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鐵基粉末冶金-燒結硬化

2020-02-03 23:14:33      點擊:
    粉末冶金燒結硬化是將燒結和熱處理相結合的一種工藝,即某種材料在經過燒結并快速冷卻后,其金相組織中產生馬氏體(通常>50%), 從而使材料在生產中發揮更有效的作用,并提高經濟效益。
    燒結硬化的優點:
1、可省去熱處理工藝
2、避免淬火油的污染
3、在空氣中易于回火
4、減少產品變形
5、改善尺寸控制
6、提高經濟效益
7、燒結硬化的應用
   粉末冶金燒結硬化因其上述優點,得到越來越多制造商的青睞。粉末冶金燒結硬化材料一般用來制造中高密度零部件。目前,燒結硬化工藝主要應用在因大小和形狀原因難以淬火的產品。如齒輪類零件,同步器齒轂,異形或薄壁結及其他結構零件等。另外,對于燒結爐本身就有快冷裝置的制造商,小編建議首選燒結硬化工藝。
   燒結硬化的材料選擇:
   目前常用的燒結硬化材料中主要含有鉬、鎳、銅、鉻、錳等合金元素,通過控制材料的合金成分及燒結硬化工藝,可以得到所需的硬度和強度要求。
   所有材料牌號都是FL開頭,即都是低預合金粉末,若含有Ni,牌號為FLN系列,若含有Cu,牌號為FLC系列,或同時含有Ni,Cu,牌號為FLNC系列。Ni,Cu后面的數字代表元素的添加比例,這里的Mn元素因為含量小于0.5%并沒有體現在牌號中。其實籠統的講,只要是預合金的材料都可以做燒結硬化材料,并不限于MPIF35中列舉的牌號。
   不過此處需要說明的一點是,不同粉末制造商生產的燒結硬化粉末的合金化方式并一定相同,有完全預合金Mo,Ni,Cu的,也有預合金Mo或部分Ni,Cu后再機械混合其余合金的,也有預合金Mo再粘接混合Cu,Ni等元素的。不同合金化方式各有其優缺點,這里就不展開了。
    以美國海格納士的兩種常用燒結硬化材料Ancorsteel721SH和Ancorsteel737SH為例,二者都是完全預合金燒結硬化材料,Ancosteel721SH材料選用最精益的合金成分,非常適合具有燒結快冷裝置的制造商,再額外添加一定量的銅和石墨,在7.0g/cm3密度下,燒結硬化后可以得到95%以上的馬氏體組織,表面宏觀硬度達HRC35以上,對于較小的產品,硬度完全可以達到HRC40以上。而對于Ancorsteel737SH材料,它具有較高含量的合金成分,有非常卓越的硬化能力,即使在沒有燒結快冷裝置的情況下,配合額外添加的銅和石墨也能形成75%以上的馬氏體組織,表面宏觀硬度達HRC30以上。在有燒結快冷的情況下,可以得到95%以上的馬氏體組織,表面宏觀硬度達HRC40以上。
    隨著新能源汽車的發展,鎳價格一直在波動和上漲,曾被稱為"妖鎳"。同樣,鉬也因其供應等問題,價格也一直在波動,因此,鐵基粉末冶金燒結硬化材料也受到一定的影響。不過近年來,含鉻,錳,硅的燒結硬化材料因其成本優勢也越來越多被應用,典型的材料有瑞典赫格納斯的CrA,CrM系列,美國海格納士的FL-4300/L,FLM-44/4005等都被逐步應用于鐵基粉末冶金零件的開發中。

   綜上所述,鐵基粉末冶金燒結硬化是替代粉末冶金熱處理工藝的最有效的手段之一,其利大于弊。選用合適的材料進行燒結硬化既能避免熱處理帶來的不良影響又能降低成本,但切記,燒結硬化后的產品也是要及時進行回火處理,通常選擇180℃左右的回火溫度。
   燒結硬化工藝必定是未來粉末冶金的一個發展趨勢,商家在選擇購買燒結爐時可以盡量考慮增加快冷裝置。
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