粉末冶金烧结炉如何正确使用氨分解粉末冶金钢

发布日期:2020-08-04 08:56

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  粉末冶金零件的切削加工 内容摘要:粉末冶金是一种以金属粉末为原料,用于烧结成形, 内容摘要:粉末冶金是一种以金属粉末为原料,用于烧结成形,制造金属摩擦 材料和制品的工艺技术。目前, 材料和制品的工艺技术。目前,粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零 件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、 件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、 摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。 摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。 粉末冶金是一种以金属粉末(包括有非金属粉末混入状况)为原料, 用于烧结 成形,制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。粉末冶金生产的材料、零件具有质 优、价廉、节能和省材等特点,被广泛应用于汽车、电子、仪器仪表、机械制造、 原子反应堆、特种高性能合金制造等工业领域,用途愈来愈广泛。粉末冶金材料 的产品结构大体分为粉末冶金机械零件;铁氧体磁性材料。包括永生磁铁磁性材 料和软磁铁磁性材料;硬质合金材料和制品;高熔点金属材料和难熔性金属材料; 精细陶瓷材料和制品。 目前,粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。粉 末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、 滑动轴承、 摩擦零件以及过滤元件、 过孔性材料等几方面。磁性材料则主要分为硬磁材料、软磁材料及磁介质材料 3 大类。软磁磁性材料生产主要为纯铁、铁铜磷相合金、铁镍合金、铁铝合金材料 和制品。粉末冶金烧结炉如何正确使用氨分解硬磁材料生产的主体则为铝镍铁合金、铝镍钻铁合金、钐钻合金、钕铁 硼合金材料和制品的生产。而磁介质的生产主要集中在软磁材料和制品的生产。 而磁介质的生产主要集中在软磁材料和电介质组合物制成的制品生产方面。 随着 需求的增加和产品范围的扩大, 在该领域新技术的开发和利用愈来愈收到人们的 关注。 粉末冶金工艺制造有许多重要独特的优点,如实现净成形,消除切削加工, 还有采用粉末冶金工艺制造的零件,可以在零件中有意识留下残余的多空结构, 提高零件自润滑和隔音效果, 另外使用粉末冶金制造工艺能够生产用传统铸造工 艺很难或者不可能制造的复杂合金零件。粉末冶金防锈价格正由于这些优点,使用粉末冶金工艺制 造的初衷之一是消除所有的加工,但是这个目标还没有达到。大多数的零件只是 “接近最终形状”,还需要某种精加工。然而和铸件和锻件相比,粉末冶金零件 很耐磨,难以加工,这也制约了冶金粉末工艺制造的推广应用。 性能 粉末冶金零件的性能,包括可加工性能,不仅和合金化学成分相关,而且和 多孔结构的水平相关。许多粉末冶金制造的结构零件含孔率多大 15~20%,用作 过滤装置的零件的含孔率可能高达 50%。而采用锻造或热离子压铸的粉末冶金的 零件含孔率较低,只有 1%或更少。后者在汽车和飞机制造应用中正变得特别重 要,因为这种材料的零件具有更高的强度。 粉末冶金合金的抗拉强度、韧性和延展性随着密度的增加而增加,同事可加 工性也提高了。这是因为随着粉末冶金合金的密度增加,材料中含孔率减少,对 刀尖的损伤减小。 材料中含孔率的增加可以提高零件的隔音性能。 标准零件普遍存在的阻尼振 荡在粉末冶金零件里减少。这对机床、空调吹风管和气动工具很重要。含孔率高 对自滑齿轮也是必要的。 含孔率高降低了粉末冶金零件的可加工性,因为刀具会遭到多孔结构的损 伤,而多孔结构是使粉末冶金零件广泛应用的特性之一。多孔结构是使粉末冶金 零件广泛应用的特性之一。 