【正文】 ；FTG60Cu3Mo40，%～%，合金元素含量Cu2%～4%、%～%，抗拉強(qiáng)度400MPa的粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料；FTG60Cu3Mo40（55R），表示該燒結(jié)銅鉬鋼熱處理后的抗拉強(qiáng)度為550MPa。粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)零件具有精度較高，表面粗糙值小，不需或只需少量切削加工，節(jié)省材料，生產(chǎn)率高，制品多孔，可浸潤(rùn)滑油，減摩、減振、消聲等特點(diǎn)。鐵粉的60%～70%用于制造粉末冶金零件。其中碳保證高速鋼具有高硬度和高耐磨性，鎢和鉬提高鋼的熱硬性，鉻提高鋼的淬透性，而釩則提高鋼的耐磨性。切削性能是熔煉高速鋼的1～4倍。粉末高速鋼可減少或消除偏析，獲得均勻分布的細(xì)小碳化物，具有較大的抗彎強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度；韌性提高50%，磨削性也大大提高；熱處理時(shí)畸變量約為熔煉高速鋼的十分之一，工具壽命提高1～2倍。高速鋼的合金元素含量高，采用熔鑄工藝時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偏析使力學(xué)性能降低。根據(jù)GB2075—87規(guī)定，切削加工用硬質(zhì)合金按切削排出形式和加工對(duì)象范圍不同，分為P、M、K三個(gè)類別，同時(shí)又依據(jù)加工材質(zhì)和加工條件不同，按用途進(jìn)行分組，在類別后面加一組數(shù)字組成代號(hào)。應(yīng)用性能硬質(zhì)合金的性能及應(yīng)用該類硬質(zhì)合金是在上述硬質(zhì)合金中添加TaC或NbC，它的熱硬性高（1000℃），其它性能介于鎢鈷類與鎢鈦鈷類之間，它既能加工鋼材，又能加工非鐵金屬。它是由碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭（TaC）或碳化鈮（NbC）和鈷組成。該類硬質(zhì)合金的熱硬性高（900～1100℃），耐磨性好，但抗彎強(qiáng)度較低，不能承受較大的沖擊，磨削加工性較差，主要用于加工鋼材。牌號(hào)為“YT+數(shù)字”（YT為“硬鈦”漢語(yǔ)拼音字首），數(shù)字表示碳化鈦平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)。該類合金的抗彎強(qiáng)度高，能承受較大的沖擊，磨削加工性較好，但熱硬性較低（800～900℃），耐磨性較差，主要用于加工鑄鐵和非鐵金屬的刃具。牌號(hào)為“YG+數(shù)字”（YG為“硬鈷”漢語(yǔ)拼音字首），數(shù)字表示鈷平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Co系）、鎢鈦鈷類（WCTiCCo系）、鎢鈦鉭（鈮）類[WCTiCTaC(NbC)Co系、WC退火處理后，可進(jìn)行切削加工；淬火、回火處理后，有相當(dāng)于硬質(zhì)合金的高硬度和耐磨性，一定的耐熱、耐蝕和抗氧化性。類型有含鎢硬質(zhì)合金，鋼結(jié)硬質(zhì)合金，涂層硬質(zhì)合金，細(xì)晶粒硬質(zhì)合金等。硬質(zhì)合金的種類和牌號(hào)硬質(zhì)基體是難熔金屬的碳化物，如碳化鎢及碳化鈦等；粘結(jié)金屬為鐵族金屬及合金，以鈷為主。硬質(zhì)合金由硬質(zhì)基體（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%～97%機(jī)械零件和結(jié)構(gòu)材料有粉末減摩材料，包括多孔減摩材料和致密減摩材料；粉末冶金鐵基零件及粉末冶金非鐵金屬零件等。工具材料大致有粉末高速鋼、硬質(zhì)合金、超硬材料粉末冶金是一項(xiàng)很有發(fā)展的新技術(shù)、新工藝，已廣泛應(yīng)用在農(nóng)機(jī)、汽車、機(jī)床、冶金、化工、輕工、地質(zhì)勘探、交通運(yùn)輸?shù)雀鞣矫?。