鐵基粉末冶金件熱處理及燒結(jié)硬化工藝研究.pdf

1、燒結(jié)硬化粉末冶金材料在燒結(jié)后不需進(jìn)行專門熱處理就可獲得滿意的力學(xué)性能,具有省時(shí)、節(jié)能、清潔等特點(diǎn),滿足了當(dāng)今降低成本、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的要求,具有廣闊的發(fā)展前景。在歐美燒結(jié)硬化正逐漸成為一種低成本生產(chǎn)高強(qiáng)度和高硬度鐵基結(jié)構(gòu)零件的方法,但國內(nèi)現(xiàn)有的關(guān)于燒結(jié)硬化工藝的研究報(bào)道極少。因此,對燒結(jié)硬化的研究就顯得十分迫切和有意義。
　　 本文采用工藝簡單、成本低廉的元素混合法制備燒結(jié)硬化粉,通過行星式球磨機(jī)將合金元素粉末、石墨粉、潤滑

2、劑按一定比例與鐵粉均勻混合得到原料粉末?；旌戏勰┙?jīng)球磨混料、壓制和燒結(jié)等傳統(tǒng)粉末冶金工序后,再采用控制冷卻速度的熱處理工藝模擬實(shí)際燒結(jié)硬化的冷卻過程,從而研究制備工藝及合金元素對材料組織和性能的影響規(guī)律。
　　 本文以合金Fe-1.4Ni-1.2Mo-2.0Cu-0.8C為基礎(chǔ)成分進(jìn)行了研究,探討了粉末的球磨加工工藝以及試樣的燒結(jié)與熱處理工藝等過程對其組織與性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨球磨轉(zhuǎn)速增大,合金粉末經(jīng)壓制燒結(jié)后的材料密度

3、提高、性能改善;而球磨時(shí)間延長,試樣燒結(jié)后性能變差。因此,混合粉在轉(zhuǎn)速350n/min下球磨4小時(shí)時(shí),所獲得的粉末制備性能最優(yōu)。
　　 對燒結(jié)溫度研究表明,隨著燒結(jié)溫度的提高,在相同保溫時(shí)間下元素?cái)U(kuò)散得更為均勻,試樣燒結(jié)后的性能也有大幅提高。而燒結(jié)時(shí)間的延長對試樣性能會產(chǎn)生不利影響。綜合考慮,燒結(jié)溫度1200℃下保溫30分鐘的燒結(jié)工藝參數(shù)較為合適。
　　 對控制冷卻研究表明,隨著冷卻速度的增大,合金組織中馬氏體含量增加,

4、試樣的硬度大幅上升;但冷卻速度升高,試樣的抗拉強(qiáng)度降低,沖擊韌性先增大后減小。
　　 本文在合金Fe-1.4Ni-1.2Mo-2.0Cu-0.8C的基礎(chǔ)上,改變碳(C)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉬(Mo)四種元素含量,研究了材料在熱處理后性能的變化規(guī)律。結(jié)果表明:隨著C、Cu、Mo元素含量的增加,試樣燒結(jié)后的尺寸收縮率和密度均下降;而隨著Ni元素含量的增加,試樣燒結(jié)后的尺寸收縮率和密度增大。
　　 試樣熱處理后得到珠光體

5、、貝氏體和馬氏體的混合組織。隨著C、Cu、Mo、Ni含量的增加,試樣的淬透性提高,試樣組織中馬氏體含量增加,試樣的硬度升高。
　　 本文研究結(jié)果表明:三種合金Fe-1.4Ni-1.2Mo-2.0Cu-0.8C、Fe-3.0Ni-1.2Mo-2.0Cu-0.8C和Fe-1.4Ni-1.9Mo-2.0Cu-0.8C都能滿足燒結(jié)硬化要求,具有較優(yōu)的綜合性能,組織組成主要為馬氏體,硬度達(dá)到26HRC～32HRC。
　　 雖然本論