烧结钎焊粉末冶金零件研究

烧结钎焊是一种已确立的粉末冶金零件连接工艺,经常用于生产汽车零部件。成功的钎焊连接主要取决于钎焊合金、连接表面与烧结气氛间的相互作用。将广泛使用的钎焊合金,Ancorbraze 72(AB 72),设计成与焊接的母体材料形成合金和能局部密封钢粉末冶金零件的表面孔隙,从而可防止因熔渗造成钎料材料的大量损失。本文将检验在不同生产工艺条件下钎焊的性状,和研究与表征焊剂与铁使钎焊合金的改性对熔化与凝固性状的影响。

通过预混合粉的粘结剂处理改善粉末性能

粉末冶金产业使用的混合粉都含有粒度与密度显著不同的成分,在运送时都有很强的偏析趋向。零件生产者要达到始终如一的精度与最佳性能,减少或消除这种偏析是至关重要的。用各种粘结剂处理预混合粉总体上可改善预混合粉的性能。用各种粘结剂/润滑剂系统进行了实验室研究,评估了涉及偏析、流动性与压制性能的结果。概述了在改善流动性、提高生坯密度与生坯强度方面的发展及其对综合生产率与性能的影响。

通过用粘结剂处理预混粉改进粉末的使用性能

在粉末冶金产业中使用的粉末混合粉都含有颗粒大小与比重显著不同的成分,混合处理时具有强烈的偏聚倾向。为得到始终如一的精确与最佳性能,对于零件生产厂家,最重要的是减小或消除这种偏聚。总地来讲,用各种粘结剂处理预混合粉可改善预混合粉的性能。对各种粘结剂/润滑剂系统进行过实验室研究,现回顾和偏聚,流速及压制性能相关的结果。概述其对改进流速,增高生坯强度及对整个生产率与使用性能影响的发展。

用于汽车自动变速器的温压涡轮毂

温压是一种可将增高密度与选择高使用性能材料相结合的技术。增高密度有助于提高零件的力学性能,以及整体使用性能。将密度增高与高使用性能相结合,可使制造的零件的使用性能超过相应的铸锻材料产品,同时可制成具有最终形的零件,从而显著减低生产成本。因此,自动变速器的涡轮毂就成为了温压的一个理想对象。这篇论文将评述,将用于高扭矩自动变速器的常规锻件切削加工的涡轮毂转换为用一次压制/一次烧结制造的粉末冶金涡轮毂。粉末冶金涡轮毂使用的材料是FD-0405。在试验室对这种扩散合金化材料进行了评价,和报告了几个密度水平的力学性能。温压可使高应力的内花键区全面达到高密度。为了证明粉末冶金零件的适用性,进行了广泛的力学与零件的特定试验。

粉末冶金锰钢研究新进展

铁基粉末冶金产业在继续开发与扩大使用非传统粉末冶金合金化元素。Mo、Ni与Cu的价格、环境与可回收性一直在推动这种扩大使用。Mn是铸锻钢的价格比较低廉且有效的合金化元素;不过,过去氧的敏感性限制了Mn在粉末冶金钢中的应用,现在氧分压低的氮-氢烧结气氛可允许使用Mn。Mn与适量Mo的组合可使粉末冶金钢合金的力学性能接近FD-0405的水平。同样重要的是,这些合金可在常用的工业烧结条件下进行处理。在较高碳含量下,这些锰钢可用作贫合金烧结硬化钢牌号。笔者将讨论含Mn铁基粉末冶金材料的这些优势。

高密度粉末冶金螺旋齿轮

汽车行业已证实,粉末冶金是生产高强度齿轮的一种技术。粉末生产、压制及烧结的进展和二次压制相结合,可以使正齿轮零件密度达到7.5g/cm3。然而,由于螺旋齿轮的几何形状不适用于DP/DS工艺,所以螺旋齿轮很难达到相同的密度。本文主要讲述能够生产芯部密度接近7.4g/cm3的一次压制与一次烧结螺旋齿轮的制造工艺。讲述了试验过程,制造烧结零件的密度及零件间的变动性。为了进一步改进这些螺旋齿轮的使用性能与几何形状,接着用辗压将之进行了表面致密化。将说明表面的密度与齿轮品质的改进。

先进粘结剂处理的FY-4500

在纯铁中用磷作为合金化元素的好处已得到证明。这些好处包括提高直流磁性能,提高烧结密度及力学性能。铁中加入合金元素磷的一个主要缺点是模具易于磨损。用一种先进的粘结剂处理方法,在用传统粘结剂处理的预混粉烧结体密度<7.0 g/cm3和使用温压烧结体密度>7.2 g/cm3的材料的试验中,观察到脱模力与滑动力减低。这种脱模力与滑动力的减低,有可能使模具磨损最小化。本文将介绍这种新材料的力学性能与磁性能。