各壁的交接處?yīng)采用圓角或倒角過(guò)渡，避免出現(xiàn)尖角，以利于壓實(shí)及防止模具或壓坯產(chǎn)生應(yīng)力集中。⑷避免側(cè)壁上的溝槽和凹孔，以利于壓實(shí)或減少余塊。避免局部薄壁，以便裝粉壓實(shí)和防止出現(xiàn)裂紋.盡量采用簡(jiǎn)單、對(duì)稱的形狀，避免截面變化過(guò)大以及窄槽、球面等，以利于制模和壓實(shí)。粉末冶金材料常用的成形方法是在剛性封閉模具中將金屬粉末壓縮成形，模具成本較高；由于粉末流動(dòng)性較差，且又受到摩擦力的影響，壓坯密度一般較低且分布不均勻，強(qiáng)度不高，薄壁、細(xì)長(zhǎng)形和沿壓制方向呈變截面的制品還難以成形。電火花加工、電子束加工、激光加工等特種加工方法以及離子氮化、離子注入、氣相沉積、熱噴涂等表面工程技術(shù)已用于粉末冶金制品的后處理，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率和制品質(zhì)量。電鍍用于要求防銹、耐磨及裝飾的制件。蒸汽處理是工件在500～560℃的熱蒸汽中加熱并保持一定時(shí)間，使其表面及孔隙形成一層致密氧化膜的表面工藝，用于要求防銹、耐磨或防高壓滲透的鐵基制件。熱鍛是獲得致密制件常用的方法，熱鍛造的制品晶粒細(xì)小，且強(qiáng)度和韌性高。對(duì)于不受沖擊而要求耐磨的鐵基制件可采用整體淬火，由于孔隙的存在能減少內(nèi)應(yīng)力，一般可以不回火。對(duì)燒結(jié)體加熱到一定溫度，再通過(guò)控制冷卻方法等處理，以改善制品性能的方法。浸熔融金屬可提高強(qiáng)度及耐磨性，鐵基材料常采用浸銅或鉛。浸油即在燒結(jié)體內(nèi)浸入潤(rùn)滑油，改善其自潤(rùn)滑性能并防銹，常用于鐵、銅基含油軸承。用非金屬物質(zhì)（如油、石蠟和樹脂等）填充燒結(jié)體孔隙的方法。整形是為達(dá)到特定的表面形狀而進(jìn)行的復(fù)壓，通過(guò)整形模對(duì)制品施壓以校正變形且降低表面粗糙度值。為提高燒結(jié)體物理和力學(xué)性能而進(jìn)行的施加壓力處理，包括精整和整形等。指壓坯燒結(jié)后的進(jìn)一步處理，根據(jù)產(chǎn)品具體要求決定是否需要后處理。真空燒結(jié)能避免氣氛中的有害成分（H2O、OH2）等的不利影響，還可降低燒結(jié)溫度（一般可降低100～150℃）。如鐵基、銅基制品常采用發(fā)生爐煤氣或分解氨，硬質(zhì)合金、不銹鋼常采用純氫。燒結(jié)氣氛也直接影響到燒結(jié)體的性能。燒結(jié)氣氛燒結(jié)溫度過(guò)高和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將降低產(chǎn)品性能，甚至出現(xiàn)制品過(guò)燒缺陷；燒結(jié)溫度過(guò)低或時(shí)間過(guò)短，制品會(huì)因欠燒而引起性能下降。燒結(jié)溫度和時(shí)間燒結(jié)條件的因素包括加熱速度、燒結(jié)溫度和時(shí)間、冷卻速度、燒結(jié)氣氛及燒結(jié)加壓狀況等。按燒結(jié)溫度下是否有液相分為固相燒結(jié)和液相燒結(jié)；按燒結(jié)溫度分為中溫?zé)Y(jié)和高溫?zé)Y(jié)（1100～1700℃），按燒結(jié)氣氛的不同分為空氣燒結(jié)，氫氣保護(hù)燒結(jié)（如鉬絲爐、不銹鋼管和氫氣爐等）和真空燒結(jié)。零件置于爐內(nèi)靜止不動(dòng)，通過(guò)控溫設(shè)備，對(duì)燒結(jié)爐進(jìn)行需要的預(yù)熱、加熱及冷卻循環(huán)操作，完成燒結(jié)材料的燒結(jié)過(guò)程。間歇燒結(jié)連續(xù)燒結(jié)生產(chǎn)效率高，適用于大批量生產(chǎn)。1）連續(xù)燒結(jié)分為為連續(xù)燒結(jié)和間歇燒結(jié)。⑵如WCuNi、WCu、WCCo、TiCNi、FeCu(Cu10%、FeNiAl、CuPb、CuSn、CuC、CuW、AgW等。