鐵基粉末冶金混料工藝改進與探索

1、鐵基粉末冶金混料工藝改進與探索本文采用大小粒徑不同的鐵基微?；旌系姆椒?壓制出不同粉體配比的毛坯，經(jīng)過一定溫度的燒結(jié)工 藝后來檢測燒結(jié)品的綜合性能，包括測定燒結(jié)后粉末 冶金件的致密度、硬度來評定最佳的混合比。粉末冶金（p/m）技術(shù)作為一門重要的材料制備 與成形技術(shù)，被稱為是解決高科技、新材料問題的鑰 匙1。粉末冶金有能耗低、近終成形、大批量制造公 差小等優(yōu)點2,所以在現(xiàn)代零件制備過程中被廣泛應 用。以大小粒徑不同的鐵基微?；旌系姆椒ǎ?jīng)過燒 結(jié)工藝后其性能不同。通過測定燒結(jié)后粉末冶金件的 致密度、硬度來評定最佳的混合比，并進一步明確與 粉末冶金制品性能相關(guān)的因素。一、實驗1. 實驗材料與設備本

2、實驗用的主要原料為：-80目的還原鐵粉和-325目的還原鐵粉，以及少量的石墨、硫磺、鋅粉和潤滑 油。實驗設備主要包括電子比重天平和hv-1000型顯 微硬度計。其中電子比重天平是用來測定試樣密度的 儀器，hv-1000型顯微硬度計是用來測定試樣的顯微 硬度的儀器。2. 實驗方案本實驗的混料按表1-2中的成分含量（百分含量） 配比，其中試樣1、2、3為實驗過程中的試樣，試樣 4為對比試樣，按表中的鐵粉含量配好后在混料機中 混合，混好后將材料取出。經(jīng)過壓制、燒結(jié)過程后對 試樣進行致密度檢測、顯微硬度檢測，通過測定燒結(jié) 后粉末冶金件的性能來評定最佳的混合比。二、實驗結(jié)果與分析1. 致密度實驗結(jié)果與分

3、析通過電子比重天平的稱量并測得的試樣密度分別 為試樣 1： 6.220 g/cm3；試樣 2： 6.416 g/cm3；試樣 3： 6.318 g/cm3；試樣4 : 6.267g/cm3；由實驗數(shù)據(jù)可以 看出，-325目鐵粉的含量為24.37%的試樣致密度最 高，達到6.416 g/cm3，試樣1與試樣4的致密度較 低，這說明當粉末的顆粒粒徑較大時，顆粒之間彼此 接壤,相鄰顆粒之間的空隙沒有更小粒徑的粉體充填, 使得粉末制品的致密度較低。但也并不是顆粒的粒徑 越小致密度就越高，試樣3也恰好說明問題。2. 硬度測量結(jié)果與討論為了保證實驗結(jié)果的可靠性，分別對試樣不同位 置進行五次硬度測量取平均值

4、，并對同一試樣分別進 行橫向與縱向硬度測量，測量結(jié)果如下表所示：由實驗數(shù)據(jù)可以看出：(1) 同一試樣的橫截面的硬度高于縱截面的硬度。 這是由于在壓坯過程中，壓力不能均勻地全部傳遞， 傳到模壁的壓力始終小于壓制壓力，即側(cè)壓力始終小 于壓制壓力，所以試樣橫截面的硬度均高于縱截面的 硬度。(2) 不同試樣的橫、縱截面的硬度比較與分析: 在四個試樣中，試樣2的硬度值均高于其他試樣，試 樣4的硬度值最低。隨著-325目鐵粉含量的增加，試 樣的整體硬度值也隨著增加，當-325目鐵粉含量達到 一定值時，硬度出現(xiàn)最大值；隨著-325目鐵粉含量的 繼續(xù)增加，硬度值逐漸降低三、結(jié)論1. 鐵基粉末冶金制品的致密度與

5、硬度和混合顆粒 大小與比例有關(guān)。2. 當粉末的顆粒粒徑較大時，相鄰顆粒之間的空 隙沒有更小粒徑的粉體充填，致密度與硬度值均較低; 當顆粒的直徑小到一定程度時，顆粒之間的小尺寸效 應、表面效應使得顆粒之間的表面能增加，系統(tǒng)為了 維持較低的能量而相對產(chǎn)生了一定的間距，同樣致密 度與硬度值較低。只有兩者按照一定的比例混合后才 能達到最佳的致密度和硬度值。3由于受傳遞壓力的影響，試樣橫截面的硬度均 高于縱截面的硬度。參考文獻：1 鄒志強，黃伯云，楊兵.粉末冶金在國民經(jīng)濟和 國防建設中的作用j.粉末冶金材料科學與工程.1997,(3) ：188.2 hunt m. pressing ahead with powder metallurgy.material e