热处理四把火---金属***成型

金属热处理有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺，俗称“四把火”。

一、第1把火——退火：

1、退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部***达到 平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作***准备。

2、退火的目的：

①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种***缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂。

②软化工件以便进行切削加工。

③细化晶粒，改善***以提高工件的机械性能。

④为***终热处理(淬火、回火)作好***准备。

二、第二把火——正火：

1、正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效 果同退火相似，只是得到的***更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为***终热处理。

2、正火的目的：

①可以消除铸、锻、焊件的过热粗晶***和魏氏***，轧材中的带状***;细化晶粒;并可作为淬火前的预先热处理。

②可以消除网状二次渗碳体，并使珠光体细化，不但改善机械性能，而且有利于以后的球化退火。

③可以消除晶界的游离渗碳体，以改善其深冲性能。

三、金属热处理的第三把火——淬火：

1、淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水 溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。

2、淬火的目的：

①、提高金属成材或零件的机械性能。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。

②、改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。

四、金属热处理的第四把火——回火：

1、回火为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于 710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。

2、回火的目的：

①、减少内应力和降低脆性，淬火件存在着很大的应力和脆性，如没有及时回火往往会产生变形甚至开裂。

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。

③、稳定工件尺寸。通过回火可使金相***趋十稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形。

④、改善某些合金钢的切削性能。

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。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。分解氨是液氨经热分解后获得的由氢和氮组合的混合气体，在粉末冶金中即可作为还原剂，也用来作为烧结气氛，除了某些含有氮成分的制品因与该气氛产生化学反应不能采用这种气氛烧结以外，大多数的金属都可采用这种气氛来烧结。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。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。新型组合材料：MIM可制造出传统工艺难以制造的新型组合材料，例如叠片的或两种材料结构的或耐磨耗用的混合的金属-陶瓷材料。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。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。现在问题MIM改进措施及建议美国、欧洲及日本等世界工业发达***上世纪90年代初基本完成MIM技术向MIM产业发展的转变，我国MIM行业与国外总体水平差距大概在10-15年。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。

粉末冶金行业发展势不可挡

粉末冶金属于现代工业发展的朝阳产业，以制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。

　　我国粉末冶金行业起步较晚，但发展迅猛，特别是汽车行业、机械制造、金属行业、航空航天、仪器仪表、五金工具、工程机械、电子家电及高科技产业等迅猛发展，为粉末冶金行业带来了较大的发展机遇。

　　具体数据显示，1948年我国硬质合金产量仅有2-3万吨，但2000年后我国粉末冶金市场迅速崛起。2009年我国粉末冶金行业产量为11.30万吨，超过日本跃居亚洲首位。通过回火可使金相***趋十稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形。2014年粉末冶金行业销量达19.18万吨，2017年增长至20.08万吨，增幅为4.7%。

　　从应用领域来看，现阶段，我国粉末冶金产品主要应用于汽车、家电、电动工具、摩托车、农业机械及工程机械等工业。随着我国汽车行业的快速发展，粉末冶金制品本土化需求不断扩大，2016年，应用于汽车方面的粉末冶金零件共10.09万吨，占比54.69%，同比上升6.55%。关于选择MIM工艺准则，确定有下列一些主要事项需要考虑：☆质量/大量对于在切削加工或磨削加工中材料损耗大的零件，MIM在降低生产成本上极有效。未来下游产业的发展将会继续拉动上游产业的发展，整个行业的容量仍在不停扩大。

　　汽车领域应用较少，技术相对落后

　　在发达***如美国、欧洲、日本，粉末冶金产品主要应用于汽车领域，汽车粉末冶金产品占粉末冶金总产品的比例高达80%以上，其产品包括VVT(可变气门正时系统)、VCT(可变气门凸轮轴正时系统)、各类泵组件、链轮、同步环、行星齿轮等，种类覆盖十分齐全。☆复杂性MIM工艺适合制造几何形状复杂的以及在切削加工中需要转换位置的多轴零件。

　　而在我国，2017年，粉末冶金市场汽车应用占比仅为60%。我国粉末冶金汽车零件占比远低于发达***，占比提升潜力大。

　　单车用量方面，中国提升空间同样相对可观。2017年，北美粉末冶金零件单车用量可达18.6Kg，日本为8.0Kg，欧洲为7.2Kg，而中国仅为4.5Kg。美国Injectamax公司和德国BASF公司将脱脂时间从数十小时缩短到几个小时，而且保形性得到明显改善，产品的尺寸精度从±0。这种差距产生的主要原因是，我国国内很多粉末冶金产品达不到要求的尺寸公差与性能参数，因此，汽车主机厂只能选择成本更高的锻造零件与机加工零件。

　　国内企业成本优势显著，进口替代空间广阔

　　与国外公司相比，国内企业在人力成本、土地成本、原料成本等方面均具有优势，能够为主机厂与一级供应商提供更***的粉末冶金产品。同时，国内企业交货周期短，***服务快速、及时，能够为国内主机厂提供更优质的服务。

　　从技术角度来看，2015年，发布《中国制造2025》的通知，其中***提出要大力发展智能制造、增材制造、新材料、生物***等领域。我们认为在***政策的大力扶持下，国内粉末冶金技术有望得到快速发展，替代市场逐步由低端转向高技术。

　　另外，专利申请***量的持续增长彰显粉末冶金技术的不断成熟。2016年，我国铸造、粉末冶金专利申请***量为8295项，同比增长11.62%，近五年(2012-2016年)复合增长率为16.02%。

　　综合来看，国内粉末冶金产品进口替代空间十分广阔