溫壓工藝及Ti、石墨含量對鐵基粉末冶金材料的組織與性能影響.pdf

1、汽車工業(yè)是粉末冶金機(jī)械零件的第一大用戶和市場。汽車工業(yè)用粉末冶金零件已占其總量的70％以上，其中主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和底盤等。汽車粉末冶金零件主要為鐵基、銅基燒結(jié)結(jié)構(gòu)件。但采用傳統(tǒng)壓制、燒結(jié)生產(chǎn)的粉末冶金制品，往往存在密度較低(相對密度90％以下)，硬度和耐磨性不足的現(xiàn)象。近年來汽車等工業(yè)的發(fā)展對鐵基粉末冶金材料的性能提出更高的要求：一方面要求具有很高的強(qiáng)度和一定的韌性；另一方面要求較高的耐磨性和疲勞強(qiáng)度。
　　 本課題的主要

2、研究內(nèi)容：(1)研究了溫壓工藝對鐵基粉末冶金材料的組織與性能影響。(2)研究不同Ti、石墨含量對Fe-Ni-Mo-Cu-Ti-C系粉末冶金材料燒結(jié)態(tài)組織與性能的影響。(3)研究熱處理工藝參數(shù)對Fe-Ni-Mo-Cu-Ti-C系粉末冶金材料組織和性能影響，確定最佳熱處理工藝。(4)采用Fe-Ni-Mo-Cu-Ti-C系粉末冶金材料，開發(fā)了高性能起動(dòng)機(jī)用粉末冶金齒輪制備技術(shù)。
　　 結(jié)果表明，在550MPa壓制力、90℃溫度下Fe-

3、1.8Ni-0.5Mo-1.2Cu-0.2C溫壓壓坯的密度為7.35 g/cm3，相對密度為94.2％；燒結(jié)態(tài)試樣的顯微組織主要是珠光體、鐵素體組成，硬度達(dá)到46～54HRA，密度為7.37g/cm3，相對密度為94.5％；試樣尺寸有輕微收縮現(xiàn)象，但仍表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性；熱處理后的齒輪試樣滲碳層的組織主要由回火馬氏體和少量殘余奧氏體組成。齒輪試樣的斷齒扳力為9.6kN，硬度提高至66～75HRA。
　　 Fe-Ni-Mo-C

4、u-Ti-C系粉末冶金燒結(jié)材料1130℃燒結(jié)60min的組織主要是珠光體、鐵素體及貝氏體組織。隨著Ti含量的增加，珠光體含量增多，且珠光體片間距更細(xì)小，而鐵素體及貝氏體組織逐漸減少。原位合成TiC顆粒尺寸約在0.05～1μm，主要分布在珠光體晶粒邊界處，TiC顆粒平均直徑隨Ti、C含量相應(yīng)變大。隨含Ti和石墨含量的增大，材料的表觀硬度提高，而抗彎強(qiáng)度和密度下降。斷口形貌中存在大量的韌窩，但由于孔隙的存在斷口沒有表現(xiàn)出明顯的塑性變形，屬于

5、脆性斷裂。
　　 Fe-Ni-Mo-Cu-Ti-C系粉末冶金材料經(jīng)830℃滲碳保溫2h后直接油淬，回火溫度分別為150℃，200℃，250℃下均保溫時(shí)間1h后，組織主要為回火馬氏體、貝氏體和殘余奧氏體。TiC顆粒形貌未發(fā)生明顯變化，但數(shù)量和尺寸均增加。隨著Ti含量的增加，孔隙率呈現(xiàn)先增加后降低，硬度表觀硬度逐漸上升，而抗彎強(qiáng)度急劇降低。綜合分析比較，當(dāng)Ti含量為2％時(shí)，1130℃燒結(jié)60min，830℃滲碳保溫2h后直接油淬和1