粉末冶金零件的切削加工

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粉末冶金件车加工要注意哪些问题

粉末冶金件车加工要注意哪些问题

一、粉末冶金件车加工的定义粉末冶金件车加工是指对粉末冶金件进行车削、铣削、打磨等加工工艺的操作,以达到加工精度和表面质量的要求。

二、粉末冶金件车加工的特点1. 材料硬度高:粉末冶金件通常采用高强度、高硬度的合金材料制成,因此对车刀的材质、刀具的耐磨性和热稳定性要求较高。

2. 加工难度大:粉末冶金件的结构复杂,加工难度大,需要卡盘夹持、刀具选择、加工参数的合理选择等。

3. 表面质量要求高:由于粉末冶金件通常应用于高端领域,对其表面质量要求较高,要求表面光洁度和精度都能满足设计要求。

三、粉末冶金件车加工需要注意的问题1. 根据不同的粉末冶金材料选择合适的切削刀具。

对于硬度较高的粉末冶金件,需要选择耐磨性和刚性较高的刀具。

2. 控制切削参数。

合理的切削速度、进给速度和切削深度对于保证加工质量至关重要。

应根据具体材料和工件的情况,合理确定切削参数。

3. 采用合适的夹持方式。

对于粉末冶金件,夹持方式应考虑到工件的形状、硬度等因素,采用合适的夹具和夹持方式,避免变形和损坏。

4. 合理选择冷却润滑剂。

在粉末冶金件车加工过程中,应使用适量的冷却润滑液,以减少刀具磨损和提高切削效率。

5. 控制加工温度。

粉末冶金件车加工时要控制加工温度,避免过高温度对工件和刀具造成损坏。

6. 加工后处理。

粉末冶金件加工完成后,需要进行表面处理,确保符合产品的表面要求。

四、粉末冶金件车加工的发展趋势随着粉末冶金技术的不断进步,粉末冶金件车加工也在不断发展。

未来,随着高端制造业的发展,对粉末冶金件的加工要求将更加严苛,对于粉末冶金件车加工会有以下发展趋势:1. 数控化:采用数控车床、数控加工中心等设备进行粉末冶金件的车加工,以提高加工精度和效率。

2. 自动化:引入智能化加工设备和机器人技术,实现粉末冶金件的自动化生产,提高生产效率和产品质量。

3. 精准化:采用先进的加工工艺和设备,实现对粉末冶金件的精细加工,提高产品的精度和表面质量。

粉末冶金

粉末冶金

粉末冶金1 . 省料(節省材料)以傳統切削加工方法製造形狀複雜之零件時,產生很多廢料,但以粉末冶金方法製造零件時廢料很少,可節省材料成本.3 . 省工(節省製程時間)以傳統加工方法製造形狀複雜之零件時,所需加工步驟及所費時間較多,其成本及費用較高,但以粉末冶金方法製造形狀複雜之零件時,所需之加工步驟較少,所費時間較短,其成本及費用降低很多.4 . 尺寸精度高,尺寸重複性佳,具表面光滑(精密尺寸)以粉末冷壓成形與燒結之機械零件最高精度可達0.0005寸,且表面光滑,此種品質與傳統加工之中度研磨工作品質相似, 而所需之施工過程僅為加壓與燒結,故以粉末冶金方式來生產零件為最便宜之加工方式,粉末冶金製造零件以模具成形, 零件與零件之尺寸變化值差異極小,故具尺寸重複性佳,精密度高.粉末冶金燒結零件之原料種類及其特性粉末冶金燒結零件所使用之原料粉可略分為:鐵系粉料: 包括純鐵粉、鐵碳粉、鐵銅碳粉、合金鋼粉、不鏽鋼粉、高速鋼粉等。

銅系原料: 包括銅-鐵合金粉(銅溶滲鋼)、黃銅粉、青銅粉。

重金屬原料: 包括鎢-銅粉、鎢鐵鎳粉、碳化鎢粉、碳化鎢銀粉、鎢-銀粉、鉬-銅粉、鎳-銅粉、鎳-銀粉。

輕金屬粉: 包括鋁合金粉、鈦合金粉、銀-氧化錫粉等。

以下即針對上述原料之機械特性、冶金特性及幾何性質分冸論述之:機械特性流動率:粉末的流動率一般是以50g之粉末,經過一定小孔徑之漏斗流完所需之時間來計算。

流動時間短,表示其為自由粉末;流動時間長,則為粒間存有較高的摩擦力。

尤其重金屬之微細粉末,甚至無法流動,而必須加以造粒,才能促使粉末流動。

流動率直接影響粉末之充填速度,並受潤滑劑之種類及數量之影響。

視密度:即鬆裝密度(在固定容積內,鬆裝粉末測得之密度)。

視密度決定了成形模之充填深度,即不同之視密度有不同的壓縮比,視密度亦受到潤滑劑之種類及數量之影響。

可壓縮性:是指加壓成形直徑25mm之柱狀壓胚,其壓結密度和所施加壓力之對應關係而繪出之曲線。

粉末冶金工艺过程及参数

粉末冶金工艺过程及参数

粉末冶金工艺过程及参数粉末冶金工艺是一种主要用于加工金属及其合金零件,也称为粉末冶金或粉末加工工艺。

它是一种利用粉末金属材料在热能和机械能诱导作用下,经历一系列过程最终形成三维物体,或相当于三维产品,用以取代传统金属切削加工技术的新型数控加工技术。

粉末冶金工艺的工艺过程一般包括:设计──混合──压缩──烧结──焊接──精加工──热处理等。

1、设计从技术上说,首先要完成零件的设计,该设计包括零件的外观形状及内部结构,也就是说要确定每个零件的尺寸大小、几何参数,以及加工方法、表面质量要求等。

2、混合粉末冶金工艺使用粉末金属材料,需要对不同粒径和形状的金属粉末进行混合称重,以保证零件表面抛光度和抗腐蚀性能,并符合相关技术标准,使零件能够达到效果。

3、压缩粉末冶金工艺需要将金属粉末以及一般填充料压缩到特定的形状和尺寸。

压缩的方式又可分为压块法和注型法,压块法是将金属粉末和填充料混合然后经过压缩和烧结从而形成块状的零件,而注型法则是将金属粉末和填充料均匀地注入模具,在模具内进行压实和烧结,从而成型。

