包崇璽，曹 陽(yáng)，易健宏，彭元東，柳學(xué)全，方 東，王勁松，何靈敏

1)東睦新材料集團(tuán)股份有限公司,寧波 315191 2)昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,昆明 650031 3)中南大學(xué)粉末冶金研究院,長(zhǎng)沙 410083 4) 安泰科技股份有限公司,北京 10081

?通信作者,E-mail:cxbao@pm-china.com

粉末冶金技術(shù)是一種能批量制備形狀復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)，粉末冶金產(chǎn)品的密度對(duì)性能有著重要的影響，通常隨著產(chǎn)品密度的提高，幾乎所有的性能（包括強(qiáng)度和磁性能）都會(huì)有不同程度的提高。對(duì)于傳動(dòng)領(lǐng)域的粉末冶金機(jī)械零件，其力學(xué)性能與其密度也有很大的關(guān)系，產(chǎn)品的硬度、抗拉強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度等都會(huì)隨密度的增加而增大[1]，產(chǎn)品密度越高，其性能越接近致密材料的性能。按照粉末冶金零件密度進(jìn)行分類(lèi)，一般將密度大于7.20 g?cm?3的零件稱(chēng)為高密度粉末冶金零件。在變速箱等領(lǐng)域，燒結(jié)齒輪等零件目前尚未得到廣泛應(yīng)用。一方面，這些傳動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)α慵加休^高的強(qiáng)度要求，燒結(jié)鋼尚不能滿足其強(qiáng)度要求；另一方面，這些領(lǐng)域?qū)α慵休^高的精度和粗糙度要求，燒結(jié)零件成形后還需進(jìn)一步加工才能滿足精度要求。因此，拓展燒結(jié)零件的應(yīng)用范圍，滿足包括新能源汽車(chē)等新型產(chǎn)業(yè)對(duì)粉末冶金零件的要求，就需要在保證一定零件精度的前提下，盡可能的提高粉末冶金結(jié)構(gòu)零件密度。制備高密度粉末冶金零件的技術(shù)有很多，本文主要介紹了東睦新材料集團(tuán)股份有限公司使用的高密度鐵基粉末冶金零件制備技術(shù)，并討論了這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 溫壓成形技術(shù)

溫壓成形技術(shù)最早用于鐵基粉末冶金零件的制備，溫壓時(shí)粉體與模具均需加熱。對(duì)于鐵基粉末冶金零件，粉體的加熱溫度為100～150℃，陰模和上沖的溫度控制在80～120℃之間；此外，送粉靴也需要加熱保溫。溫壓成形需要特殊的潤(rùn)滑劑和粘接劑以保證粉體在加熱態(tài)具有良好的流動(dòng)性。該技術(shù)制備的粉末冶金零件精度與非溫壓的基本相同，但密度可提升至7.20～7.35 g?cm?3[2?5]，零件的性能也得以提升。

溫壓成形技術(shù)制備高密度的生坯，應(yīng)盡可能減少石墨、潤(rùn)滑劑等低密度非金屬的含量。潤(rùn)滑劑在燒結(jié)時(shí)會(huì)脫出，對(duì)產(chǎn)品最終密度的提升有負(fù)面作用。為了進(jìn)一步提升產(chǎn)品的強(qiáng)度，碳元素可通過(guò)后續(xù)熱處理進(jìn)行補(bǔ)充。因此，選擇高效的潤(rùn)滑劑是溫壓成形工藝的關(guān)鍵。

圖1為東睦公司最早量產(chǎn)的溫壓偏心齒輪，其材料為Fe–0.3%C–0.5%Mo–1.5%Cu–1.75%Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。該齒輪溫壓成形后的生坯密度達(dá)7.35 g?cm?3，在1120℃燒結(jié)后密度達(dá)7.30 g.cm?3，經(jīng)熱處理后該偏心齒輪的硬度超過(guò)HRA 70。

圖1 東睦公司最早量產(chǎn)的溫壓偏心齒輪Fig.1 First batch produced warm compaction eccentric gears by NBTM

