粉末冶金零件生坯切削加工性能研究进展

综述了粉末冶金生坯切削加工技术的进展,指出其关键在于提高生坯强度以达到可加工的要求;分析了切削参数控制与刀具磨损和零件质量的关系,以及对生坯样品加工性能、烧结性能等的影响。通过预烧结、温压等工艺提高了钨基合金粉末冶金生坯的强度,并对其进行了切削加工试验。结果表明,经预烧结或温压的生坯均可进行装夹与切削加工,而预烧结生坯的加工性能更好,其加工表面光滑且棱边完好;采用生坯切削加工技术,可延长粉末冶金零件生产中的刀具寿命,节约成本,提高效率。

WC-Co硬质合金的生坯切削加工行为

本文通过预烧结制备硬质合金生坯,然后进行车削加工试验,研究了硬质合金的生坯切削加工技术。分析了加工过程中各参数对加工性能的影响,再将所加工的生坯样品进行烧结。结果表明,当烧结温度为810℃时,预烧结坯强度达到30MPa,可进行装夹与切削加工试验,其加工表面光滑且棱边完好。已加工的生坯样品与未进行切削加工的样品烧结后的硬度和抗弯强度相当。对于烧结后难加工的材料采用生坯切削切削结果,可降低加工成本,提高生产效率。

用于常规粉末冶金工艺的生坯切削加工

生坯切削加工的好处已众所周知 ,如切削刀具的寿命较长 ,能够用可烧结硬化粉末制作形状复杂的零件等。零件生坯强度高可防止在运送过程中生坯开裂与损坏。但是 ,用常规粉末冶金工艺不易达到所要求的高生坯强度 (约大于 2 0MPa)。因此 ,生坯切削加工尚未得到广泛应用。用魁北克金属粉末公司 (QMP)新开发的高生坯强度 (highgreenstrength ,简称HGS)聚合物润滑剂 ,正在消除使用生坯切削加工的限制。这种润滑剂的一个杰出特性是其对温度的敏感性。在压制温度 5 5℃下整个坯件就能获得高生坯强度 ,这用冷压很容易达到。若将零件生坯压制到密度 6 8g/cm3 ,随后经固化处理 ,甚至可将生坯强度增高到 4 8MPa左右。这样高的生坯强度使得用常规粉末冶金工艺制造的零件都能进行生坯切削加工。本文介绍了用正时链轮进行生坯切削加工试验的一些结果。使用的材料是由QMPATOMET 4 6 0 1与HGS润滑剂组成的可烧结硬化的粉末混合料。先用冷压将链轮压制到密度约 6 8g/cm3 ,再对用压制的生坯与经固化处理的生坯进行切削加工 (在齿的中间车槽 )。结果表明 ,HGS润滑剂 ,特别是固化处理后 ,可赋予生坯足够高的强度 ,以进行装卡与切削加工作业。切削加工表面光滑且棱边完好。由可烧结硬化粉末制作的可生坯切削加工的链轮 。

粉末冶金零件加工研究进展

介绍了国内外粉末冶金烧结件加工的研究现状,对工艺参数优化、刀具磨损、已加工表面质量进行了详细分析,阐述了改善粉末冶金烧结件可加工性的措施:表面浸渗、添加易切削剂。分析了粉末冶金生坯加工时工艺参数对已加工表面质量的影响、生坯强度的提高以及生坯加工后的烧结件的力学性能。

粉末冶金生坯边位印压的裂纹扩展行为

生坯加工是粉末冶金零件制造的一种重要方式,其加工过程中极易产生裂纹和边崩等缺陷.为了获得高完整性的已加工表面,文中研究了粉末冶金生坯边位印压时裂纹的产生和扩展行为.结果表明:当印压载荷达到某一临界值时,裂纹萌生,并沿印压速度方向近似呈直线缓慢扩展,然后转向试件外表面扩展,直至被裂纹包围的块状材料脱落;裂纹微观上呈锯齿形,与印压速度方向存在一小的夹角,锯齿形裂纹未深入到已加工表面;裂纹扩展角随压头楔角的增加而降低,随印压厚度的增加基本不变;裂纹长度随印压厚度的增加而显著增加;当压头楔角小于70°时,裂纹长度随压头楔角的增加而增加,当压头楔角大于70°时,裂纹长度基本保持不变.

黏结剂对铁基混合粉末性能的影响

利用自制的黏结剂,采用黏结工艺制备Fe-C、Fe-Cr-C和Fe-Ni-Cu-C等几种铁基混合粉末。用扫描电镜(SEM)观察Fe-Ni-Cu-C混合粉末的形貌与结构,研究黏结剂含量w(黏结剂)对Fe-C混合粉的流动性、松装密度、压缩性能与压坯横向断裂强度等的影响。结果表明,采用黏结混合法制备的Fe-Ni-Cu-C混合粉末,小颗粒大都黏结在大颗粒铁粉表面,可降低粉末成分的偏析。与未添加黏结剂的Fe-C混合粉末相比,w(黏结剂)为0.02%和0.03%时,Fe-C混合粉末的流动性降低,所需压制压力增大,但最大增幅小于6%。未添加黏结剂的Fe-C混合粉生坯强度为12.5 MPa,w(黏结剂)为0.03%的Fe-C生坯强度为13.7 MPa,固化后达到45.8 MPa。利用该工艺制备的Fe-Cr-C双排链轮压坯具有良好的机加工性能,在断续切削时,可保持链轮齿形和加工边缘的完好性。

注凝成形工艺的研究进展

注凝成形可以近净尺寸的成形各种复杂形状的、大尺寸的陶瓷部件,其工艺简单、生坯强度高、致密度高、结构均匀性好。本文详述了注凝成形的优势、技术原理、常用的凝胶体系以及关键技术,并且根据现有的技术痛点对注凝成形未来的发展进行了展望。

生坯增强剂对粉末性能的影响

本文利用混合法制备了Fe-C、Fe-Ni-Cu-C等几种混合粉。利用扫描电子显微镜(SEM)观察粉末混合后及固化处理后的形貌及结构。研究了不同增强剂含量对混合粉偏析、流动性、松装密度及压缩性的影响,生坯固化前后的横向断裂强度的变化,并测试产品的加工性能。实验结果表明,在添加0.1%以上增强剂的条件下,可以降低混合粉成分偏析,提高粉末的流动性。未添加增强剂Fe-C混合粉的生坯强度为12.5 MPa,添加0.1%增强剂的生坯强度为14.6 MPa,固化后的生坯强度可达到46.9 MPa。生坯经固化后,内部增强剂可以在颗粒表面形成聚合物薄膜,提高了颗粒间的结合强度。利用该工艺制备的两种零件气缸和法兰具有良好的生坯机加工性能,可以保持生坯加工边缘的完好性。