粉末冶金Fe-2Cu-0.5C材料的显微结构对疲劳性能的影响

鉴于粉末冶金零件材料向较高密度与高使用性能发展的趋向,弄清楚合金化添加剂与生产工艺对粉末冶金材料力学性能与疲劳性能的影响就日益重要。本文介绍了在粉末冶金零件生产中用量最广泛的Fe-2Cu-0.5C,即MPIF标准35的FC-0205材料的显微结构形成和其对疲劳性能的影响。

Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti合金高温热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度为550900℃,应变速率为0.00110 s-1的条件下对Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti合金的热变形行为进行研究。分析应变速率和变形温度对合金热变形组织的影响,建立合金Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti的热变形本构方程。结果表明：Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti合金高温热变形时的热变形激活能Q为318883 J·mol-1,合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低。当变形温度较高、应变速率较低时,合金容易发生动态再结晶。

温压制备Fe-1.8Ni-0.5Mo-1.2Cu-0.2C粉末冶金齿轮的组织与性能

以Fe-1.8Ni-0.5Mo-1.2Cu-0.2C预合金粉为原料,采用温压、烧结、渗碳、淬火与低温回火的工艺制备了粉末冶金齿轮,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和硬度仪等研究了齿轮的组织与性能。结果表明:温压压坯的密度为7.35g.cm-3,相对密度为94.2%;烧结态齿轮的显微组织主要是珠光体和铁素体,硬度达到46～54HRA,密度为7.37g.cm-3,相对密度为94.5%,烧结态齿轮有轻微收缩现象,但其仍表现出良好的尺寸稳定性;热处理后齿轮渗碳层的组织主要由回火马氏体和少量残余奥氏体组成,齿轮断齿扳力为9.6kN,硬度提高至66～75HRA。

Fe-2Cu-1.5Ni-0.5Mo-0.8C混合粉末的放电等离子烧结过程研究

本文采用放电等离子烧结技术烧结Fe-2Cu-1.5Ni-0.5Mo-0.8C混合粉末,并通过建立致密化模型,详细讨论粉末的快速致密化过程.结果表明,当升温速率为100℃/min,在1 000℃保温5 min,混合粉末可获得近乎全致密烧结体.由传统压制方程建立的致密化模型,其拟合结果与实验烧结位移曲线基本一致,压坯的快速致密化主要通过颗粒重排、局部塑性变形、整体塑性变形三个阶段实现.

球磨时间对放电等离子烧结Fe-2Cu-1.5Ni-0.5Mo-0.8C粉末的影响

本文采用放电等离子烧结技术烧结Fe-2Cu-1.5Ni-0.5Mo-0.8C球磨粉末,重点研究球磨时间对粉末致密化、烧结体显微组织和力学性能的影响规律.研究表明,延长球磨时间,可提高粉末的热稳定性,抑制烧结过程中的组织粗化,从而令烧结体在更宽的烧结温度区间内,保持细小的显微组织结构,获得较佳的力学性能.

烧结温度和保温时间对电流活化烧结Fe-2Cu-1.5Ni-0.5Mo-0.8C混合粉末的影响

研究了烧结温度和保温时间对电流活化烧结Fe-2Cu-1. 5Ni-0. 5Mo-0. 8C混合粉末的影响.结果表明,当位移变化量几乎为零时,延长保温时间或增加烧结温度,烧结体密度仍有增长,且有明显的强化烧结.增加烧结温度比延长保温时间更能有效提高烧结体的密度、硬度和抗弯强度.

烧结参数对温压Fe-2Ni-2Cu-1Mo-1C材料抗拉强度的影响

采用温压方法制备了高密度Fe-2Ni-2Cu-1Mo-1C材料,并研究了烧结温度和烧结时间对温压Fe-2Ni-2Cu-1Mo-1C材料烧结密度和抗拉强度的影响。结果表明:常规温压和模壁润滑温压的烧结密度和抗拉强度随烧结温度和时间的变化而变化,模壁润滑温压的烧结密度和抗拉强度均大于常规温压的;温压材料的抗拉强度为烧结温度和烧结时间的函数,常规温压和模壁润滑温压的抗拉强度随烧结温度和时间变化的线性回归方程(R为相关系数)分别为σb=575+211 153 6f(t,T),R=0.972和σb=595+208 688 3f(t,T),R=0.997。