一般溫壓用粉末需采用專(zhuān)用的潤(rùn)滑劑和專(zhuān)門(mén)的粘接技術(shù)，圖2為在溫壓成形條件下FC0205（Fe–2%Cu–0.6%C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）粉體的壓縮性曲線。壓制時(shí)陰模溫度120℃，鐵粉溫度124℃?？梢钥闯觯?50 MPa 壓力下成形密度即達(dá)到7.30 g?cm?3，而一般相同配比的高壓縮性鐵粉在相同壓力下的成形密度為7.15 g·cm?3?？梢?jiàn)溫壓成形可獲得更高的密度。

圖2 溫壓條件下FC0205粉體的壓縮性能Fig.2 Compressibility of the FC0205 powders by warm compaction

2 溫模壓制技術(shù)

溫模壓制技術(shù)是溫壓成形技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，該工藝只要求加熱模具，而粉末無(wú)需加熱，減少了溫壓成形操作的復(fù)雜性。東睦公司于2007年開(kāi)始采用溫模壓制生產(chǎn)高密度粉末冶金離合器齒輪產(chǎn)品，如圖3所示。原先該產(chǎn)品材料為Fe–0.5%C–1.5%Cu–0.5%Mo–1.75%Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），室溫壓制后產(chǎn)品密度為(7.00±0.05)g?cm?3，熱處理后硬度HRC 35，在使用過(guò)程中出現(xiàn)錐齒部分打滑現(xiàn)象，使用壽命較短。如果僅通過(guò)改變熱處理工藝來(lái)提高硬度，產(chǎn)品的壓潰性能下降最大可達(dá)20%，不能滿足產(chǎn)品的使用要求。最終采用溫模壓制技術(shù)，僅將陰模加熱到90℃，而粉體、沖頭和芯棒均未加熱，產(chǎn)品的密度提高到7.20 g?cm?3以上，熱處理后硬度達(dá)到HRC 40～48，滿足了產(chǎn)品的使用要求。溫模壓制離合器齒輪經(jīng)熱處理后，只要在控制好熱處理工藝參數(shù)，不出現(xiàn)過(guò)滲或完全滲透的情況下，可以達(dá)到如圖3（b）所示的組織效果，呈現(xiàn)出清晰的表面滲碳層，產(chǎn)品表面0～0.5 mm 區(qū)間的顯微硬度HV0.1為650～850。

圖3 溫模壓制生產(chǎn)的齒輪（a）和對(duì)應(yīng)的顯微組織結(jié)構(gòu)（b）Fig.3 Sintered clutch gears(a)and the corresponding microstructure (b) produced by warm diecompaction

溫模壓制條件下成分為FC0208（Fe–2%Cu–0.8%C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）粉體的壓縮性曲線如圖4所示，壓制過(guò)程中僅陰模加熱，其溫度為85℃?？梢钥闯?，當(dāng)壓制壓力為650 MPa 時(shí)生坯密度可達(dá)7.30 g?cm?3。溫模壓制雖然操作較為簡(jiǎn)單，但其應(yīng)用仍有一定局限性。對(duì)于僅采用陰模加熱成形的產(chǎn)品，其外徑尺寸不宜過(guò)大，一般情況下應(yīng)小于?40 mm。當(dāng)產(chǎn)品外徑過(guò)大時(shí)，由加熱棒傳熱到粉體中心的距離越長(zhǎng)，加熱效果會(huì)呈逐漸遞減的趨勢(shì)，影響產(chǎn)品整體的溫模壓制效果[6?8]。

圖4 溫模壓制條件下FC0208粉體的壓縮性能Fig.4 Compressibility of the FC0208 powders by warm die compaction

3 復(fù)壓復(fù)燒技術(shù)

