粉末冶金铁基零件的烧结_硬化处理

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1、粉末冶金铁基零件的烧结－硬化处理韩凤麟（中国机协粉末冶金分会，北京１００８２５）摘要：粉末冶金铁基零件材料的力学性能都直接与其密度和显微组织相关。许多粉末冶金零件，为了在表面层或整个零件形成回火马氏体显微组织，都要进行热处理。可用“烧结－硬化”处理替代后续的淬火硬化作业。淬透性足够高的铁基粉末冶金材料，在烧结状态都可形成马氏体的百分含量相当高的显微组织。已开发出了烧结炉的加速冷却技术，其使用可对较大的零件进行“烧结－硬化”处理或用淬透性较低的材料生产横断面较小的“烧结－硬化”零件。将说明硬度与淬透

2、性间的差异，阐述铁基粉末冶金材料的合金化方法是如何影响淬透性的。将介绍现有的“烧结－硬化”材料标准和讨论“烧结－硬化”工艺的优势与缺欠。关键词：粉末冶金铁基零件；烧结硬化；热处理；淬透性中图分类号：ＴＦ１２５．１文献标识码：Ａ文章编号：１００６－６５４３（２０１４）０１－０００１－０８ＳＩＮＴＥＲ－ＨＡＲＤＥＮＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＦＯＲＦＥＲＲＯＵＳＰＭＣＯＭＰＯＮＥＮＳＨＡＮＦｅｎｇ－Ｌｉｎ（ＰＭＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＭａｃｈｉｎｅＧｅｒｅｎａｌＰａｒｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙＳｏｃｉｅｔｙ，Ｂｅ

3、ｉｊｉｎｇ１００８２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｅｒｒｏｕｓｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ（ＰＭ）ｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｒｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＭａｎｙＰ／Ｍｐａｒｔｓａｒｅｈｅａｔｔｒｅａｔｅｄ，ｉｎａｓｅｃｏｎｄａｒｙｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｔｅｍｐｅｒｅｄｍａｒｔｅｎｓｉｔｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｉｔｈｅｒｉｎａｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒ

4、，ｏｒｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔｔｈｅｐａｒｔ．Ｔｈｅｎｅｅｄｆｏｒａｓｅｃｏｎｄａｒｙｑｕｅｎｃｈｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｍａｙｂｅａｖｏｉｄｅｄｂｙ“ｓｉｎｔｅｒ－ｈａｒｄｅｎｉｎｇ”ｔｈｅｐａｒｔｓ．ＦｅｒｒｏｕｓＰ／Ｍｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙｗｉｌｌｄｅｖｅｌｏｐｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｃｏｎｔａｉ－ｎｉｎｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｏｆｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｉｎｔｈｅａｓ－ｓｉｎｔｅｒｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ａｃｃｅｌｅｒａ

5、ｔｅｄｃｏｏｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇｆｕｒｎａｃｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｗｈｉｃｈｐｅｒｍｉｔｌａｒｇｅｒｐａｒｔｓｔｏｂｅｓｉｎｔｅｒ－ｈａｒｄｅｎｅｄ，ｏｒｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｌｏｗｅｒｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙｔｏｂｅｕｓｅｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅｓｉｎｔｅｒ－ｈａｒｄｅｎｅｄｐａｒｔｓｗｉｔｈｓｍａｌｌｅｒｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙｗｉｌｌｂｅｅｘｐｌａｉ

6、ｎｅｄａｎｄａｒｅｖｉｅｗｐｒｅｓ－ｅｎｔｅｄｏｆｈｏｗｔｈｅａｌｌｏｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒｆｅｒｒｏｕｓＰ／Ｍｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉ－ｔｙ．Ｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｓｉｎｔｅｒ－ｈａｒｄｅｎａｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｌｌｂｅｐｒｏｖｉｄｅｄａｎｄｔｈｅｂｅｎｅｆｉｔｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａ－ｇｅｓｏｆｓｉｎｔｅｒ－ｈａｒｄｅｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗｉｌｌｂｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｅｒｒｏｕｓＰＭｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ；

7、ｓｉｎｔｅｒ－ａｒｄｅｎｉｎｇ；ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙ烧结－硬化是使粉末冶金铁基零件［含碳量为０．３％～０．９％（质量分数）］，在烧结下，随即用快速收稿日期：２０１３－０８－２８作者简介：韩凤麟（１９２８－），男（汉），河北新河县人，教授，中国机协粉末冶金分会顾问。（ａ）淬透；（ｂ）未淬透图１零件淬硬层与力学性能的关系［４］图２半马氏体硬度与碳含量的关系［４］·２·粉末冶金工业第２４卷冷却，使之几乎大部分形成马氏体显微组织的一种生产工艺。通常，粉末冶金铁基［含碳量在

8、０．３％～０．９％（质量分数）范围之内者］零件，都可像普通结构钢零件一样进行热处理，即通过在８５０℃，于０．５％或０．８％碳势保护气氛中加热３０ｍｉｎ后，进行油淬火，之后再在１８０℃或２６０℃下回火１ｈ［１］，以改进零件材料的综合力学性能。但通常粉末冶金零件的热处理，都是在烧结炉中烧结后，经缓慢冷却，再在间歇式加热炉中，分批重新加热到相图的奥氏化区后，进行油淬火的。油淬火时，油将存留在粉末冶金零件的孔隙中，因此，需要对零件进行彻底除油清洗。另外，油淬火时，由于零件急剧冷却，可能会产