4、烧结烧结是粉末冶金工艺中最重要也是最关键的一步。

烧结是给零件提供形状和尺寸,同时还可以改善部件的力学性能、物理性能和物理性能。

它的烧结参数有温度、时间、压力、含气量等,具体的参数要根据零件的材料特性和要求而确定。

5、焊接焊接是在烧结后把多个零件组合在一起,使之成为一个整体零件,焊接可以在零件表面形成一个均匀的钎焊层,从而改善零件的力学性能,并且可以把不同物料,如钢、镍和铝等,进行组合。

6、精加工精加工指的是将零件的表面处理成符合要求的精度,使其精度达到一定的精度。

一般来说,可以采用两种方法,用机械加工方法或用化学抛光方法,来达到精度的要求。

7、热处理热处理是指将零件在一定温度和一定时间的作用下,利用物理或化学变化,改变或增强零件的物理性能,从而提高零件的使用性能。

粉末冶金工艺是一种重要的加工工艺,由于它比传统加工方法具有更高的效率、更低的成本,可以根据客户的要求制造唯一的三维零件,所以它在工业制造中越来越受到重视。

粉末冶金工艺基本知识

粉末冶金工艺基本知识

粉末冶金工艺基本知识粉末冶金成形粉末冶金工艺及材料粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法,既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料,又可制造各种精密的机械零件,省工省料。

但其模具和金属粉末成本较高,批量小或制品尺寸过大时不宜采用。

粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比,具有以下特点:1.粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的,因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。

2.提高材料性能。

用特殊方法制取的细小金属或合金粉末,凝固速度极快、晶粒细小均匀,保证了材料的组织均匀,性能稳定,以及良好的冷、热加工性能,且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制,可提高强化相含量,从而发展新的材料体系。

3.利用各种成形工艺,可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件,大量减少机加工量。

提高材料利用率,降低成本。

粉末冶金的品种繁多,主要有:钨等难熔金属及合金制品;用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金,用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀,还可制造模具等;Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料,用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。

随着粉末冶金生产技术的发展,粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。

1 粉末冶金基础知识⒈1 粉末的化学成分及性能尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末,其计量单位一般是以微米(μm)或纳米(nm)。

1.粉末的化学成分常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末,要求其杂质和气体含量不超过1%~2%,否则会影响制品的质量。

2.粉末的物理性能⑴ 粒度及粒度分布粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。

实际的粉末往往是团聚了的颗粒,即二次颗粒。

图描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。

实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。

粉末冶金齿轮零件生产加工中几种热处理方法

粉末冶金齿轮零件生产加工中几种热处理方法

粉末冶金齿轮零件生产加工中几种常用的热处理方法
粉末冶金齿轮是传动零件中的重要组成部分,是传递动力的核心部件。

所以粉末冶金齿轮必须具有高硬度、高强度、高密度等特点。

如何用热处理的方式提高粉末冶金齿轮的硬度和强度是粉末冶金齿轮生产加工中的必要环节。

下面介绍几种常用的热处理方法。

1.退火和正火
退火和正火是烧结钢生产上应用的预备热处理工艺。

退火和正火的目的是消除内应力,调节材料的组织结构,从而调节钢的力学性能和工艺性能,为下道工序做好组织和性能的准备,如在复压、整形、切削等加工前要经过退火处理。

对于使用要求不高的机械零件,退火和正火产品也可作为成品使用。

2.淬火
将烧结钢加热到临界点以上的温度,保温以后以大于临界的冷却速度,快冷到马氏体组织的热处理工艺称为淬火。

淬火是烧结钢用的最多的热处理方法,通过淬火得到的马氏体组织以提高烧结钢的强度、硬度和耐磨性能。

烧结钢的淬火原理和工艺基本上与致密钢相似。

所不同的是烧结钢淬火过程需要在中性或渗碳性气氛中进行,以防止孔隙表面氧化。

由于烧结钢的孔隙特征,通常是采用油淬,其淬火工艺包括加热奥氏体化、淬火和回火。

3.回火
淬火之后必须回火,回火就是将淬火钢加热到780℃以上的温度,保温以后以适当方式冷却到室温的热处理工艺。

回火的目的有两个,一个是消除内应力,降低材料的脆性。

回火又分为,低温回火、中温回火和高温回火。

关于热处理的方法还有很多,以上是比较常用的几种。

制造粉末冶金汽车零件最新进展(中篇:变速器零件部分)

制造粉末冶金汽车零件最新进展(中篇:变速器零件部分)

酷试验。该粉末冶金零件估计一年可节约10 0 万美元。
这 种 油泵 是 由GM O r r i 设 计 与 生 产 的 , P We ta n
Sak oe 合作者 。这 种油泵仅 由泵体与铝底座组成 , t pl c 是 使 用了四个粉末冶金 零件 ( 、转子 、泵体 及盖 ), 滑板 总 重量 1 6 g . k 。粉 末冶金 盖和铝底座都 要磨加 工到平面 4 度00mm。为 符合泵 的使 用性能 规范 和配 合变速 器阀 . 1 体 ,将底座设计成 了铝铸件 。 除 了产 品设计 ,Sak oe t pl c 进行 了使用性能试验 ,即

