高密度粉末冶金零部件開發(fā)科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)書-文庫吧資料
2025-03-08 08:29本頁面
【正文】 對壓坯密度的影響 ? 壓制方式對壓坯密度的影響 ? 高精度模具和模架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 壓制工藝參數(shù)優(yōu)化 ? 顯微組織和力學(xué)性能分析 ? 工業(yè)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì) 批量混粉工藝 連續(xù)燒結(jié)硬化及尺寸精度控制 13 品質(zhì)粘結(jié)化鐵基粉末的低成本制備技術(shù)，解決其產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵裝備和技術(shù)問題。結(jié)合模壁潤滑作用，壓制出密度大 于 。由于高密度粉末冶金結(jié)構(gòu)件在國內(nèi)是空白，技術(shù)工藝屬國內(nèi)首創(chuàng)，所以在生產(chǎn)的模具和工裝方面都需要重新設(shè)計(jì)。研 究軟磁材料的壓制行為、燒結(jié)致密化規(guī)律、顯微組織、以及磁性能，分析磁導(dǎo)率、磁飽和強(qiáng)度與產(chǎn)品密度的關(guān)系，開發(fā)系列鐵基軟磁材料，使產(chǎn)品的密度達(dá)到 ，磁導(dǎo)率達(dá)到 6000 以上，磁飽和強(qiáng)度達(dá)到 。突破大尺寸（直徑≥ 150mm）高密度鐵基制品制備關(guān)鍵技術(shù)。 11 （ 3）突破大尺寸高密度鐵基制品的工藝技術(shù)。 （ 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。 （ 1）優(yōu)化設(shè)計(jì)高密度鐵基粉末冶金材料成分。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。 ②研究大尺寸制品的成形特點(diǎn)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(jì)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(jì)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。 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 。 （ 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)。 （ 5）壓制成形裝置的設(shè)計(jì)。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(shí)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) 。在粉末改性處理提高原料粉末流動(dòng)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(diǎn) 。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(dòng)性和壓制成形性的粘結(jié)化鐵基粉末。針對高密度鐵基材料壓制和燒結(jié)致密化的特點(diǎn)，采用 合金成分 、工藝、組織和性能一 體化設(shè)計(jì) ，研制出 適合 高密度成形技術(shù)的高性能鐵基合金。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(diǎn)，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(jì)、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。對高性能粉末冶金零件進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)考核。研究高密度鐵基材料的先進(jìn)熱處理技術(shù)。 （ 4）鐵基大制品燒結(jié)和熱處理技術(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(jì)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。比較分析增塑處理工藝參數(shù)對粉末塑性變形能 力的影響。首先將水霧化鐵粉及預(yù)合金粉末按顆粒形狀和粒度要求進(jìn)行搭配，然后添加塑化劑并進(jìn)行增塑處理，接著 添加粘結(jié)劑 后 制備 成 高流動(dòng)性 、合金成分均勻和高壓縮性的粘結(jié)化鐵基粉末。通過壓制性能對比、燒結(jié)致密化行為研究、顯微組織表征和力學(xué)性能分析進(jìn)行高密度鐵基粉末冶金材料的成 分設(shè)計(jì)并進(jìn)行優(yōu)化，滿足汽車及先進(jìn)制造領(lǐng)域用高性能鐵基粉末冶金制品對密度、硬度、強(qiáng)度、疲勞性能和磁性能的要求。然而，該技術(shù)在制備大尺寸鐵基制品方面還存在很多難點(diǎn)，主要包括：均勻合金成分和顯微組織的獲得，大尺寸、多臺(tái)階、復(fù)雜形狀零件的密度均勻性的控制，以及燒結(jié)尺寸精度的嚴(yán)格控制。 2021年 10 月中南大學(xué)、北京科技大學(xué)和華南理工大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)了國家“ 863”計(jì)劃，較系統(tǒng)地開展了溫壓技術(shù)的研究，并利用轉(zhuǎn)爐煙塵中鐵粒為原料設(shè)計(jì)溫壓用粉，獲得密度大于 件。我國粉末冶金行業(yè)的整體技術(shù)水平還有待大幅度提高。在粘結(jié)化鐵基合金粉末方面，我國的種類遠(yuǎn)少于國外，高檔次鐵基粉末冶金制品用粘結(jié)化粉末幾乎全部依賴進(jìn)口。 （ b）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ) 目前我國水霧化鐵粉年產(chǎn)量已超過 11 萬噸，但是存在壓縮性不高和壓縮性穩(wěn)定性較差等問題。日本 NTN 公司于 2021 年報(bào)道了鐵基燒結(jié)合金的新型制備技術(shù)，通過改進(jìn)原料粉末、成形和燒結(jié)條件，以及采用先進(jìn)的熱處理技術(shù)，在 580~980MPa 的成形壓力下制備出理論密度在 95%以上的鐵基燒結(jié)合金，使致密度、硬度和疲勞性能得到大幅度提高，但是該發(fā)明的核心技 術(shù)并未披露。溫壓成形的密度只能達(dá)到 ，產(chǎn)品性能已經(jīng)不能滿足日益嚴(yán)格的技術(shù)要求。目前，粉末鍛造的核心技術(shù)仍然掌握在德國 GKN 公司、日本豐 田汽 車 公司和美國福特汽 車 公司等少數(shù)企業(yè)的手中。加拿大魁北克粉末公司研發(fā)出 FLOMET Powder 粘結(jié)化處理粉末。美國赫格拉斯公司、瑞典赫格拉斯公司、加拿大魁北克粉末公司、日本神戶制鋼和川崎制鐵公司代表了粘結(jié)化鐵基粉末制備的前沿技術(shù) 。這對推動(dòng)我國鐵基粉末冶金行業(yè)的整體技術(shù)和裝備水平的提升、 加快 我國粉末冶金產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整、以及打破國外在高端鐵基粉末和制品領(lǐng)域的技術(shù)和市場壟斷都具有重要的意義。 重點(diǎn)解決大尺寸、多臺(tái)階粉末冶金零件制備過程中密度和成分均勻性的控制、提高性能穩(wěn)定性和工藝可控性等技術(shù)難題。粉末熱鍛制能夠制備出密度高達(dá) 、同步器齒轂和傘齒輪等零件，并在汽車上得到應(yīng)用，但是粉末熱鍛存在工藝
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