不同黏结剂对Fe-2Cu-0.8C预混合钢粉性能的影响

采用2种工艺对合金元素Cu、石墨进行黏结处理,制备了Fe-2Cu-0.8C预混合钢粉.测定了橡胶、聚乙烯醇衍生物、纤维素等3种黏结剂对合金元素Cu、石墨的润湿性,并分别研究了2种工艺中3种有机黏结剂对预混合钢粉合金元素黏结率、流动性、松装密度、压制及烧结性能的影响,结果表明:2种工艺中,以纤维素为黏结剂制得的预混合钢粉工艺性能与烧结性能最好,聚乙烯醇衍生物次之,橡胶较差,这与3种黏结剂对合金元素Cu和石墨的润湿性好坏及黏结率是对应的.

粉末冶金Fe-2Cu-0·8C合金零件尺寸变化的分析与控制

Fe-Cu-C合金,特别是Fe-2Cu-0.8C合金,是粉末冶金零件生产中应用最广的一类合金材料。这种材料的力学性能与烧结性优异,成本具有竞争性,但是,用于生产尺寸精密与形状复杂的零件时,尺寸变化不易控制。本文分析了影响这种合金材料尺寸变化的因素,特别是烧结时的尺寸变化。介绍了一些添加铜的方式对烧结Fe-2Cu-0.8C合金的尺寸变化的影响。

放电等离子烧结制备铁基合金

采用脉冲+恒流电流烧结方法对Fe-2Cu-2N i-1Mo-0.8C混合粉末进行了快速烧结,通过对不同脉冲电流通电时间烧结样品的显微组织、断口形貌进行分析,并对样品的密度和抗弯强度进行测试,研究了粉末的脉冲+恒流电流烧结行为.结果表明:当脉冲峰值电流、基值电流、占空比和频率分别为3 000 A、360 A、50%和50Hz,空载恒流电流为1 389A时,经脉冲和恒流电流各烧结3m in后,合金的密度和抗弯强度分别达到最大值7.61 g/cm3和1 540MPa;该烧结材料的显微组织以珠光体为主,其中包含块状或网络状分布的铁素体、奥氏体及少数未扩散均匀的合金相;弯曲断口呈现解理、韧窝和沿晶的混合断裂特征;与常规烧结相比,放电等离子烧结不仅能改善烧结材料的性能,而且能提高加工效率.

铁基粉末温模压制技术的研究

温压工艺是一种能以较低成本制备高密度铁基粉末冶金零部件的新技术，但该技术在工业化应用中，需要昂贵的设备投入及改造费用，限制了其大规模应用。论文作者利用具有优异室温润滑性能的润滑剂，以经过退火和未退火处理的雾化铁粉配制的、材质为Fe-2Ni-1.5Cu-0．5C的2种混合粉末为原料，研究制备高密度粉末冶金材料的常规压制和温模压制工艺。结果显示，粉末中较理想的润滑剂含量范围为0．1％～0．3％（质量分数），此时，润滑剂含量对压制效果影响不明显。在压制压力为763MPa、模具温度为100℃的条件下，含0．1％润滑剂的2种粉末压坯密度分别达到7．50g／cm^3和7．43g／cm^3，对应的脱模压力为34MPa和42MPa，与传统温压效果相接近，而采用传统的室温压制也可以获得7．36g／cm^3的压坯密度。

低温温压工艺

较系统地研究了低温温压工艺,考察了粉末温度、模具温度、润滑剂含量和压制压力对温压 密度的影响。实验结果表明:低温温压中最佳的模具温度、粉末温度分别为120℃和100℃;粉末 中最佳的润滑剂含量为0.65％;当压力为686 MPa时,Fe-1.5Cu-0.5C和Fe-1.5Ni-0.5Mo-0.5Cu- 0.5C(均为质量分数,％)材质体系的粉末压坯密度分别达到了7.42和7.41 g／cm3;2种粉末的温 压坯件经烧结后都发生了收缩,进一步提高了密度,合金Ni,Mo元素等具有优良的烧结强化效 果;采用低温温压工艺可以生产出烧结密度为7.34 g／cm3,烧结硬度为HRC 28,热处理后表观硬 度为HRC 54的高性能P／M齿轮。