抗拉强度最d80 a  ̄5MP 。摩擦衬面是先由 混入有SO 与石 i: 墨粉的青铜粉与黄铜粉烧结成0 m . m的片材,再用电容 4
放 电 接在 环的锥面上 。 焊 这个环 实际上是 一个摩擦离合器 ,在变速前和手动 变速器 的齿轮旋转速 度同步 ,以保证平稳啮合与避 免相 碰 。环的主要功 能有 :为同步 产生摩擦和转矩 ;隔环耐 磨性高 ;减轻重量 ,强度与韧性高 。和常规生产 的同步
个兼具 行星齿轮架与 离合器毂功能的多功能组件 。零
件用改进的复合模具分 别压 制成形。铜钎焊与熔渗铜都 是在 烧结时进行的 。烧结时 , 将内花键毂密度增 高到 要 7 g m 。星形轮毂密度不得小于7 g m ,离合器毂为 ./ 4c ./ 2c 6 g m 。星形轮极 限抗 拉强度为7 8 a ./ 7c 5MP ,离合器毂极
热试验 、冷试 验 、声学试验 及 1 0 h 久试验 。该粉 末 00 耐 冶金零件可节约2 %以上的成本。 0
该零件是用于轻型载货汽车手动变速器换挡机构的青铜枢 轴轴套。轴套的密度为76/m ,要含浸油。其极限抗拉强度 . c g 为10 a 2MP ,屈服强度为6MP ,硬度为5 -6H C 9 a 0 0 R ,伸长率为 9 %。采用一种特殊的精整工具可保持其垂直度与内径的公差。 使用该粉末冶金零件一年可节约成本2万美元。 0

粉末冶金高速钢刃具加工工艺研究

粉末冶金高速钢刃具加工工艺研究

粉末冶金高速钢刃具加工工艺研究作者:张国吕鹏马金龙来源:《中国新技术新产品》2013年第03期摘要:本文以粉末冶金高速钢材料及粉末冶金高速钢刀具加工工艺为主要研究内容,通过研制并完善包括材料与粉末冶金高速钢刀具加工工艺在内的粉末冶金高速钢刀具可靠实用的制造技术,为整体粉末冶金高速钢刀具的实际磨削加工奠定了理论基础,具有实际指导意义。

关键词:粉末冶金高速钢刀具;高速钢;磨削中图分类号:S718.69 文献标识码:A1 概述粉末冶金高速钢刀具材料以其优异的物理力学性能和切削性能,在高速切削领域以及加工某些难加工材料方面,有其特殊的优点。

粉末冶金高速钢刀具材料具有很高的硬度、高耐磨性、耐热性等优良性能,因而它广泛应用于切削加工领域。

随着高性能粉末冶金高速钢在切削加工领域的日益广泛应用,如何降低粉末冶金高速钢刀具在复杂切削条件下的摩擦磨损、提高粉末冶金高速钢刀具的综合性能,降低刀具成本,改善工件加工质量,是目前粉末冶金高速钢作为刀具材料研究的首要问题。

本文通过实践和理论相结合,介绍了粉末冶金高速钢刀具的制造工艺,降低刀具使用成本和提高刀具的使用寿命的有效方法。

2 研究的目的及意义随着加工能力的不断提升,国外大部分企业采用了磨削沟槽代替铣削沟槽,磨削恰好弥补了沟槽铣削过程中的缺陷,其中利用CNC工具磨床上磨削立铣刀沟槽已成为立铣刀生产的主要工艺。

磨削铣刀沟槽分为二种:一种是用成形砂轮磨沟槽;另一种是用形状简单的标准砂轮磨沟槽。

前者成形砂轮的价格较高,同时成形砂轮的修形也很麻烦;而第二种方法截形是直线的标准砂轮,其成本大大降低,同时砂轮的修形也很简单,若选用金刚石砂轮或CBN砂轮则基本上可以不用修形。

而在刀具的刃磨加工过程中,磨削加工工艺直接影响刀具螺旋槽的槽形、几何形状及其精度,从而影响刀具的排屑、容屑性能和刀具的几何参数、强度以及刚度等,因此确定刀具合理的加工轨迹以及制定相应的磨削加工工艺,可以提高刀具的切削性能和使用寿命。

粉金的工艺

粉金的工艺
烧结后的处理:可以根据产品要求的不同进行处理,如某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件要进行烧结后处理。后序处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。
切削加工:一般情况下,烧结好的图纸要求尺寸和精度。
粉末冶金零部件虽然余量小但是由于其独特的多孔性很难加工。多孔性是粉末冶金广泛应用的原因,但也是难加工的主要原因。多孔性会导致刀具不耐磨,或长时间的加工致使刀具破裂,针对以上问题,可有效加工粉末冶金零件的刀具材料主要是立方氮化硼刀具,尤其是研制的非金属粘合剂立方氮化硼刀具牌号,不仅可承受1400℃的高温,而且本身刀体的硬度在HRC98.5左右。是加工黑色金属领域硬度高的刀具材料。并且的牌号立方氮化硼刀具属于非金属粘合剂立方氮化硼刀具,不仅硬度高,耐磨性好,而且抗冲击性强,加工粉末冶金可一刀加工完成,刀具寿命长是硬质合金刀具的25倍,传统CBN刀具的4倍。
成品:经过切削加工之后,得到图纸要求尺寸和精度成为成品。
成型:粉末在15-600MPa压力下,压成所需形状。成型有热压和冷压,目的是获得一定形状和尺寸的压坯,并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用多的是模压成型。
烧结:在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的物理机械性能。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程,成为具有一定孔隙度的冶金产品。
粉末冶金由于其独特的性能广泛应用于交通、纺织机械,电动工具,五金工具,电器、工程机械等行业。那粉末冶金是如何制造出来的呢?下面就简单介绍一下粉末冶金的制造工艺。
粉末冶金的加工工艺路线为:原材料的准备—成型—烧结—后序处理—切削加工—成品。