粉末冶金高性能含Mn钢的应用

在锻钢与粉末冶金钢中,用锰进行合金化可提供了良好的淬透性与成本可行性。最近介绍的ANCORBONDR○FLM合金将Mn的好处和适度Mo的含量相结合,以生产可取代含Ni/Cu混合型合金钢的替代品。这些含Mn钢的良好淬透性,使其成为可用于制造链轮的待选材料。因为使零件具有良好的耐磨性,是形成马氏体所必须的。本文评估了这些合金的热处理性能并在生产条件下与FLN2-4405作了对比。

新开发的低松装密度雾化粉末的性能

为满足市场需求,开发出了一种低松装密度雾化铁粉,Ancorsteel AMH。这种材料主要用在密度较低的场合,在那里生坯强度与烧结体强度对粉末冶金零件的使用性能是至关重要的。本文将着重于以添加石墨的预混合粉与铜+石墨的预混合粉的方式,对AncorsteelAMH与传统海绵铁粉之间生坯与烧结态的性能进行比较。将要证明,这种材料可取代传统海绵铁粉,提高低松装密度雾化铁粉微观清洁度而不会损失力学性能。

关于用不同工艺制作的高密度铁基粉末冶金材料性能的研究

可能有几种方法可使铁基粉末冶金零件达到较高密度。二次压制/二次烧结可使密度大于7.3g/cm3,但受到成本与几何形状条件的限制。对一种新方法进行了评价,用这种方法可一次压制得到高使用性能材料,并将其和其他生产工艺进行了比较。比较是利用Ancorsteel 85HP与Distaloy 4800A基本材料进行的。对各种生坯与烧结件性能进行了评价,其中包括:生坯强度,横向断裂强度,拉伸性能及冲击值。数据清楚地证明,拥有专利的[1]ANCORDENSETM工艺(温压)提供的使用性能可与二次压制/二次烧结制作的相比拟。用一次压制达到了生坯密度值的无孔隙密度极限的98.5%。

粉末冶金铁基材料的温压与温-模压制

自温压工艺（ANCORDENSE）用于大量生产迄今已有20年,采用一次压制工艺可将中等-大型尺寸的铁基零件压制到生坯密度7.3g/cm3.本文回顾了温压的应用与最近温压技术的改进.鉴于并非所有零件生产厂家都希望对粉末与压制模具二者进行加热,在利用原先温压工艺经验的基础上,开发出了温-模压制（AncorMax 200）工艺.并将温-模压制用的预混合粉进行了改性,使用的润滑剂含量只有0.4％（质量分数,下同）,从而将生坯密度提高到了7.4g/cm3.温-模压制工艺的改进进一步促进了预混合粉的开发,使用的润滑剂含量已减少至0.2％～0.3％,可达到的生坯密度接近7.5g/cm3.本文概述了温压工艺的基本原理以及温压与温-模压制工艺二者的最新改进.

可烧结硬化组成合金的开发

粉末冶金产业市场力量正在挑战粉末冶金合金中通常使用的传统组成。Mo、Ni及Cu因和氧亲和力低,是铁基粉末冶金使用的主要合金化元素。另外,Mo对压缩性的影响很小,和Cu在烧结温度下通过液相可快速熔成合金。这三种元素也都增高钢的淬透性,用这些元素的混合物生产的零件可进行烧结硬化。价格压力迫使对采用这些元素的粉末组成重新进行了评估,合金开发的任务在于提出使力学性能与生产总成本间达到最佳平衡的合金系。烧结硬化合金组成在这一点上起重要作用。将评估与讨论可替代在欧洲市场上主要使用的合金的合金。

一种新烧结硬化低合金钢使用性能的特点

假若材料从烧结温度能足够快地冷却,则一些粉末冶金材料不需要进行后续热处理就能形成马氏体组织。这些粉末冶金材料叫做"烧结硬化"钢。部分合金化粉Distaloy 4800A和添加铜的Ni-Mo预合金化钢如Ancorsteel○R4600V都可以烧结硬化。一种用Mo作为主要合金化元素的新高压缩性低合金粉Ancorsteel 85 HP,当添加以Cu与石墨时也能烧结硬化。Ancorsteel 85 HP的压缩性比Ni-Mo预合金粉高。研究过冷却速度对Ancorsteel 85 HP+2%Cu+0.9%石墨的显微结构与力学性能的影响。对一系列材料密度评估了拉伸与冲击性能,并且和基于Ancorsteel 4600V的试样做了对比。