高密度粉末冶金零部件開發(fā)科技發(fā)展計劃項目申報書(編輯修改稿)
2025-04-05 08:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 參數(shù)對粉末塑性變形能 力的影響。 8 （ 3）鐵基制品高密度成形技術(shù)研究。集成粉末改性處理、高速壓制、模壁潤滑和先進(jìn) 模架模具 結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)來獲得高密度壓坯，進(jìn)而優(yōu)化燒結(jié)和熱處理工藝參數(shù)得到高密度鐵基制品。重點研究 顆粒形狀和粒度配比 、 塑化劑的添加 、 模壁潤滑 、模具結(jié)構(gòu)和壓制方式對壓坯密度及其分布、密度均勻性和尺寸精度的影響。 （ 4）鐵基大制品燒結(jié)和熱處理技術(shù)研究。研究鐵基大制品在連續(xù)燒結(jié)過程中的 燒結(jié)精確控溫技術(shù)，得出燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間、燒結(jié)氣氛對零件致密度、成分和組織均勻性、尺寸一致性和綜合力學(xué)性能的影響規(guī)律，并 闡明高密度鐵基粉末冶金材料的 致密化機(jī)理。研究高密度鐵基材料的先進(jìn)熱處理技術(shù)。最后對燒結(jié)和熱處理態(tài)鐵基材料的顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行表征。對高性能粉末冶金零件進(jìn)行應(yīng)用試驗考核。 （ 5）粘結(jié)化鐵基粉末及鐵基大制品產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵裝備設(shè)計。針對鐵基粉末粘結(jié)化技術(shù)和高密度成形技術(shù)的特點，研制與之相適應(yīng)的粉末制備、成形、燒結(jié)和熱處理裝備，包括開發(fā)連續(xù)式混合裝置、先進(jìn)模具和模架結(jié)構(gòu)設(shè)計、先進(jìn)送粉和模壁潤滑機(jī)構(gòu)、以及特殊熱處理裝置等關(guān)鍵設(shè)備，以滿足工業(yè)化生產(chǎn)對產(chǎn)品密度誤差、尺寸精度、穩(wěn)定性和一致性的要求。 主要創(chuàng)新點、先進(jìn)性 （ 1）高密度鐵基合金成分設(shè)計 。針對高密度鐵基材料壓制和燒結(jié)致密化的特點，采用 合金成分 、工藝、組織和性能一 體化設(shè)計 ，研制出 適合 高密度成形技術(shù)的高性能鐵基合金。 （ 2）高品質(zhì)粘結(jié)化鐵基粉末的制備技術(shù)。以國產(chǎn)水霧化鐵粉為主要原料，通過綜合利用優(yōu)化粉末粒度組成、添加母合金粉和增塑劑并進(jìn)行塑化處理，再添加石墨和潤滑劑等制備出具有良好流動性和壓制成形性的粘結(jié)化鐵基粉末。 9 （ 3）高密度成形技術(shù)。在粉末改性處理提高原料粉末流動性和塑性變形能力的基礎(chǔ)上，將粘結(jié)化鐵基粉末和高速壓制相結(jié)合，并在 高速壓制 過程中結(jié)合模壁潤滑技術(shù)來獲得高致密度，具有合金成分均勻 ，綜合力學(xué)性能優(yōu)異的特點 。 （ 4）粘結(jié)化粉末混合裝置的設(shè)計。連續(xù)式混合裝置用于粘結(jié)化鐵基粉末的制備，它通過軟化處理復(fù)合粉末、石墨、潤滑劑和增塑劑等 各種原料的定量供給和高效混合，實現(xiàn)高壓制密度專用粉末的連續(xù)、穩(wěn)定的批量化生產(chǎn) 。這提高了成形粉末的批量穩(wěn)定性，為高密度鐵基零件的量產(chǎn)提供了保證。 （ 5）壓制成形裝置的設(shè)計。針對高密度、高均勻性和大尺寸鐵基粉末冶金零件的結(jié)構(gòu)和形狀特點，對送料裝置、模具、模架、模壁潤滑系統(tǒng)和出料系統(tǒng)進(jìn)行綜合設(shè)計，實現(xiàn)一體化精確控制，有效控制產(chǎn)品的成分和密度均勻性，從而有效提高綜合力學(xué)性 能、產(chǎn)品一致性和生產(chǎn)效率，為批量化穩(wěn)定生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。 （ 5）高品質(zhì)粘結(jié)化鐵基粉末及制品生產(chǎn)線技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。在粘結(jié)化鐵基粉末改性和高密度成形技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，配合連續(xù)式混合裝置和壓制成形裝置的設(shè)計，形成高品質(zhì)粘結(jié)化鐵基粉末和高性能鐵基制品工業(yè)化的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。 ①綜合利用粉體塑化處理和高速壓制成形原理，建立高密度、高均勻性和大尺寸鐵基粉末冶金制品制備新技術(shù)，獲得密度達(dá)到，密度差小于 。 我們通過對水霧化鐵粉顆粒形狀及粒度的研究，發(fā)現(xiàn)采用水霧化鐵粉及預(yù)合金粉末按顆粒形狀和粒度要求按一定比例混合，其顆粒具有互補(bǔ)性，小顆粒容易填充到大顆粒之間的孔隙中去，通過對提高粉末壓縮性能塑化劑種類和添加量的研究確定，并一定溫度下進(jìn)行塑化 10 處理，軟化鐵粉顆粒的顯微硬度，降低顆粒塑性變形阻力，有效地降低粉末顆粒間的摩擦力，使鐵粉顆粒整體塑性得到明顯改善；研究新型的粘結(jié)劑和潤滑劑，進(jìn)一步提高粉末混合的均勻性，通過自行設(shè)計制作的 5 噸專用連續(xù)式混合裝置，制成高密度專用粉末，粉末的松比為 ～ ，流動性≤ 36s/50g，壓縮性≥ 。 ②研究大尺寸制品的成形特點及典型缺陷的形成機(jī)理，結(jié)合粉末高速壓制成形技術(shù)，設(shè)計高密度成形專用裝備，集成模壁潤滑和先進(jìn) 模架模具 結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)來獲得大尺寸高密度壓坯，進(jìn)而優(yōu)化燒結(jié)和熱處理工藝參數(shù)得到高密度鐵基制品。 粉末高速壓制成形技術(shù)以 ?10m/s 的速度，對塑化和粘結(jié)化處理的粉末進(jìn)行壓制成形，通過沖擊能量向壓制能量的轉(zhuǎn)換和應(yīng)力波傳播的能量累加，獲得比傳統(tǒng)壓制高得多的密度，而通過短時多次的連續(xù)壓制，其壓制能量交互作用并累加，得到比單次壓制更高的壓制密度，而且密度在軸向和 徑向上的分布更加均勻。壓制過程中的應(yīng)變遲豫導(dǎo)致零件的橫向膨脹減小，脫模力大大降低，在傳統(tǒng)壓制中由于脫模造成的橫向裂紋的發(fā)生幾率大大降低。綜合多種因素，高速壓制技術(shù)在高密度、高均勻性、工藝可靠性等方面均顯示處明顯優(yōu)勢。 （ 1）優(yōu)化設(shè)計高密度鐵基粉末冶金材料成分。通過壓制性能對比、燒結(jié)致密化行為研究、顯微組織和力學(xué)性能分析進(jìn)行高密度粉末成分設(shè)計，滿足汽車及先進(jìn)制造領(lǐng)域用高性能鐵基粉末冶金材料對密度、硬度、強(qiáng)度、疲勞性能以及磁性能的要求。 （ 2）通過研究鐵基粉末改性處理技術(shù)顯著提高粉末壓縮性能。將水霧化鐵粉及預(yù)合 金粉末按顆粒形狀和粒度要求進(jìn)行搭配，并添加塑化劑和 粘結(jié)劑制備 高壓縮性的鐵基粉末，粉末壓縮性達(dá)到 以上，較國內(nèi)水霧化鐵粉提高 。 11 （ 3）突破大尺寸高密度鐵基制品的工藝技術(shù)。研究采用高密度成性粉末和高速成形技術(shù)制備高密度大尺寸鐵基制品工藝，總結(jié)連續(xù)燒結(jié)過程中的 燒結(jié)精確控溫技術(shù)，得出燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間、燒結(jié)氣氛對零件致密度、成份和組織均勻性、尺寸一致性和綜合力學(xué)性能的影響規(guī)律 。突破大尺寸（直徑≥ 150mm）高密度鐵基制品制備關(guān)鍵技術(shù)。 （ 4）開發(fā)高密度、高磁導(dǎo)率軟磁材料產(chǎn)品。研 究軟磁材料的壓制行為、燒結(jié)致密化規(guī)律、顯微組織、
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