粉末冶金高速钢刃具加工工艺研究

粉末冶金高速钢刃具加工工艺研究
关 键词 : 粉末 台 金 高速 钢刀 具 ; 高速钢 ; 磨削 中图分 类号 : ¥ 7 1 8 . 6 9 文 献标 识码 : A
l概 述
粉末冶 金高速 钢刀具 材料 以其优 异的 物理力学性能和切 削性 能 , 在高速切 削领域 以及加工某些难加工材料方面 , 有其特殊的 优点 。 粉末冶金高速钢刀具材料具有很高的 硬度 、 高耐磨性 、 耐 热性等优 良 能 , 因而它 广泛应用于切削加工领域 。 随着 高性能粉 末冶 金高速 钢在切 削加 工领域 的 日益广泛应用 , 如何 降低 粉末冶金 高速钢刀具 在复 杂切削条件 下的摩擦磨损 、 提高粉末冶 金高速钢刀具 的综 合性能 , 降低 刀具 成本 , 改善工 件加 工质量 , 是 目前粉末 冶金 高速 钢作为刀具材料研 究的首要 问题 。 本 文通过实践和理论相结合 , 介 绍 了粉末 冶 金高 速钢 刀具的制造工 艺 , 降低 刀具使用成 本 和提高刀具 的使用寿命 的有效方法 。
2研究的 目的及意义
金高速钢 刀具 制作的关键 , 选择好 的粉末冶 金 高速 钢棒料 , 满足刀具制备后 的各项使用 性 能是 必要的组成部份 , 棒料 的质量直接影 响刀具 的性能 , 所 以在加工 刀具前应对棒料 进行性 能试验检测 , 具体内容如下 : ( 1 ) 抗弯强度 ; ( 2 1 维 氏硬度 ; ( 3 ) 断裂韧性 : 直接压痕法 , 采用测抗弯强 度断裂后 的试样 测 显微 硬度 ; ( 4 1 导热 系数 ; ( 5 讳 才 料显微结构 观 察: 采用 S E M ( 扫描 电子显微镜) 、 T E M ( 透 射电 子显微镜 ) 、 H R E M( 高分 辨率透射 电子显微 镜博 仪 器观察 材料 的显微结构 ; 对性 能较好 的试样进 行 x射线衍射试 验 ,定性/ 定量测 定化合物成分 , 测定材料 的相组成 。 5整体粉末冶金高速钢立铣刀制造工

挤压、粉末冶金、不锈钢精铸类毛坯件技术规范

挤压、粉末冶金、不锈钢精铸类毛坯件技术规范

挤压、粉末冶金、不锈钢精铸类零件及毛坯技术规范批准前言本规范的附录A是规范性附录。

挤压、粉末冶金、不锈钢精铸类零件及毛坯技术规范1范围本规范规定了挤压、粉末冶金、不锈钢精铸类零件及毛坯件(以下简称零件及毛坯件)技术要求。

本规范适用于零件及毛坯件的验收规范。

2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

凡是注日期的引用文件,其随后的所有修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。

Q QG-0029/ZK-11/2007 成件供方质量管理要求21E/105.021.050 关于ROHS要求的成品及物料检验规定Q/21EJ1.165 金属壳体件倒圆、倒角及典型键槽设计、加工、检测通用规范Q/21EJ1.1 金属壳体零件表面质量控制的有关规定Q/21EJ1.162 滚花设计、加工、检测规范3术语3.1内表面指零件的包容面,在其之内没有本零件的材料,是指与孔、空腔特征直接相关的表面,如孔壁、盲孔孔底、孔内台阶面、孔内环槽面、空腔壁、空腔腔底面、空腔内的台阶特征面、空腔内的槽特征面等。

典型示意零件见图1。

3.2外表面指零件的被包容面,是零件的最外层轮廓面,在其之外没有本零件的材料,典型示意零件见图1。

3.3毛坯面由模具直接成型,后续不采用切削加工的面。

图1 外表面和内表面示意图4技术要求和检验4.1合格鉴定按本规范提交的零件应是经过相关试验验证或试生产合格的零件。

4.2材料4.2.1进行零件及毛坯件加工的生产单位,应优先使用由我公司提供的合格材料进行生产。

4.2.2零件及毛坯件生产单位可以采用自购料方式,但应遵守QG-0029/ZK-11/2007的规定进行采购和生产。

零件生产单位需提供所加工每批零件的材料检验编号或材质检测报告,材料检验编号必须由我公司出具,材质检验报告必须由我公司或我公司认可的具备材质检测资质的第三方机构出具。

粉末冶金件技术要求

粉末冶金件技术要求
2.引用标准
GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T1184形状和位置公差未注公差值
3.材料
铁基粉末冶金件化学成分见下表:
化学成分
C
Cu
其它
Fe
含量(%)
活塞
1.2~1.6
2.5~4.5
<2

导向器、阀座等
0.5~1.2
1.8~2.5
<能指标如下:
含油密度(g/cm3)
5.2图纸尺寸形位公差有要求的按图纸执行,图纸未作具体要求的按GB/T1184未注形位公差中的H级精度执行。
6.外观:零件外观无破损、裂纹、氧化、严重碰伤、夹杂物及毛刺。重要型面无碰伤。
7.表面处理
部分粉末冶金件要求对表面进行蒸汽处理,蒸汽处理后不得影响重要型面的形状和尺寸,必要时应进行整形处理。
8.防锈处理:零件应进行防锈处理。
含油密度gcm3表面硬度hb显微组织活塞65100150珠光体不低于70游离渗碳体约10且不允许呈网状分布导向器阀座等6390140珠光体不低于40游离渗碳体约5且不允许呈网状分布零件的强度可根据零件的受力情况进行压溃强度的检查压溃力的大小和方式以图纸要求为准
粉末冶金件技术要求
1.主题与适用范围
本标准适用于用铁基粉末冶金压铸、烧结、和切削加工成形的零件,包括活塞、导向器、压缩阀座、压缩阀体、复原阀体等零件。
表面硬度HB
显微组织
活塞
>6.5
100~150
珠光体不低于70%
游离渗碳体约10%
且不允许呈网状分布
导向器、阀座等
>6.3
90~140
珠光体不低于40%
游离渗碳体约5%

加工粉末冶金的超耐磨刀具材质——CBN刀具

加工粉末冶金的超耐磨刀具材质——CBN刀具

加工粉末冶金的超耐磨刀具材质-CBN刀具(CBN刀片)粉末冶金就是说制取金属粉末,及采用成形和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)制成材料和制品的工艺技术。

它是冶金和材料科学的一个分支学科。

粉末冶金技术的应用范围十分广泛,从普通机械制造到精密仪器;从五金工具到大型机械;从电子工业到电机制造;从民用工业到军事工业;从一般技术到尖端高技术,可见粉末冶金技术在工业可以说无处不在。

粉末冶金零件的切削加工常用高硬度,耐磨性较强的刀具材料以实现高效率加工或减少换刀频次。

常用立方氮化硼材质刀具;目前立方氮化硼刀具BN-K10或BN-S50牌号CBN刀具(有CBN成型刀具和数控机夹CBN刀片两种结构)精加工粉末冶金零件效果显著,对于粉末冶金零件的粗加工,华菱开发出BN-S20或BN-S30牌号数控CBN刀片更适合大余量粗加工粉末冶金零件。

