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还原铁粉在汽车零件中的应用
访问人数:  来源:美奇冶金网  发布时间:2016-07-20 07:43:19 0:47:46

  近年来我国汽车工业发展势头迅猛,随着人们经济收入的提高,对生活质量有了新的需求,轿车能否进入家庭,何时进入家庭已不再是人们怀疑、谈论的话题。近年以来几大汽车集团生产线加大生产力度,同时不断推出新车型,出现了产销两旺的喜人局面。

  这给粉末冶金行业带来了很好的发展机遇。众所周知,粉末冶金发生产机械结构件具有不少无切削的优点,因而节能、节材;具有生产效率高得优点,适应大批量生产;具有材料多样性的特点,可满足不同用途结构零件的性能要求。因此在汽车领域得到广泛的应用。根据资料介绍,汽车中使用的粉末冶金件累计已超过1000种。全球粉末冶金结构零件总量的一半以上用于汽车工业。

  汽车粉末冶金零件的大批量生产、必将带动粉末的需求量快速增长,从而实现粉末冶金零件企业和原材料企业的共同发展。

  还原铁粉是粉末冶金主要原材料。

  粉末冶金元件对铁粉的要求:

  1.中低强度结构件

  典型零件有:发动机正时凸轮轴带轮、曲轴带轮、水泵皮带轮等。这种类型零件通常为Fe-C-Cu材料,密度在6.4-6.8g/cm3之间。上述零件形状较复杂、精度要求较高;所用原材料通常采用还原铁粉;合金元素通过机械混合形式加入。要求铁粉:

  (1)应具有良好的成形性能、较高的生坯强度,以防压件产生裂纹(尤其对多台阶异性结构件)和工序间流转时压件掉边缺角。

  (2)应具有良好的压缩性能、较低的压制回弹率,降低零件成型压力,延长模具寿命,减少压件裂纹的产生。要求提高粉末退火还原质量,降低铁粉中碳、氧含量和铁粉颗粒硬度。

  (3)应具有良好的质量稳定性,如化学成分中铁粉的含氧量不稳定,将影响到配料的准确性,影响零件工艺过程中尺寸变化率和零件最终成分及性能;如物理性能中松比、流速不稳定,将影响模腔的装粉量,引起压坯重量和高度尺寸变化大,导致产品质量不稳定。

  2.中高强度结构件

  典型零件有:发动机、变速箱传动齿轮、链轮等。这种类型零件一般要求能够承受较高负荷、具有较好的耐磨性,成分通常为Fe-C-Cu-Ni,或Fe-C-Cu-Ni-Mo等,密度在6.8-7.2g/cm3之间,有些零件则需要进行热处理,以达到其性能要求。

  生产这种零件所用原材料较为经济的选择是采用雾化铁粉,合金元素通过机械混合形式加入,最好采用无偏析混料法。当然如采用扩散合金粉,质量将更为可靠,但缺点是原材料成本较高。另外提出的是雾化铁粉中含有适量的Mn对提高结构件的质量有明显的效果。

  3.高性能结构件

  典型零件有:变速箱同步器齿毂、同步环等。这种类型零件具有形状复杂、精度高、硬度强度高等特点,因此综合技术难度较高,零件材料相当于DIN标准中的D39.生产该类零件原材料通常采用扩散合金粉的方法。

  4.粉末锻造件

  典型零件有:发动机连杆,变速箱齿环等。零件采用粉末锻造法生产,以达到全致密状态,如SGM齿轮的密度要求7.82g/cm3。生产该类零件的原材料通常采用预合金化的低合金钢粉。虽然这种粉末在常温下压缩性较差,但在热锻条件下,坯件可以达到全致密程度。

  此外,粉末锻造对粉末的清洁度有相当高的要求,分金属夹杂物将成为致密锻件的裂纹源,导致零件在工作中失效。

  5.高温、高耐磨性的粉末冶金零件

  典型零件有:汽车发动机的排气阀座等。发动机工作时排气阀座受高温和交变应力的作用。在恶劣的工况条件下,零件要求具有足够的寿命、耐磨性,因此对材料性能要求较高,通常选择耐热、耐磨高合金材料,如Fe-C-Cu-Ni,或Fe-C-Cu-Ni-Mo及高速钢材料等。

  原材料通常采用雾化合金粉,为了改善粉末的压缩性能,也有采用母合金粉与纯铁粉按一定比例混合的形式生产。由于阀座类零件质量要求很严格,整个缸盖上每个阀座的加工面尤其是与气门配合面不允许有任何针孔,因此生产中必须对原材粉及混合粉的清洁度进行严格控制,防止有夹杂物混入其中。


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