復(fù)壓復(fù)燒技術(shù)在粉末冶金行業(yè)已經(jīng)應(yīng)用幾十年，在霧化鐵粉尚未在粉末冶金行業(yè)廣泛使用前，零件密度僅能達(dá)到6.70 g?cm?3左右，那時(shí)主要通過(guò)復(fù)壓復(fù)燒工藝來(lái)提高零件密度。在采用普通霧化鐵粉后，經(jīng)成形和燒結(jié)，鐵基粉末冶金零件的密度也只能達(dá)到7.15 g?cm?3左右。要想進(jìn)一步提高粉末冶金零件的密度，研究人員開(kāi)發(fā)出成形–預(yù)燒結(jié)–復(fù)壓–二次燒結(jié)的復(fù)壓復(fù)燒工藝，預(yù)燒結(jié)溫度通常為850℃左右。預(yù)燒結(jié)有三個(gè)作用：其一，對(duì)成形時(shí)已經(jīng)加工硬化的粉末進(jìn)行退火，降低鐵粉顆粒的屈服強(qiáng)度，利于二次壓制時(shí)提高產(chǎn)品密度。其二，脫出產(chǎn)品中的有機(jī)潤(rùn)滑劑，有機(jī)潤(rùn)滑劑由于密度較低，在產(chǎn)品中占據(jù)較大的空間，壓制時(shí)這些潤(rùn)滑劑難以被壓縮，使密度的提高受到限制[9]。而預(yù)燒結(jié)時(shí)潤(rùn)滑劑絕大部分都能夠脫除，在復(fù)壓時(shí)潤(rùn)滑劑所占據(jù)的位置就可以壓縮，利于提高密度。此外，預(yù)燒結(jié)溫度不能太高，否則碳擴(kuò)散至鐵粉顆粒中而合金化后難以壓縮。其三，提升零件的生坯強(qiáng)度，利于變形。零件的生坯強(qiáng)度隨預(yù)燒結(jié)溫度升高而提升，成形生坯強(qiáng)度僅為10～20 MPa，預(yù)燒結(jié)后生坯強(qiáng)度將大幅提升至200～350 MPa，可保證復(fù)壓的順利進(jìn)行。當(dāng)然，這種成形–預(yù)燒結(jié)–復(fù)壓–二次燒結(jié)的工藝也有一些缺點(diǎn)，例如：增加了一道預(yù)燒結(jié)工序，產(chǎn)品預(yù)燒結(jié)后的強(qiáng)度比正常燒結(jié)的強(qiáng)度低，復(fù)壓工藝不適當(dāng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致零件開(kāi)裂等，不適用最終尺寸精度要求高的產(chǎn)品。

圖5（a）為通過(guò)溫壓后復(fù)壓復(fù)燒工藝生產(chǎn)的鏈輪。原料粉的化學(xué)配比為Fe–0.25%C–2%Ni-1.5%Cu（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），溫壓成形壓力為600 MPa，820℃預(yù)燒30 min，并經(jīng)1100 MPa 二次壓制后密度達(dá)7.60 g?cm?3；復(fù)壓完成后在碳勢(shì)0.8%的吸熱性氣氛中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1120℃，燒結(jié)后化學(xué)成分為0.55%C、1.03%Cu、1.97%Ni。圖5（b）為復(fù)燒后的金相組織，由于產(chǎn)品密度較高，滲碳較為困難，齒邊滲碳深度僅為0.05到0.1mm，燒結(jié)后組織大部分為鐵素體。圖5（c）為吸熱性氣氛燒結(jié)后淬火的金相組織，硬化層深度0.9 mm，0～0.9 mm 處硬度HV0.1為700～820，深度超過(guò)0.9 mm后，硬度HV0.1為300～500。

圖5 溫壓后復(fù)壓復(fù)燒工藝生產(chǎn)的鏈輪及對(duì)應(yīng)的微觀組織：（a）鏈輪；（b）吸熱性氣氛復(fù)燒后組織；（c）吸熱性氣氛燒結(jié)后淬火件金相組織Fig.5 Sintered sprockets and the corresponding microstructure by warm compaction and double press/double sinter:(a)sprockets;(b)microstructure after the resintering in endothermic atmosphere;(c)microstructure of the quenched parts after sintering in the endothermic atmosphere

4 熔滲技術(shù)