粉末冶金发展历史:粉末冶金方法起源于公元前三千多年。

制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。

而现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志:1、克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难。

1909年制造电灯钨丝,推动了粉末冶金的发展;1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。

2、三十年代成功制取多孔含油轴承;继而粉末冶金铁基机械零件的发展,充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。

3、向更高级的新材料、新工艺发展。

四十年代,出现金属陶瓷、弥散强化等材料,六十年代末至七十年代初,粉末高速钢、粉末高温合金相继出现;利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件。

粉末冶金技术的优点:1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。

2、耐用度高、精度高、表面粗糙度及适用于零件图形复杂,机加工比较难加工的零配件。

3、采取粉末冶金技术工件的性能也有提高、(强度、硬度)。

此外想必之下节约材料、减少加工量。

节约生产成本。

提高生产竞争力。

4、粉末冶金技术能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

涂层刀具切削铁基粉末冶金复合材料时的磨损机理

涂层刀具切削铁基粉末冶金复合材料时的磨损机理

系列复合材料 。b N C颗 粒 尺 寸 小 于 1 m, 量 分 数 0 质
( t% ) 5 一2 % ; 具 材 料 为 涂 层 硬 质 合 金 w. 为 % 0 刀
( N2 , 层 材 料 为 : i I i N -T N。 何 参 数 为 C 5) 涂 T C-T C I i 几 - -
7 o= 1 、a = 9 、 =9 、墨 = 1 、r 0 4 mm 、 = 一 2。 。墨 0。 0。 I= .
击 和 刮擦 , 颗粒 硬度 越高 , 切 削刀 具造 成 的损 害越 严 对
重 。 C 的 硬 度 超 过 24 0 HV, 此 , 铁 基 粉 末 冶 金 Nb 0 因 对
从 刀具 磨损 曲线 中可见 , 管3 刀具 都表 现 出很 尽 种
高 的 磨 损 率 , 对 而 言 , N2 涂 层 刀 具 的 耐 磨 性 稍 优 。 相 c 5 由于 复 合 材 料 中 N C硬 质 相 的 硬 度 高 于 硬 质 合 金 , b 使 YT1 刀 具 遭 受 严 重 的 磨 料 磨 损 , 到 4mi 5 不 n刀 具 已 发 生 磨 损 失 效 ; 样 , 8 具 的 耐 磨 性 能 提 高 并 不 明 同 YS 刀 显 。 然 刀 具 的 晶 粒 越 细 , 度 和 断 裂 韧 性 越 高 , 削 虽 硬 切
复 合 材 料 来 讲 , T 5 质 合 金 和 Y 8 细 晶粒 刀 具 都 Y 1硬 S超
不 是 十分有 效 的刀具 材料 。 由于 受 到 N C硬 质 颗 粒 的 剧 烈 刮 擦 和 研 磨 作 用 , b CN2 刀 尖 部 位 的 涂 层 将 很 快 失 去 作 用 , 体 表 现 为 5 具 cN2 刀 具 的 磨 损 率 迅 速 增 加 ( 图 1 。 前 刀 面 未 被 5 见 )而 磨 掉 的 涂 层 继 续 对 切 削 刃 起 到 保 护 作 用 , CN2 刀 具 使 5 的耐磨 性较 未涂 层 的硬质 合 金刀 具有 所 提 高 。 献 【 】 文 3 将 加 工 复 合 材 料 时 涂 层 刀 具 耐 用 度 的 提 高 归 因 于 切 削

粉末冶金

粉末冶金

粉末冶金材料粉末冶金材料用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料(包括制品)。

粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能,如材料的孔隙度可控,材料组织均匀、无宏观偏析(合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象),可一次成型等。

[英文]:powder metallurgy material[解释]:用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料(包括制品)。

粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能,如材料的孔隙度可控,材料组织均匀、无宏观偏析(合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象),可一次成型等。

通常按用途分为7类。

①粉末冶金减摩材料。

又称烧结减摩材料。

通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。

材料表面间的摩擦系数小,在有限润滑油条件下,使用寿命长、可靠性高;在干摩擦条件下,依靠自身或表层含有的润滑剂,即具有自润滑效果。

广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密封等。

②粉末冶金多孔材料。

又称多孔烧结材料。

由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。

材料内部孔道纵横交错、互相贯通,一般有30%~60%的体积孔隙度,孔径1~100微米。

透过性能和导热、导电性能好,耐高温、低温,抗热震,抗介质腐蚀。

用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。

③粉末冶金结构材料。

又称烧结结构材料。

能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷,并能在摩擦磨损条件下工作。

由于材料内部有残余孔隙存在,其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻件低,从而使其应用范围受限。

④粉末冶金摩擦材料。

又称烧结摩擦材料。

由基体金属(铜、铁或其他合金)、润滑组元(铅、石墨、二硫化钼等)、摩擦组元(二氧化硅、石棉等)3部分组成。

其摩擦系数高,能很快吸收动能,制动、传动速度快、磨损小;强度高,耐高温,导热性好;抗咬合性好,耐腐蚀,受油脂、潮湿影响小。

粉末冶金材料的分类及应用

粉末冶金材料的分类及应用

粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料,通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。

这种工艺过程称为粉末冶金法,是一种不同于熔炼和铸造的方法。

其生产过程与陶瓷制品相类似,所以又称金属陶瓷法。

粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法,也是一种无切屑或少切屑的加工方法。

它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。

但金属粉末和模具费用高,制品大小和形状受到一定限制,制品的韧性较差。

粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。

粉末冶金的生产过程(1)生产粉末。

粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。

为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。

(2)压制成型。

粉末在500~600MPa压力下,压成所需形状。

(3)烧结。

在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。

烧结不同于金属熔化,烧结时至少有一种元素仍处于固态。

烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程,成为具有一定孔隙度的冶金产品。

(4)后处理。

一般情况下,烧结好的制件可直接使用。

但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。

后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。

粉末冶金材料的主要类型1 硬质合金硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分,加入起粘结作用的钴粉末,用粉末冶金法制得的材料。

