高速压制成形—一种粉末冶金新技术

时间:2017-03-06 16:51 来源:未知 作者:admin 点击:次

粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体的节能、节材、高效、近净成形、少污染的制造技术。近十几年来,粉末冶金成形固结技术发展迅速,高速压制成形技术就是近年发展起来的一项新技术。

高速压制技术是瑞典Hoganas公司在2001年推出的。高速压制的压制速度比传统压制快500~1000倍,压机锤头速度高达2~30m/s,液压驱动的锤头重5~1200kg,粉末在0.02s之内通过高能量冲击进行压制,因此高速压制成形技术具有低成本、高效率成形、高密度等优点而被认为是粉末冶金工业寻求低成本高密度材料加工技术的一次新突破。

高速压制技术的主要特点是:(1)效率高,可以经济地成形较大的零件;(2)生产成本较低;(3)所获产品密度高、性能好。此外,传统压制方法在一次压制后密度就不会显著增加,而高速压制的明显优点是可以进行多重压制,由于锤头的质量和它的冲击瞬间速度决定了压制能量的大小和材料致密的程度,高速压制通过附加间隔0.3s的高频冲击使密度不断提高,因而采用比传统压制小的设备就可生产超大零件。

据最近报道,用高速压制技术压制的AstaloyMo+2%Ni+0.6%C材料,密度达到7.67g/cm3,抗拉强度达到980MPa,屈服强度达到620MPa,相应的延伸率为4.7%;最大疲劳极限达到300MPa,与常规粉末冶金技术所获得的低密度材料相比有很大的提高。

目前,国际上已有数家大公司积极投入高速压制研发工作,如瑞典的Hydropulsor公司和Hoaganas公司、美国的GasbarreProducts公司和HawkPrecisionComponents公司以及法国的CETIM公司等。随着高速压制研发工作的进一步深入,大量的粉末冶金零部件、软磁材料和氧化铝陶瓷制品都已用高速压制技术制备,如圆柱体、环形、棒体和凸轮等单层零件以及内、外齿轮、齿条、花键等均已制备成功。具有潜在应用前景的结构零件包括阀座、法兰、导向阀、连杆、链轮、凸轮凸角机构、轴承盖、衬套、齿轮轴、轴承座圈等。

近年来,我国国内也有一批单位投入对高速压制技术的研发,主要有北京科技大学、广州有色金属研究院、南京东部-希顿精密机械有限公司和华南理工大学等,已经对高速压制铁粉、铜粉、钛粉、不锈钢粉等进行了许多基础和应用研究,并取得了许多研究成果。

华南理工大学在已有高速压制研究基础上,还提出了一种高速压制和温压相结合的温粉末高速压制技术的思路,并设计制造出了速度可达到18m/s的实验装备,可获得压制密度更高的产品。他们运用这种新技术对316不锈钢粉末、铁粉、铜粉、铝粉进行了温高速压制成形,生坯密度分别可达到7.47,7.63,8.61,2.70g/cm3,远远高于一般高速压制样品的密度,充分体现出温高速压制的优势。在这种温粉末高速压制成形中温升效应起了很大作用,剧烈塑性变形和颗粒冷焊机制促进了致密化过程。