烧结-硬化钢的尺寸精度

尺寸精度是铁基粉末冶金零件生产工艺的关键参数。除了和标准粉末冶金低合金钢的压制与烧结相关的尺寸变化外,烧结-硬化合金还会产生从奥氏体转变为马氏体的相变。马氏体是钢中密度最低的相,因此,冷却时马氏体的形成会导致零件显著胀大。当马氏体转变为密度较高的铁素体与碳化物显微组织时,回火的淬硬钢发生收缩。这两种相变对零件的尺寸变化都有很大影响。另外,在Cu与C含量高的马氏体区可能有大量残余奥氏体存在。奥氏体相密度最高,所以残余奥氏体会导致压坯胀大较小。除回火处理外,马氏体与残余奥氏体的存在都会影响零件的最终尺寸。本文考察了两个烧结-硬化钢牌号,同时通过不同的后烧结热处理,研究了这两个牌号钢的尺寸变化和显微组织变化。

高密度烧结-硬化材料的性能与应用

烧结-硬化材料的特点是淬透性高,这使着在加速冷却时可形成的马氏体的量(体积分数)>80%。但是,这些中等合金化的材料往往压缩性较低,从而导致密度较低,限制了其在高强度零件中的应用。为了使这些材料用于新的高强度零件用途,需要用何种方法来增高当今烧结-硬化材料的生坯与烧结件的密度呢?本文阐述了如何用新合金化系统和先进的粘结剂技术相结合,来增高标准的烧结-硬化合金的生坯与烧结件密度。将说明导致的力学性能改进,以及高密度烧结-硬化材料可能在像高强度齿轮之类用途中找到应用。

现行烧结-硬化工艺回顾

烧结-硬化工艺,因为不需要再进行热处理,已发展成制造淬硬粉末冶金零件非常有效的一种减低成本的生产方法。最近几年,在烧结-硬化材料系统和烧结炉技术方面都取得了进展。这篇论文将评述这些进展和制造优质烧结-硬化零件所需要的一些关键工艺参数。涉及的具体内容有:合金选择,力学与疲劳性能,显微组织改进,烧结炉冷却速率最佳化及正确的回火周期。

烧结-硬化时冷却速率的影响

烧结-硬化正在成为应用范围较广的生产高强度粉末冶金零件的生产工艺。这种工艺能够使钢件在烧结炉中直接形成马氏体,使得用这种工艺生产的零件性能接近于淬火-回火钢件的性能。也省掉了单独的热处理作业,经济效益也很高。因为烧结-硬化的成功取决于烧结后加速冷却时,钢件稳定地形成高含量马氏体显微组织的能力。所以本文将研究从烧结温度开始冷却速率的变化对粉末冶金钢的显微组织、硬度及性能的影响。也将进一步说明如何利用比较设备末端淬火与烧结炉的冷却曲线来改进烧结-硬化工艺。