如CuNi、FeNi、CuAu、WMo、AgAu、多元系固相燒結(jié)是由兩種或兩種以上的組元構(gòu)成的燒結(jié)體系，在其中低熔成分的熔點(diǎn)溫度以下進(jìn)行的固相燒結(jié)?？梢詫Y(jié)分為單元系燒結(jié)、多元系固相燒結(jié)及多元系液相燒結(jié)。浮動(dòng)陰模中的粉末在一個(gè)運(yùn)動(dòng)模沖和一個(gè)固定模沖之間進(jìn)行壓制，陰模由彈簧支承，處于浮動(dòng)狀態(tài)，開始加壓時(shí)，由于粉末與陰模壁間摩擦力小于彈簧支承力，只有上模沖向下移動(dòng)；隨著壓力增大，當(dāng)二者的摩擦力大于彈簧支承力時(shí)，陰模與上模沖一起下行，與下模沖間產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，使單向壓制轉(zhuǎn)變?yōu)閴号鞯碾p向受壓，而且壓坯雙向不同時(shí)受壓，這樣壓坯的密度更均勻。⑶雙向壓制比較適宜高度或厚度較大的制品。⑵單向壓制模具簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高，但壓制時(shí)受摩擦力的影響，制品密度不均勻，適宜壓制高度或厚度較小的制品。單向壓制常用的模壓方法有單向壓制、雙向壓制、浮動(dòng)模壓制等。超過(guò)極限強(qiáng)度后，粉末顆粒發(fā)生粉碎性破壞。室溫壓制時(shí)一般需要約1噸/厘米2以上的壓力，壓制壓力過(guò)大時(shí)，影響加壓工具；并且有時(shí)坯體發(fā)生層狀裂紋、傷痕和缺陷等。成形是將粉末轉(zhuǎn)變成具有所需形狀的凝聚體的過(guò)程。常用的制粒設(shè)備有振動(dòng)篩、滾筒制粒機(jī)、圓盤制粒機(jī)等。常需加入的添加劑，用于提高壓坯強(qiáng)度或防止粉末成分偏析的增塑劑（汽油、橡膠溶液、石蠟等），用于減少顆粒間及壓坯與模壁間摩擦的潤(rùn)滑劑（硬質(zhì)酸鋅、二硫化鉬等）。濕混時(shí)常用的液體介質(zhì)為酒精、汽油、丙酮、水等?；旌匣旧嫌袃煞N方法：機(jī)械法和化學(xué)法，廣泛應(yīng)用的是機(jī)械法，將粉末或混合料機(jī)械的摻和均勻而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。將粉末按粒度大小分成若干級(jí)的過(guò)程。通常，電解銅粉的退火溫度約為300，電解鐵粉或電解鎳粉的約為700℃，不能超過(guò)900℃。粉末的預(yù)先退火可以使氧化物還原，降低碳和其它雜質(zhì)的含量，提高粉末的純度；同時(shí)，還能消除粉末的加工硬化、穩(wěn)定粉末的晶體結(jié)構(gòu)。退火粉末的預(yù)處理包括粉末退火、分級(jí)、混合、制粒、加潤(rùn)滑劑等。還有新研制的機(jī)械合金化法，汞齊法、蒸發(fā)法、超聲粉碎法等超微粉末制造技術(shù)。粉末制備以上各過(guò)程常常會(huì)相互重疊，相互影響，使燒結(jié)過(guò)程變得十分復(fù)雜。隨著溫度升高，粉末或壓坯中產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)變化：水和有機(jī)物的蒸發(fā)或揮發(fā)、吸附氣體的排除、應(yīng)力消除以及粉末顆粒表面氧化物的還原等，接著粉末表層原子間的相互擴(kuò)散和塑性流動(dòng)。擠壓成形設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，可獲得長(zhǎng)度方向密度均勻的制品。按照擠壓條件不同，分為冷擠壓和熱擠壓。擠壓成形能擠壓出壁很薄直經(jīng)很小的微形小管，直徑1mm的粉末冶金制品；可擠壓形狀復(fù)雜、物理力學(xué)性能優(yōu)良的致密粉末材料，如燒結(jié)鋁合金及高溫合金。擠壓成形設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，可獲得長(zhǎng)度方向密度均勻的制品。按照擠壓條件不同，分為冷擠壓和熱擠壓。