




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%。较好的克服粉尘飞扬,减少配合剂的损失,改善产品质量与工作环境。
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%。金属粉末***成型技术的工作原理金属粉末***成型技术是将现代塑料喷射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。
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。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。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。
MIM工艺中的固相烧结和液相烧结
在金属***成形工艺中,烧结是一个非常关键的环节,它是将脱脂后的多孔坯件进行致密化的过程。烧结过程中温度和时间的把握直接影响到***终成品的性能,在该工艺中,名副其实需要掌握好火候的就是这个环节。脱脂后的坯件在进行烧结时粉末在低于其主要组成成分的温度下通过原子前一来完成粉末颗粒间的联结,减少颗粒间的空隙,从而达到致密化的目的。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。在MIM工艺中,致密化后的坯件还是会具有人们事先设计好的与***模具相符的形状,只是经过烧结变得具有了一定强度和性能,可以承受一定的外力,不会像刚脱完脂的坯件那样多孔易碎。
曾经有人从两个方面总结MIM烧结的特点,从宏观来看,坯件整体的气孔率下降、坯件的致密度提高,从微观来看,粉末颗粒的原子发生里质点转移,使粉末不需要粘结剂的作用便可产生颗粒间的粘结来保持一定的形状和性能。
烧结的原理就是在一定的温度下,利用热的力量刺激粉末的原子使其发生物理位置的迁移,将粉体状的坯件变成颗粒联结紧密的块状的坯件。由此可以看出温度对于烧结的重要性,从理论上来讲,温度越高,烧结过程中产生的原子迁移运动越迅速,从一个位置到另一个位置的原子的量也就越多,烧结过程也就进行得越快。捏合机可制成普通型、压力型、真空型、高温型四种,调温形式采用夹套、蒸汽加热、油加热、水冷却等方法,采用液压翻缸及启盖。
在实际的生产应用中,人们会经常提到两个词:固相烧结和液相烧结,其实这没有什么费解的,关于二者的区别,简单一点说就是根据烧结温度不同,固相烧结就是烧结温度低于所有组成成分的熔点,而液相烧结则是烧结温度低于主要组成成分的熔点。同时这两种烧结方法又有一个共同点:都是不施加外部压力的情况下进行的。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。
因此,固相烧结和液相烧结又被成为无压烧结,这主要是相对于热压、热锻、热等静压等加压烧结方法而言的。在MIM工艺中一般都是采用无压烧结的方法进行坯件的烧结。
我国MIM现状及存在主要问题
经过二十多年的发展,我国MIM从业人员不仅突破了技术封堵,并且研制开发大量的MIM产品,拓展了市场。近年来随着中国制造2025的提出,MIM产品市场需求日益旺盛,MIM企业如雨后春笋般的成长,MIM行业呈现出更加广阔的前景和良好的发展潜力。对于不同的金属粉末,其混炼时选择的粘结剂种类也不同,配比自然也不同。
但是从行业发展的总体情况来看,我国现阶段的MIM前景喜人,但在某些方面与国外还存在一定差距。
1、行业发展欠规范,产品品种少、质量差、市场竞争能力不强;
2、企业规模小,工艺装备水平落后,质量效益难提高;
3、***人才少,科研开发能力差,持续发展后劲不足。
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。目前我国适逢制造业发展有利时期,MIM技术应用空间大,产品市场前景广阔,这无疑为我国加快MIM行业的发展提供了难得的战略好机遇。并可通过PLC实时控制及记录生产中的温度、时间、粘度等相关数据。