温岭市金洲粉末冶金有限公司

粉末冶金零件近净成形技术一直以来是粉末冶金工作者研究的重点课题之一。近十年来，该项研究的新技术、新工艺层出不穷。这些新技术、新工艺的出现，解决了粉末冶金材料的短流程低成本成形问题，大大促进了粉末冶金零部件的快速发展。目前，粉末冶金零件制造技术的发展方向是提高密度、降低成本和高精密近净成形复杂零件口。
    2000年，德国的Fraunhofer研究所开发出了1种被称为流动温压的短流程低成本近净成形技术 。该技术以温压工艺为基础，并结合了金属注射成形技术的优点。通过提高混合粉末的流动性、填充能力和成形性，可以在8O～130℃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2次机加工。流动温压成形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，又避免了金属注射成形技术的高成本，是一项极具潜力的新技术，具有非常广阔的应用前景。
    1 流动温压成形的技术特点
    流动温压成形作为一种新型的粉末冶金零件近净成形技术，其主要特点可概括如下：
    1)可成形具有复杂几何形状的零件 采用流动温压可以直接成形与压制方向相垂直的凹槽、孔和螺纹孔等零件，而采用冷压制造此类形状的零件却是非常困难甚至是不可能的，一般需要通过其后的机加工才能完成，即使用数控压机来实现复杂和精准的动作，也只能生产出较为简单的此类零件。
    Fraunhofer研究人员采用特制模具，对T孔、通孔、L孔形型腔模具进行了研究并成功制备出了T型零件。试验结果表明，混合粉末的良好流动性足以避免在拐角处产生裂纹。Fraunhofer研究人员也用带有微小锥度的成形冲头成功地直接成形了较深的盲孔零件，盲孔壁高和壁厚的比率可达到3至7，壁厚的变化范围可在1～3mm。流动温压还可以精密地成形螺纹孔。
    用带有外螺纹的螺栓芯模具经压制成形后，将螺栓从半成品中拧出，然后进行烧结就可制得螺纹。根据收缩率选取适当的螺栓芯直径就可压制出所需的螺纹而不需要2次机加工。
    华南理工大学对金属粉末流动温压成形进行了初步研究，制造出一套研究流动温压流动趋势的特制装置，在轴向压制的条件下，成功实现十字型零件的成形。
    2)压坯密度高、密度较均匀 流动温压由于装粉密度较高，因此经温压后的半成品密度可以达到很高的值。除密度提高外，由于粉末流动性好，成形的零件密度也更加均匀。或者说采用简单的模冲(不需要辅助的浮动多轴模冲)就可成形多台阶的粉末冶金零件。
    3)对材料的适应性好 Fraunhofer研究人员对各种金属粉末进行了流动温压工艺研究，都取得了较显著的结果，其中包括低合金钢粉（Distolay AE)、不锈钢316L粉、纯Ti粉和WC—Co硬金属粉末。流动温压工艺原则上可适用于所有的粉末系，唯一的要求是该粉末必须具有足够好的烧结性能，以便最终达到所要求的密度和性能。
    4)简化了工艺，降低了成本 用传统粉末冶金方法成形零件在垂直于压制方向上的凹槽、横孔等外形，需要设计非常复杂的模具或通过烧结后的2次机械加工才能完成。虽然注射成形技术在成形零件的复杂外形方面几乎不受什么限制。但是由于添加的黏结剂数量较多，在加热过程中会因为重力影响使零件发生变形。因此，往往需要额外增加一道较复杂和较昂贵的去除黏结剂工序，使得注射成形技术比常规粉末冶金技术成本高，所以注射成形的零件不一定能够取代可满足其设计功能的常规粉末冶金零件，从而注射成形技术的应用范围受到了一定的限制。
    而流动温压技术既可直接成形复杂几何外形而不需要其后的2次机加工；另一方面，在流动温压成形工艺中，所用的特殊黏结剂和润滑剂含量适中，所配置的混合粉末具有很高的黏度和临界剪切强度，在加热过程中不会发生变形，因而可直接在烧结过程中去除黏结剂。因此，与传统粉末成形工艺和注射成形工艺相比，流动温压技术对成形复杂几何外形的零件来说，既简化了生产工艺，又大大降低了制造成本。