常用的懸浮劑有聚乙烯醇、甘油、藻骯酸鈉等，作用是防止成形顆粒聚集，改善潤(rùn)濕條件。粉末軋制制品的密度比較高，制品的長(zhǎng)度原則上不受限制，軋制制品的厚度和寬度會(huì)受到軋輥的限制；成材率高為80%～90%，熔鑄軋制的僅為60%或更低。將金屬粉末通過(guò)一個(gè)特制的漏斗喂入轉(zhuǎn)動(dòng)的軋輥縫中，可軋出具有一定厚度、長(zhǎng)度連續(xù)、強(qiáng)度適宜的板帶坯料。但熱等靜壓機(jī)價(jià)格高，投資大。在高溫下的等靜壓制，可以激活擴(kuò)散和蠕變現(xiàn)象的發(fā)生，促進(jìn)粉末的原子擴(kuò)散和再結(jié)晶及以極緩慢的速率進(jìn)行塑性變形，氣體為壓力傳遞媒介。熱等靜壓制因此，冷等靜壓制壓坯密度高，較均勻，力學(xué)性能較好，尺寸大且形狀復(fù)雜，已用于棒材、管材和大型制品的生產(chǎn)。即在室溫下等靜壓制，液體為壓力傳遞媒介。⑴壓力直接作用在粉末體或彈性模套上，使粉末體在同一時(shí)間內(nèi)各個(gè)方向上均衡受壓而獲得密度分布均勻和強(qiáng)度較高的壓坯的過(guò)程。粉末裝入陰模,通過(guò)上下模沖對(duì)其施壓。指粉末壓制后，壓坯保持既定形狀的能力，用粉末能夠成形的最小單位壓制壓力表示，或用壓坯的強(qiáng)度來(lái)衡量。⑷影響粉末壓縮性的因素有顆粒的塑性或顯微硬度，塑性金屬粉末比硬、脆材料的壓縮性好；顆粒的形狀和結(jié)構(gòu)也影響粉末的壓縮性。壓縮性流動(dòng)性受顆粒粘附作用的影響。流動(dòng)性粉末的填充特性與顆粒的大小、形狀及表面性質(zhì)有關(guān)。指在沒有外界條件下，粉末自由堆積時(shí)的松緊程度。⑴粉末的工藝性能包括流動(dòng)性、填充特性、壓縮性及成形性等。即單位質(zhì)量粉末的總表面積，可通過(guò)實(shí)際測(cè)定。⑶即粉末顆粒的外觀幾何形狀。⑵實(shí)際的粉末顆粒體中不同尺寸所占的百分比即為粒度分布。粉料中能分開并獨(dú)立存在的最小實(shí)體為單顆粒。⑴常用的金屬粉末有鐵、銅、鋁等及其合金的粉末，要求其雜質(zhì)和氣體含量不超過(guò)1%～2%，否則會(huì)影響制品的質(zhì)量。第二章 研究粉末冶金工藝特點(diǎn):其主要包括采用怎樣的粉末冶金壓制和精整的分類方法；研討并精確選擇成型壓力和精整壓力的計(jì)算公式；壓坯密度分布研究和精整余量設(shè)計(jì)等。就目前有限的資料來(lái)分析，在P/M模具工藝技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的P/M模具技術(shù)發(fā)展到今天，己可做出精度達(dá)IT6級(jí)，使用壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)件/套以上的高品質(zhì)模具。對(duì)于粉末冶金行業(yè)也毫不例外，模具是發(fā)展粉末冶金機(jī)械零件的關(guān)鍵之一，制品的尺寸精度與成形或精整模具尺寸精度密切相關(guān)，特別是異形復(fù)雜、幾何尺寸精度高的零件，其精度主要靠模具保證。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平和產(chǎn)品的開發(fā)能力?！鞍宋濉币詠?lái)，我國(guó)粉末冶金制品的總產(chǎn)值己增長(zhǎng)了3倍多，產(chǎn)量增長(zhǎng)也超過(guò)2倍。作為一種高效、優(yōu)質(zhì)、精密、低耗、節(jié)能制造機(jī)械零件的先進(jìn)技術(shù)，粉末冶金適合于大批量生產(chǎn)各種機(jī)械零件，特別是用一般方法難以加工的形狀復(fù)雜的零件，因而具有極大的競(jìng)爭(zhēng)力。粉末冶金已經(jīng)被公認(rèn)是一門制造各種機(jī)械零件的重要而經(jīng)濟(jì)的成形技術(shù)，它具有獲得最終尺寸和形狀的零件，不需要或僅需要很少機(jī)械加工的特性。粉末冶金材料的孔隙特性、界面問題及強(qiáng)韌化機(jī)理的研究。如熱等靜壓、擬熱等靜壓、燒結(jié)－熱等靜壓、微波