常用硬质合金按成分和性能特点分为:钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽(铌)类。

常用硬质合金的牌号、成分和性能见表1。

表1 常用硬质合金的牌号、成分和性能类别牌号化学成分w/% 物理、力学性能WC TiC TaC Co密度ρ/(g.cm-3)硬度HRA(≮)σb/MPa(≮)钨钴类YG3X 96.5 - <0.5 3 15.0~15.3 91.5 1079 YG6 94.0 - - 6 14.6~15.089.51422 YG6X 93.5 - <0.5 6 14.6~15.0 91.0 1373 YG8 92.0 - - 8 14.5~14.9 89.0 1471 YG8N 91.0 - 1 8 14.5~14.9 89.5 1471 YG11C 89.0 - - 11 14.0~14.4 86.5 2060 YG15 85.0 - - 15 13.0~14.2 87.0 2060YG4C 96.0 - - 4 14.9~15.2 89.5 1422 YG6A 92.0 - 2 4 14.6~15.0 91.5 1373 YG8C 92.0 - - 8 14.5~14.9 88.0 1716钨钛钴类YT5 85.0 - 10 12.5~13.2 89.5 1373 YT15 79.0 - 6 11.0~11.7 91.0 1150 YT30 66.0 - 4 9.3~9.7 92.5 883通用合金YW1 84.0 3 6 12.6~13.5 91.5 1177 YW2 82.0 3 8 12.4~13.5 90.0 13241) 硬质合金的性能硬度高,常温下硬度可达69~81HRC。

粉末冶金在汽车零件上的应用

粉末冶金在汽车零件上的应用

粉末冶金在汽车零件上的应用
粉末冶金在汽车零件上有着广泛的应用。

由于粉末冶金具有节能、节材、节力、环保、近净成形、个性化等多项优点,使得汽车中的许多关键零部件都采用了这种工艺。

在汽车发动机中,粉末冶金零件主要用于气缸、气阀、曲轴、连杆、活塞杆等关键部件的制造。

这些零件使用粉末冶金工艺可以一次成型,减少切削加工,节约成本。

此外,粉末冶金零件的强度和性能也得到了显著提高,可以满足发动机高强度、高效率的工作需求。

在变速器中,粉末冶金零件主要用于行星齿轮架等部件的制造。

通过粉末冶金工艺,可以制造出具有高精度和复杂形状的零件,提高了变速器的传动效率和稳定性。

在底盘系统中,粉末冶金零件可用于制造制动器和离合器等关键部件。

粉末冶金零件的高耐磨性和高耐疲劳性能可以显著提高制动器和离合器的使用寿命和可靠性。

此外,粉末冶金还可以用于制造汽车座椅系统中的金属件、门锁系统中的金属件以及车身系统中的一些金属连接件等。

总体而言,粉末冶金技术在汽车零部件制造中发挥了重要作用,不仅提高了零部件的性能和可靠性,还有助于降低汽车的整体制造成本。

随着汽车工业的发展和环保要求的提高,粉末冶金技术在汽车零件上的应用前景将更加广阔。

粉末冶金的优缺点及其技术

粉末冶金的优缺点及其技术

粉末冶金的优缺点及其技术粉末冶金工艺的优点:1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。

2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯,而不需要或很少需要随后的机械加工,故能大大节约金属,降低产品成本。

用粉末冶金方法制造产品时,金属的损耗只有1-5%,而用一般熔铸方法生产时,金属的损耗可能会达到80%。

3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料,也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质,而烧结一般在真空和还原气氛中进行,不怕氧化,也不会给材料任何污染,故有可能制取高纯度的材料。

4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品,特别是齿轮等加工费用高的产品,用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。

粉末冶金工艺的基本工序是:1、原料粉末的制备。

现有的制粉方法大体可分为两类:机械法和物理化学法。

而机械法可分为:机械粉碎及雾化法;物理化学法又分为:电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。

其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。

2、粉末成型为所需形状的坯块。

成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯,并使其具有一定的密度和强度。

成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。

加压成型中应用最多的是模压成型。

3、坯块的烧结。

烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。

成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。

烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。

对于单元系和多元系的固相烧结,烧结温度比所用的金属及合金的熔点低;对于多元系的液相烧结,烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低,而高于易熔成分的熔点。

除普通烧结外,还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。

4、产品的后序处理。

烧结后的处理,可以根据产品要求的不同,采取多种方式。

如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。

此外,近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工,取得较理想的效果。

粉末冶金 铸铁区别

粉末冶金 铸铁区别

《粉末冶金》是冶炼超硬度、难以加工的硬质合金的方法。

一般硬质合金切割刀头都用这种方法。

是把超硬合金粉末放入成型模具再烧结成型。

硬度高,韧性低,不容易加工!《铸铁》是含碳大于2.1%的铁碳合金,它是将铸造生铁(部分炼钢生铁)在炉中重新熔化,并加进铁合金、废钢、回炉铁调整成分而得到。

与生铁区别是铸铁是二次加工,大都加工成铸铁件。

铸铁件具有优良的铸造性可制成复杂零件,一般有良好的切削加工性。

另外具有耐磨性和消震性良好、硬度适中、韧性高便与加工、价格低等特点。

,两者化学成分区别很大,一般很少在实际中能将两者联系起来,大家经常把“铸铁粉末”和粉末冶金结合起来,只是狭义上的认识,两者的性能和使用环境存在很大区别。

如下:“粉末冶金”具有独特的化学组成和机械、物理性能,而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。

运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品,如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等,是一种少无切削工艺。

(1)粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织。

在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用。

(2)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料,这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。

(3)可以容易地实现多种类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。

(4)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品,如新型多孔生物材料,多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。

(5)可以实现净近形成形和自动化批量生产,从而,可以有效地降低生产的资源和能源消耗。

(6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料,是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。

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粉末冶金零件的切削加工内容摘要:粉末冶金是一种以金属粉末为原料,用于烧结成形,制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。

目前,粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。

粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。

粉末冶金是一种以金属粉末(包括有非金属粉末混入状况)为原料,用于烧结成形,制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。

