粉末冶金生胚强度

粉末冶金生胚强度的概念粉末冶金生坯强度是指冷压的粉末压坯的机械强度。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布在铁素体基体上，叫做球状珠光体或粒状珠光体。粉末冶金零件生坯具有适当的强度是必要的，以便压坯从阴模中脱出和将其运送到烧结炉而不会损坏。生坯强度取决于金属粉末的种类与施加的压力。软金属的粉末、不规则颗粒形状或多孔性颗粒结构的粉末都具有较高的生坯强度。对于软金属，用较低的压力即可生产出能够进行搬运的压坯。较硬的粉末则需要较高的压力。

要理解粉末冶金生坯强度，就必须知道哪种力使金属之间产生黏着。当使清洁的金属表面相互接触时，由于它们之间的接触面积小，从而它们之间的黏着力小。金属***成型产品烧结出来后，因为各种原因，表面的光洁度相对比较粗糙，并有轻微的毛刺，并可能有细小的不锈钢粉粒黏着在产品表面。施加压力使接触面积增大，不管颗粒形状和表面粗糙度如何，这种接触面积大体上正比于施加的压力。对粉末冶金生坯强度的这种解释就将***放在了建立颗粒之间原子与原子的金属接触。如上所述，与球形颗粒粉末相比，不规则形状颗粒压制的压坯具有较高的生坯强度。这种较高的强度来自于粉末冶金压坯中不规则形状颗粒之间的相互联锁。对相互联锁现象的解释仍然有争议，但看起来可能是由于在由不规则颗粒压制的压坯中，在相当大程度上，相邻颗粒之间形成了较好的原子接触。

粉末冶金工艺很适用于大批量生产这类的零件。缺点：目前颜色受限制，只有黑色、***等较成熟，鲜艳颜色目前难以实现。它可以为各种形状复杂的零件生产设计且不浪费材料。不过，制造铁框在技术上并非易事。在早期开发中，使用传统润滑剂，诸如硬脂酸锌与EBS腊等进行过生产试验，生坯废品率高达50%。目前，有通过用温压提高生坯密度和通过采用模壁润滑减少或消除混合粉中的润滑剂的方法来提高生坯强度。

快速模具技术

正常生产模具的制造成本通常很高，许多情况下需要制作实验模具去发现验证设计生产整个过程中可能遇到的问题，***终的模具肯定要修改。为适应这种情况，出现了许多快速或软模具技术用来制造满足几百件零件试制的实验模具。

目前铝合金、颗粒增强环氧树脂、铍铜、低碳钢、不锈钢及钴合金等已被用作制造软的金属***模具。由于容易成型，锌、铝和铋合金等偶尔也用于制造试验模具及样品原型。

但由于容易划伤和损坏，***终的生产模具会采用硬质材料。

利用有机硅橡胶模具工艺原理，制作使用寿命有限的MIM塑料注塑模具是一项较新的模具技术。将熔融塑料浇在母模型腔周围，凝固硬化后，剖开塑料取出母模模型。压入受限制的模架中，这样的塑料模具可以用来承受几百次的低压***试验。

激光快速原型技术是一种非常简单的模具或原型制造方法，采用激光扫描积分堆积塑料或金属粉末直接制造模具型腔。激光快速原型技术的另外一种模具制造工艺是利用堆积的树脂或纸质模型，采用精密铸造或电铸方法制造模具型腔。

这些方法制造的模具表面比较粗糙，精度较低，无法满足生产模具的苛刻要求。

非常大批量生产用的模腔或其组件，容易磨损，快速模具技术将是一种非常有效的工艺手段。

我国近十年来粉末冶金成形新技术综述

粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、***、***终成形、少污染的***制造技术，在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经进入当代材料科学的发展前沿。

目前粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展，本文着重介绍几种近十年来粉末冶金零件的成形新技术。

一、温压技术

温压技术是粉末冶金领域近几年发展起来的一项新技术，可生产出高密度、高强度，具有非常广泛的应用前景。②、调整工件的机械性能，工件淬火后，硬度高，脆性大，为了满足各种工件不同的性能要求，可以通过回火来调整，硬度，强度，塑性和韧性。所谓温压技术就是采用te制的粉末加温、粉末输送和模具加热系统，将加有特殊润滑剂的预合金粉末和模具等加热至130～150℃，并将温度波动控制在±2．5℃以内，然后和传统粉末冶金工艺一样进行压制、烧结而制得粉末冶金零件的技术。其技术关键：一是温压粉末制备，二是温压系统。

与传统工艺相比，温压成形的压坯密度约有0.15～0.30g／cm3的增幅，其密度可达7.45g／cm3。材料：MIM工艺是一种近净成形技术，对于由钛、不锈钢及镍合金之类难易切削的材料设计的零件，MIM***有吸引力。在相同的压制压力下，温压材料的屈服强度比传统工艺平均高11％，极限拉伸强度平均高13．5％，冲击韧性可提高33％。另外，温压零件的生坯强度高，可达2O～30MPa，比传统方法提高50—100％，不仅降低生坯搬运过程中的破损率而且能对生坯进行机加工，表面光洁度好。此外，温压工艺的压制压力低和脱模力小，同时零件性能均一，产品精度高，材料利用率高。

温压工艺还有一个特点是工艺简单，成本低廉。研究表明，假如一次压制、烧结的普通粉末冶金工艺的成本为1.0，则粉末锻造的相对成本为2.0，复压复烧的相对成本为1.5，渗铜的相对成本为1.4，而温压技术的相对成本为1．25。例如:提高工具、轴承等的硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能等。目前，采用温压技术生产的粉末冶金零件已达200多种，零件重量在5—1200g。例如，德国SinterstahlGmbH公司用温压技术生产复杂的摩擦传动用同步齿环，在美国新奥尔兰举行的PM2TEC2001国际会议上获奖。该零件的齿部密度超过7.3g／cm，环体密度超过7.1g／cm，生坯强度达到28MPa。采用了扩散合金化的烧结硬压粉末，***低抗拉强度为850MPa。由于使用了温压技术和采用粉末冶金零件，使得综合成本降低了38％。

二、流动温压技术

流动温压技术(Warm Flow Compaction，简称WFC)是在粉末压制、温压成形工艺的基础上，结合了金属粉末***成形工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件近净成形技术。那么，如何判定一个产品是否应该选择MIM工艺，也就是选择MIM工艺的准则是什么呢。其关键技术是提高混合粉末的流动性。它通过提高了混合粉末的流动性、填充能力和成形性，从而可以在8O～130~C温度下，在传统压机上精密成形具有复杂几何外形的零件，如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等零件，而不需要其后的二次机加工。WFC技术既克服了传统粉末冶金在成形复杂几何形状方面的不足，又避免了金属***成形技术的高成本，是一项***潜力的新技术，具有非常广阔的应用前景。

WFC技术作为一种新型的粉末冶金零部件近净成形技术，其主要特点如下：(1)可成形具有复杂几何形状的零件；(2)压坯密度高、密度均匀；(3)对材料的适应性较好；(4)工艺简单，成本低。