粉末冶金零件的切削加工.doc

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1、粉末冶金零件的切削加工内容摘要：粉末冶金是一种以金属粉末为原料，用于烧结成形，制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。目前，粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。 　　粉末冶金是一种以金属粉末(包括有非金属粉末混入状况)为原料，用于烧结成形，制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。粉末冶金生产的材料、零件具有质优、价廉、节能和省材等特点，被广泛应用于汽车、电子、仪器仪表、机械制造、原子反应堆、特种高性能合金制造等工业

2、领域，用途愈来愈广泛。粉末冶金材料的产品结构大体分为粉末冶金机械零件;铁氧体磁性材料。包括永生磁铁磁性材料和软磁铁磁性材料;硬质合金材料和制品;高熔点金属材料和难熔性金属材料;精细陶瓷材料和制品。　　目前，粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。磁性材料则主要分为硬磁材料、软磁材料及磁介质材料3大类。软磁磁性材料生产主要为纯铁、铁铜磷相合金、铁镍合金、铁铝合金材料和制品。硬磁材料生产的主体则为铝镍铁合金、铝

3、镍钻铁合金、钐钻合金、钕铁硼合金材料和制品的生产。而磁介质的生产主要集中在软磁材料和制品的生产。而磁介质的生产主要集中在软磁材料和电介质组合物制成的制品生产方面。随着需求的增加和产品范围的扩大，在该领域新技术的开发和利用愈来愈收到人们的关注。　　粉末冶金工艺制造有许多重要独特的优点，如实现净成形，消除切削加工，还有采用粉末冶金工艺制造的零件，可以在零件中有意识留下残余的多空结构，提高零件自润滑和隔音效果，另外使用粉末冶金制造工艺能够生产用传统铸造工艺很难或者不可能制造的复杂合金零件。正由于这些优点，使用粉末冶金工艺制

4、造的初衷之一是消除所有的加工，但是这个目标还没有达到。大多数的零件只是“接近最终形状”，还需要某种精加工。然而和铸件和锻件相比，粉末冶金零件很耐磨，难以加工，这也制约了冶金粉末工艺制造的推广应用。　　性能　　粉末冶金零件的性能，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大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

5、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，同事可加工性也提高了。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性，因为刀具会遭到多孔结构的损伤，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

6、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。这能导致很小的皮袍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。很多粉末冶金零件时可热处理的。热处理后它们更硬更强。最后，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

7、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时及其困难的。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。切削刃在切入切出，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

8、引起的表面面积增加还导致在热处理时发生氧化或碳化。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额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，它包含孔的硬度的因素。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。像上面描述的，区别是戏剧性的。　　粉末冶金零件里夹杂物的存在也是不