多孔性零件性能及加工难点

发布时间：2012/5/29 0:30:21

　粉末冶金零件的的性能，包括可加工性能，不仅和合金化学成分相关，而且和多孔结构的水平相关。许多粉末冶金制造的结构零件含孔率多达15～20％，用作过滤装置的零件的含孔率可能高达50％。而采用锻造或热离子压铸的粉末冶金的零件含孔率较低，只有1％或更少。后者在汽车和飞机制造应用中正变得特别重要，因为这种材料的零件具有更高的强度。

　　粉末冶金合金的抗拉强度、韧性和延展性随着密度的增加而增加，同时可加工性也提高了。这是因为随着粉末冶金合金的密度增加，材料中含孔率减少，对刀尖的损伤减小。材料中含孔率的增加可以提高零件的隔音性能。标准零件普遍存在的阻尼振荡在粉末冶金零件里减少。这对机床、空调吹风管和气动工具很重要。含孔率高对自润滑齿轮也是必要的。

　　含孔率高降低了粉末冶金零件的可加工行，因为刀具会遭到多孔结构的损害，而多孔结构是使粉末冶金零件广泛应用的特性之一。多孔结构能储油且隔音，但也产生微观上的断续切削。当往从孔到固体颗粒往复移动时刀尖持续地受冲击。这能导致很小的疲劳破裂变形和沿切削刃的细小切屑。更糟糕的是，颗粒通常极硬。即使测到的宏观硬度在洛氏20～35度之间，但组成零件的颗粒个体会高达洛氏60度。这些硬颗粒导致严重而快速的刃口磨损。很多粉末冶金零件是可热处理的。热处理后它们更硬更强。*后，由于烧结和热处理技术和使用的气体，表面会含硬且耐磨的氧化物和／或碳化物。

　　加工难点

　　虽然粉末冶金工业不断发展中的目标之一是消除机加工，而且粉末冶金工艺的一个主要的吸引力是只需少量的加工，但是很多零件仍然需要后处理获得精度或更好的表面光洁度。不幸的是加工这些零件是极其困难的。碰到的多数麻烦是由多孔性引起的。

　　多孔性导致刃口的微观疲劳。切削刃在切入切它从颗粒和孔之间通过。重复的小冲击导致产生切削刃上的小裂缝。这些疲劳裂纹增长直至切削刃微崩。这种微崩通常很细小，通常表现为正常的磨料磨损。

　　多孔性还降低粉末冶金零件的热导性。其结果是切削刃上的温度很高并会引起月牙洼磨损和变形。内部相连的多孔结构提供切削液从切削区域排出的通路。这会引起热裂纹或变形，在钻削里尤其重要。内在的多孔结构引起的表面面积增加还导致在热处理时发生氧化和／或碳化。象先前提到的那样，这些氧化物和碳化物很硬很耐磨。多孔结构也给出零件硬度读数的失效这一点极其重要。当有意去测一个粉末冶金零件的宏观硬度，它包含孑L的硬度的因素。多孔结构导致结构的倒塌，得出相对较软零件的错误印象。颗粒个体要硬很多。象上面描述的，区别是戏剧性的。

　　粉末冶金零件里夹杂物的存在也是不利的。加工中，这些颗粒会从表面拉起，当它从刀具前面擦过时在零件表面上形成擦伤或划痕。这些夹杂物通常很大，在零件表面留下可见的孔。

　　碳含量的参差导致可加工性的不一致。例如，有一种FC0208合金，碳含量允许在0．6％N0．9％之间。一批含碳量0．9％的材料相对较硬，导致刀具寿命差；而另一批含碳量0．6％的材料得到极好的刀具寿命。可两种合金都在允许范围之内。*终的加工问题和发生在粉末冶金零件上的切削类型相关。由于零件接近*终形状，通常切深很浅。这需要自由切削刃，可是在切削刃上的积屑瘤经常导致微崩。

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