




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。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%。金属表面发黑(发蓝)处理工艺钢制件的表面发黑处理,也有被称之为发蓝处理。
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。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%。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。
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。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。其中,热塑性粘结剂应用***广泛,分为石蜡基粘结剂、油基粘结剂、聚合物基粘结剂等。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。
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。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。这些强项,使其在电子数码产品、手表、手工工具、牙齿矫正支架、汽车发动机零件、电子密封件、切削工具及运动器械中得到了大量的应用。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。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。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***。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。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%。液压系统由一台液压站来操纵两只小油缸和两个大油缸,来完成启闭大盖、翻动搅拌缸功能。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。
国内当前粉末冶金零件行业的挑战
当前粉末冶金零件行业和企业面临严峻的市场挑战。整个行业处于发展中的紧要关头。近几年来,市场需求不断扩大,粉末冶金零件行业和企业发展很快。但是,企业长期处于“上挤下压”的环境中。原辅材料大幅度涨价,而主机厂不断降价。使企业的利润空间受到巨大冲击,生存面临严重考验。粘结剂是MIM技术的核心,MIM与常规粉末冶金方法相比的一个重要差异即粘结剂含量高。随着原辅材料开始大幅度涨价,使原本十分脆弱的企业利润雪上加霜。国内粉末冶金零件厂的产品价格出现了更大偏移。
为促进粉末冶金行业和谐健康持续发展,遵循科学发展观,营造公平公正的竞争环境,保护企业利益,维护粉末冶金制品行业形象,提倡全行业共同努力,克服困难,度过难关。
首先,产业要加强厂际合作,加强交流沟通,稳定各自市场份额,反对行业内部采取不正当竞争行为。团结协作,相互尊重,共同进步,实现双赢。
其次,鉴于当前形势,根据国际惯例,建议各会员单位根据本企业产品的技术、质量、设备、所用原料、批量大小等具体情况,在与使用单位充分协商的基础上,适当提高产品销售价格。若今后原辅材料继续上涨,粉末冶金产品价格还可以随时上调。
各企业在加强自身管理,加强工艺技术改进,提高产品质量,提高产品技术含量,尽可能挖掘企业内部潜力,提高企业经济效益,促进粉末冶金行业更好更快发展的同时,为客户提供性价比更高的产品与服务。