铁基粉末冶金件热处理与烧结硬化工艺-.研究

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1、东南大学硕士学位论文和制造工艺的综合研究，从粉体粒子的流动、烧结机理、断裂力学等方面找到缺陷形成的原因并提出解决方案。(2)粉末冶金成形技术的近净成形和近终成形趋势：着眼于粉体流动、充填成形、烧结过程粉末特性控制、粘结剂等角度，大力发展近净成形和近终成形的高致密化工艺技术，这是降低竞争成本、减少制造工序、适应国际化市场的必然要求【10】。(3)粉末冶金零部件的高精度化趋势：通过对粉末冶金工模具、粉末冶金设备、粉末冶金工艺过程的精确设计和控制，实现粉末冶金零部件宏观尺寸的更高精度；通过对粉体特性、粉末冶金零件显微组织、粉末冶金工艺过程的精确设计和控制，实现粉末冶金零部件

2、微观领域的显微精度。(4)粉末冶金材料功能复合化趋势：针对国际化的高端市场，研究和开发出高附加值的新型复合材料或者复合有附加性能的新型材料，是各国粉末冶金工作者努力追求的目标。这就要求在诸如复合材料设计、成形固化、复合材料组织控制、性能评价等方面能够做出开创性的突破。(5)粉末冶金设计的微观化趋势：由宏观的“尺寸一形状一性能”设计层面转向“显微组织一微观结构一性能"的设计层面，粉末冶金设计由粉体特性设计、模具设计、产品形状设计等宏观设计体系向显微组织和显微结构设计的微观体系深入和发展。(6)粉末冶金过程控制的数值模拟化趋势：利用数值优化技术、动态测试技术和计算机模拟技

3、术，通过对粉末冶金生产过程进行动态的观测和数值化的控制，可以实现对粉末冶金产品品质的动态监测控制，大大提高产品的成品率和生产效率㈣。(7)粉末冶金制造工艺流程的集成化和低成本化趋势：近年来，高速压制成形、流动温压成形、微波烧结【l引、烧结硬化等流程集成化技术的产生和应用，极大地降低了粉末冶金零部件的制造成本，提高了粉末冶金生产流程的单位时间效能，是粉末冶金技术的最新发展趋势。(8)粉末冶金制造过程清洁高效和环保的趋势：寻求资源的再生利用和减少生产过程中对环境的污染，是现代产业的发展趋势。因此，针对易再生材料的设计、有害物质的材质控制、润滑剂的煤烟控制、烧结气氛再生方法

4、的开发和烧结零件的轻量化等，从合金设计和工艺设计的角度进行技术创新，使粉末冶金各项工艺流程符合环保的强制性法规，从而使粉末冶金产业更清洁、更环保。1．1．3铁基粉末冶金零部件的应用粉末冶金制品的用途广泛，其中铁基低合金钢机械零件是目前粉末冶金工业中产量最大、应用领域最广的一类产品。铁基粉末冶金材料是最重要的粉末冶金材料之一，特别是汽车行业的快速发展对铁基粉末冶金行业更是起了很大的推动作用【l3

5、。表1．1所列为世界部分国家单辆汽车使用的粉末冶金零件的情况统计，由表可见，2005年每辆车使用粉末冶金零件重量较2000年增加了15％'---'20％，而且中国每辆车用量仅为

6、日本和欧洲的1／2，只有美国的1／4。根据国家统计局统计的数据显示，我国汽车产量2003年达到400余万辆，2004年达到507万辆左右，2005年达到575万辆，到2010年甚至达到了1800万辆，可见汽车用粉末冶金零件具有很大的市场需求量。此外，诸如家用器具、农业机械、电动工具、文体休闲器材等领域也广泛应用铁基粉末冶金零件。表1．2所列为常规铁基粉末冶金材料的基本用途【l4

7、。第一章绪论表1．1中、美、日、西欧平均每辆汽车使用的粉末冶金零件用量统计【15】(单位：kg／辆)表1．2常规铁基粉末冶金材料的基本用途应用领域用途、占十在汽车核心零部件中附加值较高的主要有

8、发动机的进排气门、发动¨中机连杆、变速箱齿轮中的同步器锥环和油泵主从动齿轮等播种机浮动凸轮、从动链轮，条播机供种滚筒与闭合器、行星齿轮；通用机械拖拉机油泵齿轮，柴油机平衡齿轮、调速齿轮、凸轮轴齿轮、起动齿轮、曲轴正时齿轮家用冰箱与空调器压缩机中的连杆、活塞、阀板，进、排气阀导管，家用电器上、下轴承，平衡块，缸体，叶片；洗衣机、干燥机之类设备中使用的偏心齿轮和齿条齿轮；洗涤机中的水泵叶轮。电动工具中使用的凸轮、杆件、平衡块、轴承、轴承座、离合器、电动工具转子、缸套、侧板、叶片及卡盘夹爪；手电钻、线锯、修剪机、冲击改锤中的直齿轮、伞齿轮、端面齿轮、小齿轮、螺旋齿轮液压件诸

9、如各种齿轮泵，转子泵，轴向柱塞泵，叶片泵，扭矩马达其他应用等中的许多齿轮；次摆线内、外转子，月芽形齿轮；轴向柱塞泵的缸体，压板，球座及滑靴；叶片泵的阀板、凸轮环等1．2烧结硬化铁基粉末冶金材料1．2．1概述随着汽车工业的发展，齿轮、链轮、带轮、凸轮、齿毂、转子等高性能粉末冶金零件的需求不断增长，为铁基粉末冶金材料的应用提供了更大的市场【16,17j。传统粉末冶金零件为获得较高的力学性能，往往需要在烧结完成后再进行后续热处理，很容易导致高热应力和零件变形，影响零件的尺寸精度。烧结硬化工艺是20世纪90年代开发出来的一项粉末冶金新技术，它很好地解决了传统