粉末冶金生产的材料、零件具有质优、价廉、节能和省材等特点,被广泛应用于汽车、电子、仪器仪表、机械制造、原子反应堆、特种高性能合金制造等工业领域,用途愈来愈广泛。

粉末冶金材料的产品结构大体分为粉末冶金机械零件;铁氧体磁性材料。

包括永生磁铁磁性材料和软磁铁磁性材料;硬质合金材料和制品;高熔点金属材料和难熔性金属材料;精细陶瓷材料和制品。

目前,粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。

粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。

磁性材料则主要分为硬磁材料、软磁材料及磁介质材料3大类。

软磁磁性材料生产主要为纯铁、铁铜磷相合金、铁镍合金、铁铝合金材料和制品。

硬磁材料生产的主体则为铝镍铁合金、铝镍钻铁合金、钐钻合金、钕铁硼合金材料和制品的生产。

而磁介质的生产主要集中在软磁材料和制品的生产。

而磁介质的生产主要集中在软磁材料和电介质组合物制成的制品生产方面。

随着需求的增加和产品范围的扩大,在该领域新技术的开发和利用愈来愈收到人们的关注。

粉末冶金工艺制造有许多重要独特的优点,如实现净成形,消除切削加工,还有采用粉末冶金工艺制造的零件,可以在零件中有意识留下残余的多空结构,提高零件自润滑和隔音效果,另外使用粉末冶金制造工艺能够生产用传统铸造工艺很难或者不可能制造的复杂合金零件。

正由于这些优点,使用粉末冶金工艺制造的初衷之一是消除所有的加工,但是这个目标还没有达到。

大多数的零件只是“接近最终形状”,还需要某种精加工。

然而和铸件和锻件相比,粉末冶金零件很耐磨,难以加工,这也制约了冶金粉末工艺制造的推广应用。

性能粉末冶金零件的性能,包括可加工性能,不仅和合金化学成分相关,而且和多孔结构的水平相关。

许多粉末冶金制造的结构零件含孔率多大15~20%,用作过滤装置的零件的含孔率可能高达50%。

而采用锻造或热离子压铸的粉末冶金的零件含孔率较低,只有1%或更少。

后者在汽车和飞机制造应用中正变得特别重要,因为这种材料的零件具有更高的强度。

粉末冶金合金的抗拉强度、韧性和延展性随着密度的增加而增加,同事可加工性也提高了。

这是因为随着粉末冶金合金的密度增加,材料中含孔率减少,对刀尖的损伤减小。

材料中含孔率的增加可以提高零件的隔音性能。

标准零件普遍存在的阻尼振荡在粉末冶金零件里减少。

这对机床、空调吹风管和气动工具很重要。

含孔率高对自滑齿轮也是必要的。

含孔率高降低了粉末冶金零件的可加工性,因为刀具会遭到多孔结构的损伤,而多孔结构是使粉末冶金零件广泛应用的特性之一。

多孔结构是使粉末冶金零件广泛应用的特性之一。

多孔结构能储油且隔音,但也产生微观上的断续切削。

当往从孔到固体颗粒往复移动时刀尖持续地受冲击。

这能导致很小的皮袍破裂变形和沿切削刃的细小切屑。

更糟糕的是,颗粒通常极硬。

即使测到的宏观硬度在洛氏20~35度之间,但组成零件的颗粒个体会高达洛氏20~35度之间,但组成零件的颗粒个体会高达洛氏60度。

这些硬颗粒导致严重而快速的刃口磨损。

很多粉末冶金零件时可热处理的。

热处理后它们更硬更强。

最后,由于烧结和热处理技术和使用的气体,表面会含硬且耐磨的氧化物和/或碳化物。

加工难点虽然粉末冶金工业不断发展中的目标之一是消除机加工,而且粉末冶金工艺的一个主要的吸引力是只需少量的加工,但是很多零件仍然需要后处理获得精度或更好的表面光洁度。

