美 國 | 歐 洲 | 遠 東 | |
生產線 | 10 | 6 | 4 |
在生產的零件 | 20 | 3 | 15 |
在試驗的公司 | 一些 | 10+ | 10+ |
應 用 | 優 點 |
螺旋齒輸(電動工具) | 增高強度 |
泵輪 | 增高強度 |
連桿 | 增高疲勞強度 |
凸輪 | 減少磨損 |
鏈輪 | 增高切削加工強度 |
同步器轂 | 增高強度 |
螺旋齒輪(變速箱) | 增高彎曲疲勞強度 |
軟磁零件 | 較高密度 |
在粉末冶金零件生產中,為了減少粉末顆粒之間和粉末顆粒與模壁之間的摩擦,粉末混合料中都添加有一定量的潤滑劑,諸如硬脂酸鋅等。要除去這些潤滑劑始終是粉末冶金機械零件生產中一個難題。能否將潤滑劑混入粉末中改為噴涂于模壁上,是長期探索的一條途徑。據文獻報導(4),用鐵粉(F-0000)和鋼粉(FN0205,Fe-2.Ni-0.45 C-1.3Cu)進行的試驗表明,在密度6.0g/em³-7.3g/cm³的范圍內,模壁潤滑者比將潤滑劑摻加于粉末內者,生坯強度可增高128%-127%(對于F-0000)和66%-139%(對于FN0205),而兩者的燒結件強度相差很小,可認為在試驗的誤差范圍之內。現在,美國Gasbarre Products己采用模壁潤滑,其系統已在市場出售。
燒結硬化是將鐵基粉末冶金零件的燒結過程和借助于通過爐子冷卻帶時進行淬火硬化結合起來的一項新工藝。在美國MPIF1997年版“粉末冶金結構零件材料標準”中,己含有這類材料的技術標準(見“粉末冶金工業”V01.8N0.3,1998,444)。這類材料是由預合金化Ni-Mo鋼粉混合以銅粉與石墨粉制成的。QMP的ATOMET4701粉就是為燒結硬化工藝而開發的。在燒結硬化過程中,可通過控制燒結爐冷卻帶的冷卻速度來調整材料的顯微組織,使之達到所要求的馬氏體含量和力學性能。表3顯示由低合金Ni-Mo鋼粉+2%銅粉+1%石墨粉制造的,密度6.75g/cm³的燒結硬化鋼的硬度和馬氏體百分含量的關系(5)。很明顯,這類材料的開發,對于需要進行后續熱處理的高強度粉末冶金結構零件的發展具有重要實際意義。
表三 :燒結硬化鋼的硬度與馬氏體百分含量的關系
硬 度(HRC) | 馬氏體(%) | 珠光體+孔隙(%) |
10 | 10 | 90 |
15 | 18 | 82 |
20 | 40 | 60 |
25 | 55 | 45 |
30 | 75 | 25 |
35 | 85 | 15 |
40 | 95 | 5 |
這種材料是由顆粒表面涂覆有一層樹脂類材料的鐵粉,用溫壓壓制成形的。瑞典赫格納斯公司生產的這類粉末牌號為Somaloy500、QMP的牌號為ATOMETEM-1。由這種SMC材料制造的鐵粉芯,在美國通用汽車公司的整體線圈與電子線路(ICE-4)點火裝置中己得到了應用。在1997年SAE國際會議與博覽會上,這個產品獲得了汽車革新獎。這個產品是用溫壓試制的*產品,1990年開始在葡萄牙試生產,1992年樣品開始投放歐洲與南美市場,1998年這種產品將開始用于美國車輛中,現在這種SMC材料已發展到第三代,其性能改進的數據見表4。
表四 :美國通用汽車公司用于AC用途的SMC材料的性能改進(4)
初期材料 | 現在的材料 | 第二代材料 | 第三代材料 | |
密度(g/cm³) | 7.20 | 7.25 | 7.35 | 7.45 |
電陰率(ohm-cm) | 0.15 | 0.20 | 0.20 | 1.50 |
Bmax(KG) | 13.00 | 13.5 | 14.5 | 15.75 |
*大磁導率 (G/Oe) | 90 | 190 | 350 | 400 |
于1500e和50Hz下測量的數據 |
這種材料的開發與應用為汽車點火裝置、電燈振流器、變壓器鐵芯、低頻濾波器與扼流圈鐵芯,以及電動機中的硅鋼片制品,找到了一種經濟的替代產品。因此,這可能是一類極有發展前景,市場廣闊的新材料。
除上述外,金屬注射成形(MIM)和高溫燒結工藝也都是值得重視的新工藝。
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