排在有关工序之间)钢,因此成本高。不仅如此,在
图2
实现零件功能。因此金属材料零件的加工是制造内径表机械加工过程中还将产生大量的边角料,这实在是一种
的重要步骤,如内径表中关键零件杠杆(图1、图2)的机资源的浪费,因此需要采用粉末治金零件替代以往的金
械加工部分就相当复杂備式杠杆(图1)需要经过车、铣、属材料零件。
磨等工序加工成板材,经热处理使其达到一定的硬度值,
粉末治金是用不同工艺将各种粉末状金属与合金固
理强度下降很明显,塑性提高也很大;900℃和980℃处理6结果和分析
强度进一步下降、,但是900℃和980℃处理的差别很小。
(1)BFe30-1-1是面心立方结构,滑移系多,具有较
900℃的塑性比980℃C的塑性还高、选择900℃退火是合适高的室温塑性,与金、银、铜、铝等相似,在常温下具有良
的,可以达到软化的目的,利于冷冲压。
好的变形塑性,可以进行冷冲压成型。
(4)金相组织
(2)传统的金属高温变形不适于BFe30-1-1白铜。因
不同变形区域的组织变化:冲压变形与锻轧变形不为晶粒的急剧长大,强度降低,塑性也降。热冲压润滑差,
同,锻轧是在力的作用方向上产生一定的变形,冲压在力因此造成冲压开裂,工艺复杂,操作困难。
作用方向上没有产生变形,所以在厚度上几乎没有变化
(3)900℃退火具有强度低,塑性好,晶粒长大不明
只是形状的变化、因此不同变形程度的金相组织变化不显,没有析出物,因此选用900℃软化退火。
大,低于再结晶温度的冷变形金属没有恢复和再结晶过
(4)冲压后消除冷变形应力,应进行800℃退火处理,
程,因此晶粒基本没有发生变化。在100倍下可以看到变以满足技术标准规定的力学性能。
形流线。
(5)冷冲压具有工艺简单,操作方便,润滑好,成型性
不同退火温度的组织变化:600℃和700℃退火晶粒好,表面质量好。具有更高的经济效益。(编辑立明)
几乎没有变化,高于820℃晶粒开始逐渐长大,850℃晶内
析出物最多,900℃和980℃析出物很少,980℃晶粒最大。作者简介:孙晓东(1972-),男,工程师,从事汽轮机生产管理工作。
在850℃时有析出峰,900℃析出物回溶。
收稿日期:2011-01-20
机械工程师2011年第6期165
解決盲
OLUTION工芝/工装/目/i断//组修/
结成近终形式件采用粉末治金工艺法是可行的。
或最终形式零
(5)零件批量:粉末治金工艺的经济可行性一般取决
件毛坯,然后于于零件生产件数,对于常规的压制一烧结工艺,为了抵偿
B
保护气氛中在模具费用产量至少为100010000件,而大多数内径表生
低于主要金属产企业的产量都将满足这个数量。经测算传统的机械加
组份熔点的温工法生产销式杠杆成本大约是粉末治金工艺法生产锚式
图3
度下烧结,通过杠杆成本的十倍。
粉末颗粒间的治金结合,赋予零件材料以力学强度与各种3结语
物理性能。
实践证明,把粉末治金零件应用于内径表,经过一段
下面将对粉末治金零件从性能、零件形状、尺寸公时间的磨合及寿命试验跟踪,在产品质量和经济效益方
差、零件批量等方面逐一分析:
面都收到了良好的效果,目前内径表中的粉末零件所古
(1)性能:生产中最常用的检验性能方法是检验硬比例还很少,随着粉末治金工艺的不断完善,将会有更多
度,因为硬度与其他机械性能之间存在一定关系,所以通的内径表零件采用粉末治金工艺。
(编辑黄获)
过硬度比对就能够大致了解零件的性能
以美国MPF标准35“粉末治金结构零件材料标准”作者简介:世国(1956-),男,主任工程师,从事通用量具设计及工
中的烧结铁铜合金(部分)为例,会发现一些性能指标与
艺工作
内径表零件要求的性能指标接近。
收稿日期:2011-04-09
表1烧结铁铜合金的化学
任何产品的功能特性
近日,中国机械工业联合会组织的专家组
成分(质量份数)%都决定于物理一力学性能,
材料牌号
C在粉末冶金工艺中这些性
通过了对由中国一重研制的“开合式大型热处
FC-02089-2-97,30.6-09能都直接受产品的密度、
理设备”的鉴定。专家组认为,开合式大型热处
原材料(粉末)及生产条件(大部分往往是烧结参数)的影
理设备是解决国家重大能源装备关键大型镦
响,如果物理一力学性能不能满足要求时,可在试验阶段
件国产化的基础装备,是世界首创,中国拥有
对粉末、粉末成分的质量分数、烧结过程进行调整,烧结产品的自主知识产权
过程对产品的最终物理-力学性能有重要的影响,较高的
中国研制成功世
作为中国“高数拉机床与与基磁制功
烧结温度与较长的烧结时间可促使孔欧圆化,增高材料条重大专项课题,开合式大型热处理设备列
密度,从而增高关键的力学性能,如抗找强度、初性、神击为国家数控专项的十大标志性条,主要用于
强度及疲劳极限、硬度等。总之,通过不断改进,粉末治金电常规岛特子的热处,是标志性的大型、
零件一定能广泛应用于内径表结构中。
先进的热处理设备,解决了国家重大能源装备
表2烧结铁铜合金物理性能
(2)零件形状
中关键大型锻件国产化的基础装备问题。
标准值(部分)粉末治金是一种能
该设备具有結构新、功能全、工艺流程合
材料牌号
度度m生产复杂形状零件理的特点,条成了大型开合式加热备和特