不幸的是加工这些零件时及其困难的。

碰到的多数麻烦是由多孔性引起的。

多孔性导致刃口的微观疲劳。

切削刃在切入切出,它从颗粒和孔之间通过。

重复的小冲击导致产生切削刃上的小裂缝。

这些疲劳裂纹增长直至切削刃微崩。

这种微崩通常很细小,通常表现为正常的磨料磨损。

多孔性还降低粉末冶金零件的热导性。

其结果是切削刃上的温度很高并会引起月牙洼磨损和变形。

内部相连的多孔结构提供切削液从切削区域排出的通路。

这会引起热裂纹或变形,在钻削里尤其重要。

内在的多孔结构引起的表面面积增加还导致在热处理时发生氧化或碳化。

象先前提到的那样,这些氧化物和碳化物很硬很耐磨。

多孔结构也给出零件硬度读数额失效这一点极其重要。

当有意去测一个粉末冶金零件的宏观硬度,它包含孔的硬度的因素。

多孔结构导致结构的倒塌,得出相对较软零件的错误印象。

颗粒个体要硬很多。

像上面描述的,区别是戏剧性的。

粉末冶金零件里夹杂物的存在也是不利的。

加工中,这些颗粒会从表面拉起,当它从刀具前面擦过时在零件表面上形成擦伤或划痕。

这些夹杂物通常很大,在零件表面留下可见的孔。

碳含量的参差不齐导致可加工性的不一致。

例如,有一种FC0208合金,碳含量允许在0.6%到0.9%之间。

一批含碳量0.9%的材料相对较硬,导致刀具寿命差;而另一批含碳量0.6%的材料得到极好的刀具寿命。

可两种合金都在允许范围之内。

最终的加工问题和发生在粉末冶金零件上的切削类型相关。

由于零件接近最终形状,通常切深很浅。

这需要自由切削刃,可是在切削刃上的积屑瘤经常导致微崩。

加工技术为了克服这些问题,需要采用几种独特的技术。

表面多孔结构经常可以通过浸渗来封闭。

通常需要附加自由切削。

近来,已经使用设计用来增加粉末洁净度并降低热处理时氧化物和碳化物的改进的粉末生产技术。

封闭表面多孔结构由金属(通常是铜)或聚合物浸渗完成。

实验数据表明浸渗的真正有点在于关闭表面多孔结构,从而减少切削刃的微观疲劳。

振颤的降低有利于提高刀具寿命和表面粗糙度质量。

通过浸渗封闭多孔结构时,刀具寿命可提高200%。

诸如MnS、S、MoS2、MgSiO3和BN等添加物能提高刀具寿命。

这些添加物通过使切屑更容易从工件上分离、断屑、组织积屑瘤和润滑切削刃来提高可加工性。

增加添加物的量能提高可加工性,但也会降低强度和韧性。

控制烧结和热处理炉气的粉末雾化技术,实现更洁净的粉末和零件的生产。

可使夹杂物和表面氧化物碳化物发生最小化。

刀具材料最广泛地使用于粉末冶金零件加工的刀具是那些在良好的表面粗糙度条件下耐磨、耐刃口破裂和不产生积屑瘤的材料。

这些特性对任何加工操作都是有用的,它们在加工粉末冶金零件时尤其重要。

这些刀具材料包括有立方氮化硼(CBN)刀具、不涂层和涂层金属陶瓷以及改进的涂层烧结硬质合金。

CBN刀具因其高硬度和耐磨性而有吸引力。

这种刀具已经在洛氏硬度45及以上的钢件和铸铁加工中使用多年。

但是,由于粉末冶金合金具有显微硬度和宏观硬度有重大差别的独特性,使CBN刀具能用于软到洛氏硬度25的粉末冶金零件。

关键的参数是克里的硬度。

当颗粒的硬度超过洛氏50度时,不管宏观硬度值是多少,CBN刀具是可用的。

这种刀具明显的局限是它们的韧性不足。

如果是断续切削或含孔率高的话,进行负倒棱和较重的珩磨加工,则需要对刃口进行加固。

但简单的轻切削用珩磨的切削刃就能完成。

有几种材质的CBN是有效的。

韧性最好的材质主要由整体CBN构成。

它们韧性极好,因此可用作粗加工。

这些材质应用的局限通常和表面粗糙度相关。

很大程度上由构成刀具的CBN个体颗粒决定。

当克里从切削刃上脱落时会在工件材料表面产生影响。

而细颗粒刀具脱落一个颗粒则情况不那么严重。

通常使用的CBN材质的CBN含量高,颗粒大小中等。

CBN精加工刀片是细颗粒材质,而且CBN含量低。

它们呢对轻切削和表面粗糙度有要求或被加工合金特别硬的场合最有效。

在很多切削应用中,刀具寿命和材质种类是独立无关的。

换句话说,任何一种CBN材质都可取得类似的刀具寿命。

在这些情况下,材质的选择主要以每个切削刃的成本最低位一句。

一片圆刀片有一整个CBN顶面并能提供四个或更多的切削刃,要比四片镶齿CBN刀片更便宜。

当粉末冶金零件的硬度低于洛氏35度,并且颗粒本身硬度不超出范围,金属陶瓷通常是选择之一。

金属陶瓷很硬,能有效组织积屑瘤且能承受高速。

另外,因为金属陶瓷历来用于钢件和不锈钢的高速加工和精加工,它们通常有适合接近成型零件的理想几何槽型。

今天的金属陶瓷在冶金上是错综复杂的,有多达11种合金元素。

通常它们呢是碳氢化钛(TiCN)颗粒和Ni-Mo粘接剂烧结而成。

TiCN提供对成功使用金属陶瓷很重要的硬度、抗积屑瘤和化学稳定性。

另外,这些刀具通常有很高的粘接剂含量,这意味着它们有良好的韧性。

总而言之,它们具备有效加工粉末冶金合金的所有特性。

有几种材质的金属陶瓷是有效的,就像碳化钨烧结硬质合金那样,粘接剂含量越高,韧性越好。

已知的相对较新的进展是中温化学气象沉积(MTCVD)也能提供粉末冶金加工所需要的性能。

MTCVD保留传统的化学气相沉积(CVD)所有的耐磨性和抗月牙洼磨损性能外还能提高韧性。

这种韧性的增加主要来自裂纹的减少。

涂层在高温下沉积然后在炉内冷却。

由于热膨胀不一致,当刀具到达室温时涂层里包含裂纹。

和平板玻璃上的划痕类似,这些裂纹降低刀具刃口强度。

MTCVD工艺较低的沉积温度导致更低的裂纹频率和韧性较好的切削刃。

当CVD涂层和MTCVD涂层的基体有相同的特性和刃口修磨时,它们的韧性的区别能得到论证。

当使用在刃口韧性有要求的应用,MTCVD涂层性能表现超过CVD 涂层。

通过分析,当加工含多孔结构的粉末冶金零件时,刃口韧性是重要的。

MTCVD 涂层胜过CVD涂层。

物理气相沉积(PVD)涂层较薄且不如MTCVD或CVD涂层耐磨或耐月牙洼磨损。

但是,PVD涂层应用场合是能承受显著冲击。

当切削时磨料磨损场合,另外要求极好的表面粗糙度时,CBN和金属陶瓷太脆,PVD涂层则是有效的。

例如,C-2硬质合金的切削刃在线速度180m/min和进给0.15mm/r的情况下加工FC0205。

在加工20个零件后积屑瘤能引起微崩。

当使用PVD氮化钛(TiN)涂层时,积屑瘤被抑制而且刀具寿命延长。

当使用TiN涂层做这个测试时,粉末冶金零件的磨料磨损特性预计TiCN涂层会更有效。

TiCN有何TiN几乎相同的抗积屑瘤能力但比TiN更硬更耐磨。

多孔结构具有重要作用,但它影响FC0208合金的可加工性。

当多孔结构和特性改变时,各种不同的刀具材料提供相应的有事。

密度低的时候(6.4g/cm3),宏观硬度是低的。

在这种情况下,MTCVD涂层硬质合金提供最佳刀具寿命。

切削刃的微观疲劳很重要,刃口韧性很受重视。

在这个情况下韧性好的金属陶瓷刀片提供最大的刀具寿命。

当生产密度为6.8g/ cm3的同样的合金,磨料磨损特性变得比刃口裂纹更重要。

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