粉末冶金材料介绍(2)
作者:管理员 发表时间:2010-6-7 16:26:54 阅读:次
2.粉末高速钢
高速钢的合金元素含量高,采用熔铸工艺时会产生严重的偏析使力学性能降低。金属的损耗也大,高达钢锭重量的30%~50%。粉末高速钢可减少或消除偏析,获得均匀分布的细小碳化物,具有较大的抗弯强度和冲击强度;韧性提高50%,磨削性也大大提高;热处理时畸变量约为熔炼高速钢的十分之一,工具寿命提高1~2倍。
采用粉末冶金方法还可进一步提高合金元素的含量以生产某些特殊成分的钢。如成份为9W-6Mo-7Cr-8V-8Co-2.6C的A32高速钢,切削性能是熔炼高速钢的1~4倍。
常用高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2,含有0.7%~0.9%C,及>10%的钨、铬、钼、钒等合金元素。其中碳保证高速钢具有高硬度和高耐磨性,钨和钼提高钢的热硬性,铬提高钢的淬透性,而钒则提高钢的耐磨性。
3.铁和铁合金的粉末冶金
在粉末冶金生产中,铁粉的用量比其金属粉末大得多。铁粉的60%~70%用于制造粉末冶金零件。主要类型有铁基材料、铁镍合金、铁铜合金及铁合金和钢。粉末冶金铁基结构零件具有精度较高,表面粗糙值小,不需或只需少量切削加工,节省材料,生产率高,制品多孔,可浸润滑油,减摩、减振、消声等特点。广泛用于制造机械零件,如机床上的调整垫圈、调整环、端盖、滑块、底座、偏心轮,汽车中的油泵齿轮、活塞环,拖拉机上的传动齿轮、活塞环,以及接头、隔套、油泵转子、挡套、滚子等。
粉末冶金铁基结构材料的牌号用“粉”、“铁”、“构”三字的汉语拼音字首“FTG”,加化合碳含量的万分数、主加合金元素的符号及其含量的百分数、辅加合金元素的符号及其含量的百分数和抗拉强度组成。如FTG60-20,表示化合碳量0.4%~0.7%,抗拉强度200MPa的粉末冶金铁基结构材料;FTG60Cu3Mo-40,表示化合碳量0.4%~0.7%,合金元素含量Cu2%~4%、Mo0.5%~1.0%,抗拉强度400MPa的粉末冶金铁基结构材料;FTG60Cu3Mo-40(55R),表示该烧结铜钼钢热处理后的抗拉强度为550MPa。
4.摩擦材料和减摩材料
粉末冶金摩擦材料是一种复合材料,它由高摩擦系数组元、高耐磨组元和高机械强度的组元所组成,用作离合器和制动器材料;粉末冶金减摩材料能够控制材料的孔隙,而这些孔隙中可以浸渗油,也能以固体润滑剂分布在金属里的复合材料的形式来制造,其中自润滑轴承在粉末冶金制品中占有重要的地位。摩擦材料和减摩材料是粉末冶金的特殊制品。
粉末冶金摩擦材料根据基体金属不同分为铁基材料和铜基材料,其辅助组元为润滑组元和摩擦组元。润滑组元有石墨和铅,占摩擦材料的5%~25%,改善材料的抗粘、抗卡性,提高耐磨性;摩擦组元有SiO2、SiC、Al2O3等,提高材料的摩擦系数,改善耐磨性,防止焊合。据工作条件不同,分为干式和湿式材料,湿式材料宜在油中工作。其牌号由“粉摩”两字的汉语拼音字首“FM”,加基体金属骨架组元序号(铜基为1,铁基为2)、顺序号和工作条件汉语拼音字首“S”或“G”组成。如FM101S,表示顺序号为01的铜基、湿式粉末冶金摩擦材料;FG203G,表示顺序号为03的铁基、干式粉末冶金摩擦材料。
粉末冶金减摩材料分为铁基材料和铜基材料,具有多孔性,主要用来制造滑动轴承。这种轴承材料压制成轴承后,放在润滑油中因毛细现象可吸附润滑油(一般含油率12%~30%),故称含油轴承。轴承在工作时,由于发热膨胀使孔隙变小;轴旋转时带动轴承间隙中的空气层,降低了摩擦表面的静压力,在粉末空隙内外形成压力差,使润滑油被抽到工作表面。停止工作时,润滑油又渗入孔隙中,故含油轴承可自动润滑。
粉末冶金减摩材料的牌号由粉末冶金滑动轴承的“粉”、“轴”两字汉语拼音字首“FZ”,加上基体主加组元序号(铁基为1,铜基为2)、辅加组元序号和含油密度组成。如FZ1360,表示辅加组元为碳、铜,含油密度为5.7~6.2g/cm3的铁基粉末滑动轴承用减摩材料。
5.粉末冶金非铁金属机械零件
烧结金属非铁金属材料应用较多的是铜及其合金,另外还有铝烧结制品、烧结钛及钛合金。
⑴ 烧结铜及铜合金
烧结纯铜应用较少,只用于要求高导电性和无磁性零件。常用的烧结铜基合金有青铜(铜-锡)和黄铜(铜-锌),还有铜-镍-锌、铜-镍、铜-铝等合金系。铜基材料具有耐腐蚀的特点,有一定的强度和韧性,较容易进行加工,采用一般的压制烧结工艺即可生产。
烧结铜基合金多用于制造含油轴承、摩擦材料、电器接点材料及发汗材料的渗透金属,作为高密度机械零件常用于制作小型齿轮、凸轮、垫圈、螺母等,也可用粉末轧制的方法生产带材。
⑵ 铝烧结制品
铝基材料与铁基、铜基材料的性能相近,但质量轻,节约能源。铝烧结制品与其压铸件相比尺寸精度高、组织均匀,粉末锻造铝基材料的抗拉强度和屈服强度均高于普通铝锻件。铝烧结材料可用做精密机械零件、多孔含油轴承材料和过滤材料,在交通运输、仪器仪表、家庭用具、宇宙飞行等方面均有应用。
烧结铝制件几乎可以用所有的粉末冶金工艺生产。成形工艺有模压、等静压、轧制、挤压等。烧结在低露点(-40℃)的惰性或还原性气氛中进行,也可在真空中进行烧结。通过复压、冷锻或热锻进一步提高烧结件的密度和强度。为获得美观的表面可进行机械抛光、化学处理和电化处理。
⑶ 烧结钛及钛合金
钛的密度小、强度高、耐蚀性好、使用温度范围广(540℃~-253℃)。钛基航空结构材料多用热锻、热等静压、热压、热挤压、粉末热轧等热成形工艺,以增加制品的密度,改善制品的性能。典型的钛基合金为Ti-6Al-4V,用于制做飞机机架配件。