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      秦皇島市雅豪新材料科技有限公司

       

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      新聞詳情

      粉末冶金溫壓技術的發展

        自1994年鋼鐵粉末冶金溫壓工藝在國際上取得突破以來,國內除寧波東睦,揚州保來得粉末冶金有限公司少數廠家引進溫壓生產線以為,大多數企業處于觀望狀態。有限的幾個大專院校,科研院所對該技術進行了消化,吸收和試圖國產化的研究。國家863計劃、95攻關等項目也對此有不同強度的支持。 

        可以確定的是,新技術通過一次壓制,一次燒結的較低成本工藝使零件密度提高0.15~0.25g/cm3。問題是這個密度的提高究竟給我們提示了什么?溫壓技術對粉末冶金鐵基結構零件的發展前景?經過6年的實踐,國際上有什么新進展,我們到底對溫壓技術有一個怎樣的基本認識,溫壓技術的控制因素--溫壓技術的“瓶頸”問題什么,產業化的困難及具有操作性的對策,這些都需要 認真思考。 

        6年來的總體工作表明,溫壓技術的實施和實現產業化取決于兩個系統工程的成功實施;即開拓市場需求的系統工程和技術系統工程的合理操作。系統中的各個環節相互制約,需要通盤考慮。如果某一個環節出現問題,都不會得到好的高密度溫壓產品,更不要說溫壓技術實現產業化了。 

        1 開拓市場需求的系統工程與標志性產品 

        溫壓技術產業化所需要的第一個系統工程是需求的系統工程即:“企業需求--市場需求的推動--市場需求--再到企業需求”。

        企業對發展的迫切需求是溫壓技術誕生的原動力。從溫壓技術發展史看,在粉末冶金鐵基結構零件生產技術方面,第一個取得專利的企業是美國Hoeganaes公司。該公司為瑞典在美國的分公司,高質量的還原鐵粉是早期的主打產品。溫壓技術能從該公司誕生,而不是從高水平的壓件公司誕生,其關鍵原因是該公司長期以來不斷追求發展,不斷研究提高粉末質量的途徑,在部分預合金鐵粉、無偏析(包復)混合粉開發成功以后,就為溫壓技術的出現奠定了基礎。 

        實際上,單就在100~300℃溫度下壓制混合粉末的這一個技術操作而言,早在80年代中期,美國通用汽車公司就已開始了系統的研究。施壓的對象是鐵粉、潤滑劑與聚合物的混合物。其作法是將有機潤滑劑,聚合物均勻的包復在鐵粉顆粒表面,壓制或注射成形后不燒結,壓坯由相互絕緣的鐵粉組成以便用鐵合金顆粒鐵芯替代交疊層變壓器用硅鋼片鐵芯。后來的研究導致了1991年以后粘結永磁Nd-Fe-B材料的凈形零件的產業化。 

        由文獻上看,當時美國通用汽車公司提供的數據已包含了少量包復的有機潤滑劑可以提高壓坯的整體密度的內容。但那時沒有誰往鐵基結構件上聯想,即便考慮到了,也沒有大批量合適的生產原料。 

        80年代末至90年代初,美國Hoeganaes公司開發的部分預合金鐵粉,無偏析(包復)混合物不僅滿足了高質量中密度鐵基結構件的需要,而且也為溫壓技術的研究開發與成功提供了條件??梢哉f,沒有企業對發展(包括技術與產品)實質上的需求,就沒有溫壓技術的誕生。 

        新技術問世后,市場需求的推動是極為重要的。其目的是讓溫壓鐵基結構件逐步擴大它的市場占有份額。為此,溫壓技術必須解決這樣幾個問題:①溫壓與室溫壓制相比壓坯密度提高0.15~0.25g/cm3,如果高密度在燒結后能保持下來,則對鐵基結構零件性能的影響。②是否有室溫一次壓制工藝不能制造的,新而多的標志性產品。③溫壓工藝的適用性和局限性有多大。 

        僅就疲勞性能來說明密度的提高對性能的影響。高性能粉末冶金鐵基零件的標志之一是它的疲勞性能要高。比如,全致密合金鋼(0.6C1.5Cu0.5Mo1.75Ni余Fe)的疲勞強度為460MPa(2*108次循環),而密度為6.9g/cm3的材料強度僅為130MPa(2*108次循環)。如果材料的密度提高到7.19g/cm3(0.5C1.5Cu0.55Mo2.0Ni余Fe)疲勞強度則可提高到368MPa。密度提高到7.28g/cm3,需加入合金元素Cu,Mo,Ni,或用0.4C和Fe,疲勞強度可以達到449MPa(1*107次循環),接近致密鋼材的疲勞強度。使性能大幅度的提高這是粉末冶金鐵基結構零件的開發者和生產者夢寐以求的。 

        溫壓技術正在制造出室溫一次壓制工藝不可能制造出來的,新的越來越多的標志性產品。 

        例如,德國Sinterstahl GmbH公司用溫壓技術生產復雜的摩擦傳動用同步齒環,在美國新奧爾蘭舉行的PM2TEC 2001國際會議上獲獎。該零件的齒部密度超過7.3g/cm3,環體密度超過7.1g/cm3,生坯強度達到28MPa。采用了擴散合金化的燒結硬壓粉末,最低抗拉強度為850MPa。由于使用了溫壓技術和采用粉末冶金零件,使得綜合成本降低了38%。 

        美國Chicago Powdered Metal公司從1995年已開始用溫壓技術生產電力機車發動機齒鼓零件。該零件重達1.1kg,密度7.3g/cm3,是Ford Motor Co公司采用的第一個溫壓零件。Chicago Powdered Metal公司認為,溫壓技術的產業化將為粉末金屬的應用開拓了一個新

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