多孔结构能储油且隔音, 但也产生微观上的断续切削。 当往从孔到固体颗粒往复移动时刀尖持续地受冲击。 这能导致很小的皮袍破裂变 形和沿切削刃的细小切屑。更糟糕的是,颗粒通常极硬。即使测到的宏观硬度在 洛氏 20~35 度之间,但组成零件的颗粒个体会高达洛氏 20~35 度之间,但组成零 件的颗粒个体会高达洛氏 60 度。这些硬颗粒导致严重而快速的刃口磨损。很多 粉末冶金零件时可热处理的。热处理后它们更硬更强。最后,由于烧结和热处理 技术和使用的气体,表面会含硬且耐磨的氧化物和/或碳化物。 加工难点虽然粉末冶金工业不断发展中的目标之一是消除机加工, 而且粉末 冶金工艺的一个主要的吸引力是只需少量的加工, 但是很多零件仍然需要后处理 获得精度或更好的表面光洁度。不幸的是加工这些零件时及其困难的。碰到的多 数麻烦是由多孔性引起的。 多孔性导致刃口的微观疲劳。切削刃在切入切出,它从颗粒和孔之间通过。 重复的小冲击导致产生切削刃上的小裂缝。这些疲劳裂纹增长直至切削刃微崩。 这种微崩通常很细小,通常表现为正常的磨料磨损。 多孔性还降低粉末冶金零件的热导性。 其结果是切削刃上的温度很高并会引 起月牙洼磨损和变形。内部相连的多孔结构提供切削液从切削区域排出的通路。 这会引起热裂纹或变形,在钻削里尤其重要。 内在的多孔结构引起的表面面积增加还导致在热处理时发生氧化或碳化。 象 先前提到的那样,这些氧化物和碳化物很硬很耐磨。 多孔结构也给出零件硬度读数额失效这一点极其重要。 当有意去测一个粉末 冶金零件的宏观硬度,它包含孔的硬度的因素。多孔结构导致结构的倒塌,得出 相对较软零件的错误印象。 颗粒个体要硬很多。 像上面描述的, 区别是戏剧性的。 粉末冶金零件里夹杂物的存在也是不利的。 加工中, 这些颗粒会从表面拉起, 当它从刀具前面擦过时在零件表面上形成擦伤或划痕。这些夹杂物通常很大,在 零件表面留下可见的孔。 碳含量的参差不齐导致可加工性的不一致。例如,有一种 FC0208 合金,碳 含量允许在 0.6%到 0.9%之间。一批含碳量 0.9%的材料相对较硬,导致刀具寿命 差;而另一批含碳量 0.6%的材料得到极好的刀具寿命。可两种合金都在允许范围 之内。 最终的加工问题和发生在粉末冶金零件上的切削类型相关。 由于零件接近最 终形状,通常切深很浅。这需要自由切削刃,可是在切削刃上的积屑瘤经常导致 微崩。 加工技术 为了克服这些问题,需要采用几种独特的技术。表面多孔结构经常可以通过 浸渗来封闭。通常需要附加自由切削。近来,已经使用设计用来增加粉末洁净度 并降低热处理时氧化物和碳化物的改进的粉末生产技术。 封闭表面多孔结构由金属(通常是铜)或聚合物浸渗完成。 实验数据表明浸渗 的真正有点在于关闭表面多孔结构,从而减少切削刃的微观疲劳。振颤的降低有 利于提高刀具寿命和表面粗糙度质量。通过浸渗封闭多孔结构时,刀具寿命可提 高 200%。 诸如 MnS、S、MoS2、MgSiO3 和 BN 等添加物能提高刀具寿命。这些添加物通 过使切屑更容易从工件上分离、 断屑、 组织积屑瘤和润滑切削刃来提高可加工性。 增加添加物的量能提高可加工性,但也会降低强度和韧性。 控制烧结和热处理炉气的粉末雾化技术,实现更洁净的粉末和零件的生产。 可使夹杂物和表面氧化物碳化物发生最小化。 刀具材料 最广泛地使用于粉末冶金零件加工的刀具是那些在良好的表面粗糙度条件 下耐磨、耐刃口破裂和不产生积屑瘤的材料。这些特性对任何加工操作都是有用 的, 它们在加工粉末冶金零件时尤其重要。 这些刀具材料包括有立方氮化硼(CBN) 刀具、不涂层和涂层金属陶瓷以及改进的涂层烧结硬质合金。 CBN 刀具因其高硬度和耐磨性而有吸引力。这种刀具已经在洛氏硬度 45 及 以上的钢件和铸铁加工中使用多年。但是,由于粉末冶金合金具有显微硬度和宏 观硬度有重大差别的独特性,使 CBN 刀具能用于软到洛氏硬度 25 的粉末冶金零 件。关键的参数是克里的硬度。当颗粒的硬度超过洛氏 50 度时,不管宏观硬度 值是多少,CBN 刀具是可用的。这种刀具明显的局限是它们的韧性不足。如果是 断续切削或含孔率高的话,进行负倒棱和较重的珩磨加工,则需要对刃口进行加 固。但简单的轻切削用珩磨的切削刃就能完成。 