渗铜处理对烧结硬化合金钢齿轮特性的影响

用不同硬化能参数的烧结合金钢分别压制成正齿轮坯体与扇型耐磨坯体,再同时进行1120℃×30min的烧结,而后以48℃/min的冷却速率来控制烧结钢的相变化,接着在相同条件下对其进行渗铜处理,最后对烧结体进行表面硬度、耐磨性与齿轮特性等试验。研究结果显示渗铜处理对烧结硬化合金钢的硬度、齿破裂负载以及耐磨性均有提升的效果,惟对齿轮精度则有不利的影响。FC0208烧结态的耐磨性为0.88×10-8,经渗铜处理后耐磨性则只提高到1.03×10-8;而烧结硬化合金钢的耐磨性能均较FC0208烧结钢的优异,其中以富镍的FLNC4408烧结硬化合金钢经渗铜处理后的耐磨耗性能最佳,其耐磨性可提升到3.22×10-8。然而,烧结硬化合金钢FLNC4408+0.2%Cr的耐磨耗性反而不如FLNC4408,其主要原因在于含铬成份的烧结合金钢压缩性较差,且需在较苛刻的保护气氛中进行烧结。

影响烧结硬化合金钢齿轮特性之参数探讨

根据不同合金钢合金化的方式与添加元素的种类,规划出4组不同硬化能之烧结合金钢;将这4种硬化能不同之烧结合金钢粉末分别压制成密度为6.85 g/cm3的齿轮胚体,经RX型保护气氛、1 120℃烧结30 min后,继以24℃/min与48℃/min的冷速率来控制冷却过程中合金钢的相变化行为,再将烧结态之合金钢齿轮施以200℃、1～4 h之回火处理;最终对合金钢齿轮进行硬度、齿轮精度、齿破裂负载等量测与金相观测.研究结果显示烧结合金钢的硬化程度随硬化能的增加或烧结淬冷速率的加快而提升,而齿轮精度则随其相变后的马氏体含量的增加而降低.故针对烧结硬化合金钢齿轮的制造流程开发中,烧结淬冷区的冷却速率须达48℃/min,才能确保齿轮之硬度维持在HRC 30以上;且硬化能倍数宜调整在15～25之间,经1 h以上的回火,即可获得具经济竞争力,又具优异机械性能与齿轮精度组合的烧结硬化合金钢齿轮.

烧结硬焊连接粉末冶金件的技术开发

在皮带滑座生产中,机械加工耗费了一半以上的工时,为此作者采用烧结硬焊技术,将皮带滑座制备工艺改变为皮带座硬焊接合滑座圆盘工艺。为评估不同商用硬焊填料在烧结炉中的熔融硬焊结合行为,将硬焊填料安置于粉末冶金试片结合处,再放入一般的铁系烧结炉中进行30 min的烧结硬焊(烧结温度为1 120℃、烧结气氛为裂解丙烷),观察不同硬焊填料在试片之间产生的扩散行为与结合状况,借以判定在铁系合金烧结条件下较适合的硬焊填料;而后将此硬焊填料应用于由烧结硬化合金钢所压制的皮带座与滑座圆盘的组合上。实验结果表明,硬焊填料适当的扩散能力,将促使填料与粉末冶金零件压坯间产生适当的扩散层,既维持大部分零件基体的原有特性,又能保留大量的硬焊填料存留于粉末冶金坯体间,因而形成渐层结构的高强度硬焊界面。与传统粉末冶金工艺相比,采用烧结硬焊技术后,皮带滑座的制造成本降低30%,而皮带滑座的结合力仅减小约10%。