金属学基础

铁碳合金的基本***

　　①奥氏体：碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。工艺流程：***法：工程根据图形开出备料尺寸-材料准备-材料清洗-烘干→贴膜或涂布→烘干→***→显影→烘干-蚀刻→脱膜→OK网印法：开料→清洗板材(不锈钢其它金属材料)→丝网印→蚀刻→脱膜→OK技术特点:优点：1、可进行金属表面细微加工。因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小，但空隙半径比较大，所以能溶较多的碳。碳在r-Fe中的溶解度随温度升高而增加，在727度时为0.77%，在1148度时达到峰值2.11%。

　　奥氏体塑性很好，强度和硬度也比铁素体高。

　　②铁素体：碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体，常用F表示。发黑时所需温度的宽容度较大，大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。因为体心立方晶格的a-Fe总的间隙量虽大，但是间隙半径却很小，所以碳在a-Fe中的溶解度很小，室温下不超过0.005%，随着温度升高，溶解度略有增加，在727度时达到峰值，也仅有0.0218%。

　　铁素体含碳量很低，其性能接近纯铁，是一种塑性、韧性高和强度、硬度低的***。

　　③珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体，常用P表示。以上是粉末冶金齿轮一些缺点，不过凡事有利就有弊，相信随着时代的快速发展，粉末冶金齿轮的不足点也会慢慢的得到改善。珠光体的平均含碳量为0.77%。其性能介于铁素体和渗碳体之间。一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布，称为片状珠光体。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。

　　④渗碳体：渗碳体是铁与碳的化合物，常用Fe3C表示。渗碳体的含碳量为6.69%，熔点约为1227度，晶体结构复杂，硬度很高，脆性极大，几乎没有塑性。

　　一般来说，在铁碳合金中，渗碳体越多，合金就越硬，越脆。

　　⑤马氏体：钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火***，常用M表示,马氏体是体心正方结构。

　　马氏体转变速度极快，转变时体积产生膨胀，在钢丝内部形成很大的内应力，所以淬火后的钢丝需要及时回火，防止应力开裂。

荷兰公司用金属3D打印制造超级摩托车电机冷却

荷兰超级摩托车制造商Electric Superbike Twente与金属3D打印公司K3D合作，为其电动自行车的电机生产新的冷却外壳。金属***成形（MetalInjectionMolding，MIM）是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。这是Electric Superbike Twente使用的一款3D打印金属组件，在此前的产品开发中，他们意识到使用传统技术生产的电机冷却外壳并不适合高性能摩托车，因此双方在设计第二辆电动摩托车后不久就开始合作。

传统制造的局限性

超级摩托车团队的技术经理Feitse Krekt 评论说：“首辆超级摩托车的冷却外壳由多个部件组成，这些部件使用传统的生产方法，如车削和铣削，很难生产。2、能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的档次。对于这些生产方法，需要大量的材料，因此***终产品变得非常沉重。而且另外一个问题是，由于车削过程，壁厚需要高于常规，我们无法尽可能***地冷却电动机。所以，电机的功率低于预期，有时需要放慢速度以使电动机不会过热。”

因此，超级摩托车决定联系K3D，K3D是荷兰一家从Additive Industries购买了MetalFab1 金属3D打印机的公司，自2016年以来已生产超过35,000种产品。

△用于生产冷却外壳的MetalFab1 3D金属打印机

K3D的首席技术官Jaap Bulsink解释说，使用K3D生产的部件使他们能够享受传统制造技术无法提供的设计自由，“由于采用薄壁设计，内部通***有***佳的冷却性能，只有金属3D打印才能实现***设计自由度。首先要确定金属粉末和粘结剂的搭配比例，当粘结剂比例过大时，会减小喂料的粘度，使金属粉末颗粒间的接触减弱，造成后续脱除粘结剂时变形严重或坍塌。重要的是，该部件的设计重量***轻。该部件打印非常准确，无需任何后处理即可直接使用。”

这不是3D打印初次用于制造电动摩托车。☆材料对于像钛、不锈钢及镍合金之类难切削加工的材料设计的零件，MIM***有吸引力。总部位于德国的BigRep已经制造出功能齐全的3D打印电动摩托车，但该自行车仅用于设计目的，目前还不是一种可行的商业产品。另外，宝马今年早些时候推出了3D打印概念车架，用于BMW S1000RR运动自行车。

电动超级摩托车目前正在组装，之后将于2019年5月24日在荷兰恩斯赫德进行测试并***终***。

多组分材料复合***成型技术

单一化学成分材料制成的零件很难满足现代制造业对零件功能复合集成化的各种特殊要求，一个零件的不同部位采用不同材料制造，满足不同功能要求是现代零件制造的一个发展趋势。

塑料工业中广泛应用的双色（多色）***成型技术引入金属的***成型领域，使得批量化***治区精密复杂金属或陶瓷复合材料成为可能。

复合***成型技术的原理是一台***机同时装有两套或多套料筒，每套料筒中的***料各部相同。☆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。多腔模具定模可以围绕转轴旋转，在每个位置是不同型腔同时注入不同的***料。***初的***坯留在***里边，冷却后开模，但并不马上脱模。定模旋转到一定角度后，定模合模，整个型腔相对于di一次***坯料向外扩张，随后进行第二次不同***料的***成型。每个零件经过多次***而成，***后脱模顶出。

多组分材料复合***成型技术的引入，可以满足单体零件功能、性能集成复合化及节省贵重原材料、降低成本的要求。

复合技术在许多领域有广泛的应用前景，例如钢-硬质合金或陶瓷切削刀具、沉淀硬化不锈钢-铁铝合金喷油嘴、磁性与非磁性电子元件等已经获得成功应用。