有几种材质的 CBN 是有效的。韧性最好的材质主要由整体 CBN 构成。它们韧 性极好,因此可用作粗加工。这些材质应用的局限通常和表面粗糙度相关。很大 程度上由构成刀具的 CBN 个体颗粒决定。 当克里从切削刃上脱落时会在工件材料 表面产生影响。而细颗粒刀具脱落一个颗粒则情况不那么严重。 通常使用的 CBN 材质的 CBN 含量高,颗粒大小中等。CBN 精加工刀片是细颗 粒材质,而且 CBN 含量低。粉末冶金钢为什么贵它们呢对轻切削和表面粗糙度有要求或被加工合金特 别硬的场合最有效。 在很多切削应用中,刀具寿命和材质种类是独立无关的。换句话说,任何一 种 CBN 材质都可取得类似的刀具寿命。在这些情况下,材质的选择主要以每个切 削刃的成本最低位一句。ag8备用网址, 一片圆刀片有一整个 CBN 顶面并能提供四个或更多的切 削刃,要比四片镶齿 CBN 刀片更便宜。 当粉末冶金零件的硬度低于洛氏 35 度,并且颗粒本身硬度不超出范围,金 属陶瓷通常是选择之一。 金属陶瓷很硬, 能有效组织积屑瘤且能承受高速。 另外, 因为金属陶瓷历来用于钢件和不锈钢的高速加工和精加工, 它们通常有适合接近 成型零件的理想几何槽型。 今天的金属陶瓷在冶金上是错综复杂的,有多达 11 种合金元素。通常它们 呢是碳氢化钛(TiCN)颗粒和 Ni-Mo 粘接剂烧结而成。TiCN 提供对成功使用金属 陶瓷很重要的硬度、抗积屑瘤和化学稳定性。另外,这些刀具通常有很高的粘接 剂含量,这意味着它们有良好的韧性。总而言之,它们具备有效加工粉末冶金合 金的所有特性。 有几种材质的金属陶瓷是有效的, 就像碳化钨烧结硬质合金那样, 粘接剂含量越高,韧性越好。 已知的相对较新的进展是中温化学气象沉积(MTCVD)也能提供粉末冶金加工 所需要的性能。MTCVD 保留传统的化学气相沉积(CVD)所有的耐磨性和抗月牙洼 磨损性能外还能提高韧性。这种韧性的增加主要来自裂纹的减少。涂层在高温下 沉积然后在炉内冷却。由于热膨胀不一致,当刀具到达室温时涂层里包含裂纹。 和平板玻璃上的划痕类似,这些裂纹降低刀具刃口强度。MTCVD 工艺较低的沉积 温度导致更低的裂纹频率和韧性较好的切削刃。 当 CVD 涂层和 MTCVD 涂层的基体有相同的特性和刃口修磨时, 它们的韧性的 区别能得到论证。 当使用在刃口韧性有要求的应用, MTCVD 涂层性能表现超过 CVD 涂层。 通过分析, 当加工含多孔结构的粉末冶金零件时, 刃口韧性是重要的。 MTCVD 涂层胜过 CVD 涂层。 物理气相沉积(PVD)涂层较薄且不如 MTCVD 或 CVD 涂层耐磨或耐月牙洼磨损。 但是,PVD 涂层应用场合是能承受显著冲击。当切削时磨料磨损场合,另外要求 极好的表面粗糙度时,CBN 和金属陶瓷太脆,PVD 涂层则是有效的。 例如,C-2 硬质合金的切削刃在线mm/r 的情况下 加工 FC0205。在加工 20 个零件后积屑瘤能引起微崩。当使用 PVD 氮化钛(TiN) 涂层时,积屑瘤被抑制而且刀具寿命延长。当使用 TiN 涂层做这个测试时,粉末 冶金零件的磨料磨损特性预计 TiCN 涂层会更有效。TiCN 有何 TiN 几乎相同的抗 积屑瘤能力但比 TiN 更硬更耐磨。 多孔结构具有重要作用,但它影响 FC0208 合金的可加工性。当多孔结构和 特性改变时,各种不同的刀具材料提供相应的有事。密度低的时候(6.4g/cm3), 宏观硬度是低的。在这种情况下,MTCVD 涂层硬质合金提供最佳刀具寿命。切削 刃的微观疲劳很重要,刃口韧性很受重视。在这个情况下韧性好的金属陶瓷刀片 提供最大的刀具寿命。 当生产密度为 6.8g/ cm3 的同样的合金,磨料磨损特性变得比刃口裂纹更重 要。在这种情况下,MTCVD 涂层提供最好的刀具寿命。PVD 涂层硬质合金对极硬 的两种类型的零件都进行测试,碰到刃口破裂。 当速度升高(线m/min),金属陶瓷甚至涂层金属陶瓷业会产生月牙 洼磨损。 涂层硬质合金更适合, 尤其是当涂层硬质合金的切削刃韧性好时。 MTCVD 涂层到有富古区的基体的硬质合金尤其有效。 金属陶瓷最常见用于车削和镗削加工。 因为可能期望较低的速度和更多关注 积屑瘤,粉末冶金排名PVD 涂层硬质合金对于螺纹加工很理想。