民鑫股份-粉末冶金先驅(qū)者
股票代碼 : 600106
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粉末冶金優(yōu)缺點是什么?冶金技術(shù)要求有哪些是很多人想了解的問題，隨著粉末冶金的發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域得到廣泛的運用，粉末冶金零件的生產(chǎn)過程包括混粉、壓制、燒結(jié)、熱處理、機加工及其他表面處理工序，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致零件在生產(chǎn)和使用過程中出現(xiàn)失效。所以了解多一點的粉末冶金知識可以減少你的彎路。
(1)能夠制造目前使用其他工藝無法制造或難于制造的材料和制品，如多孔、發(fā)汗、減震、隔音等材料和制品，鎢、鉬、鈦等難熔金屬材料和制品，金屬-塑料、雙金屬等復(fù)合材料及制品。
(2)能夠直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，從而減少或取消機械加工，其材料利用率可以高達95%以上，它還能在一些制品中以鐵代銅，做到了“省材、節(jié)能”。
使用鐵-銅-碳生產(chǎn)某零件時發(fā)現(xiàn)多件生坯內(nèi)外表面出現(xiàn)黑色分層現(xiàn)象。取樣分析，從分析結(jié)果可知，零件分層現(xiàn)象為石墨、銅偏析。細粉產(chǎn)生偏析有可能是混粉不均或者壓制時粉末填充問題造成的。后檢查生產(chǎn)現(xiàn)場證實，該零件的分層偏析是由于粉末傳送不當(dāng)造成的。
由于產(chǎn)生了大量孔隙和異常組織，分層零件將會出現(xiàn)燒結(jié)后性能(例如尺寸)變化、力學(xué)性能不穩(wěn)定。
某零件出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致強度偏低，易斷裂。取樣分析，在掃描電鏡(SEM)下觀察斷面形貌可知裂紋區(qū)顆粒表面無韌窩或解理面等燒結(jié)后斷裂特征，表明裂紋區(qū)無燒結(jié)頸產(chǎn)生，說明裂紋產(chǎn)生于生坯階段。隨后沿壓制方向取易斷裂部位制備金相試樣，可以看出裂紋靠近拐角處并向零件內(nèi)部延伸，呈直線型，裂紋兩邊存在嚴重密度差，表明粉末填充非常不均勻。
后經(jīng)考察可知：由于該零件非常長，為一上沖二下沖，而壓制過程選用的是機械式壓機，模沖的行程比較難調(diào)整，如果兩下沖壓制不同步，便會在臺階處產(chǎn)生剪切裂紋。
某零件燒結(jié)后表面產(chǎn)生局部熔化，沿熔化區(qū)域取樣制備金相試樣，其顯微組織形貌如圖所示。分析可知，此缺陷應(yīng)該是由于大量石墨團聚，在高溫下(高于液相開始形成溫度)燒結(jié)形成液相造成的。
由于零件內(nèi)部也發(fā)現(xiàn)了融化的團聚區(qū)域，說明該混粉內(nèi)已存在石墨團聚，應(yīng)該檢查壓制前所有步驟，比如粉末混合是否有團聚，是否有過篩，篩網(wǎng)是否干凈，料斗和送粉管是否未定期清潔導(dǎo)致細粉團聚。如果此類缺陷僅出現(xiàn)在表面而且位置比較固定，應(yīng)該是壓制模具某一個位置異常導(dǎo)致的。
生產(chǎn)某純鐵粉末冶金零件時發(fā)現(xiàn)某些零件燒結(jié)后硬度偏高，取 OK件和NG件腐蝕后進行金相分析。 OK件顯示的顯微組織為正常的純鐵素體，而NG件的顯微組織中除了鐵素體外還發(fā)現(xiàn)了細針狀的鐵的氮化物以及極少量的馬氏體。由于零件在分解氨中燒結(jié)，如果氨分解不徹底，殘余氨在高溫下會促使零件滲氮，從而形成鐵的氮化物，甚至出現(xiàn)馬氏體，使表面硬度增高。
使用赫格納斯擴散合金粘接粉Dis.AB(Fe-Ni-Cu-Mo)加 0.15%C(質(zhì)量分數(shù))生產(chǎn)某零件，需要進行熱處理提高硬度，熱處理工藝為滲碳淬火后回火，熱處理后發(fā)現(xiàn)零件硬度偏低。
腐蝕分析后可知熱處理參數(shù)的滲碳溫度太低，導(dǎo)致零件在奧氏體化溫度時未能完全奧氏體。而細珠光體的出現(xiàn)是由于碳含量低，在此冷卻速率下未能避開珠光體形成區(qū)域。
使用Fe-Cu-C生產(chǎn)的零件在進行表面滲碳處理后硬度異常升高，觀察腐蝕后的顯微組織發(fā)現(xiàn)大量粗大的片狀高碳馬氏體及殘余奧氏體，在表面還出現(xiàn)了很多白色碳化物，如圖所示。這是由于零件表面滲碳過度，碳含量過高導(dǎo)致形成了滲碳體。
一般而言，如果在熱處理后發(fā)現(xiàn)有碳化物存在，除了滲碳熱處理過程中碳勢過高或者時間過長導(dǎo)致之外，燒結(jié)過程中如果滲碳，也會造成表面形成碳化物，最好有燒結(jié)件進行確認。
使用鐵銅碳材料生產(chǎn)某環(huán)形零件，進行了滲碳熱處理后發(fā)現(xiàn)硬度偏高，尺寸偏大。對比顯微組織可知OK件和NG件都為馬氏體組織，但NG件的馬氏體更粗大而且出現(xiàn)了少量殘余奧氏體，說明NG件得碳含量較高導(dǎo)致高碳馬氏體和殘余奧氏體出現(xiàn)。造成碳含量偏高的原因可能是滲碳熱處理過程中碳勢過高或者時間過長，另外如果燒結(jié)過程存在滲碳也會導(dǎo)致后續(xù)熱處理硬度偏高。
粉末冶金零件相比鋼件來說，殘留的孔隙使得其滲碳過程更加快速，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整工藝以得到合適的組織及滲碳層深度。
1、粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織。
2、粉末冶金技術(shù)可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。
3、粉末冶金技術(shù)可以實現(xiàn)近凈形成形和自動化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。
4、粉末冶金技術(shù)可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。
5、粉末冶金技術(shù)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。
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