熔滲技術(shù)廣泛應(yīng)用于粉末冶金零件與材料的制備，例如Cu–Cr 電工合金。一般的熔滲是先制備燒結(jié)骨架，再將骨架放入熔體中抽真空，熔體滲入骨架孔隙內(nèi)部，取出冷卻后形成熔滲零件。但是這種工藝需要兩次加熱，能耗較高，效率較低，不太適用于鐵基粉末冶金零件的生產(chǎn)。對(duì)于鐵基粉末冶金零件，一般采用一次加熱的方式，即將鐵基壓坯與滲銅塊、滲銅環(huán)放置在一起同時(shí)進(jìn)入燒結(jié)爐，在燒結(jié)時(shí)滲銅塊或者滲銅環(huán)先熔化，銅液在毛細(xì)力和重力的作用下滲入燒結(jié)坯內(nèi)，部分銅與鐵粉顆粒合金化，而大部分則留在孔隙處，提升了零件的密度水平。熔滲后鐵基零件的密度一般大于7.30 g?cm?3，但零件尺寸變化較大[10]，精度降低。由于一般滲銅量為10%～20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），原材料費(fèi)用較高，甚至滲銅塊的成本都超過(guò)鐵基體的成本。

東睦公司生產(chǎn)的滲銅平衡塊如圖6（a）所示，該零件材料組份為Fe–0.8%C–18%Cu（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），滲銅前骨架密度為6.30 g?cm?3，熔滲銅后零件的總體密度為7.88 g?cm?3。從圖6（b）金相組織來(lái)看，該零件的孔隙較少，孔隙率低于3%。該零件的陰模到燒結(jié)件的尺寸變化率為0.9945，一般FC0208零件的為0.9965，尺寸變化較大，但還是屬于可控范圍。

滲銅致密化技術(shù)適用于尺寸精度不高的零件，銅含量高會(huì)導(dǎo)致尺寸膨脹較大。圖6（a）零件就比較適用于滲銅技術(shù)，然而對(duì)于需焊接裝配的零件就不適用，因?yàn)楹附訒r(shí)銅會(huì)先熔化形成焊接孔洞。熔滲前骨架的密度對(duì)熔滲密度影響較大，對(duì)于較高密度的零件，由于連通孔隙較少，滲銅反而難以提高密度。一般而言，骨架的密度越低，燒結(jié)熔滲后的密度越高，當(dāng)然銅的消耗也越多。

圖6 熔滲銅平衡塊（a）及平衡塊中的孔隙（b）Fig.6 Infiltration copper counterbalance (a)and the porosity (b)

5 表面致密化技術(shù)

表面致密化技術(shù)是根據(jù)零件的使用要求，提升零件需要強(qiáng)化的表面區(qū)域密度水平，進(jìn)行選區(qū)致密化，充分發(fā)揮粉末冶金的節(jié)能節(jié)材優(yōu)勢(shì)。實(shí)現(xiàn)表面致密有較多的技術(shù)手段，例如滾壓致密、擠壓致密等。齒輪、鏈輪等回轉(zhuǎn)類(lèi)零件需強(qiáng)化的部位是接觸疲勞強(qiáng)度要求高的齒面，主要采取滾壓致密[11–13]。非回轉(zhuǎn)類(lèi)零件則采取擠壓致密等工藝實(shí)現(xiàn)表面致密[14]。表面致密后可以提升零件的強(qiáng)度，尤其是疲勞強(qiáng)度，還可提升零件的精度和粗糙度。表面致密化一般在燒結(jié)后進(jìn)行，由于致密化是塑性變形的過(guò)程，為了利于變形，壓坯中的初始碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不能太高（低于0.3%），碳含量的提升需要依靠后續(xù)的熱處理滲碳。對(duì)于高碳粉末冶金零件的滾壓致密化，可使用銅包覆石墨作為碳源，將生坯經(jīng)預(yù)燒、滾壓后再進(jìn)行燒結(jié)[15]。

圖7（a）為東睦公司生產(chǎn)的表面致密化粉末冶金鏈輪。該鏈輪材料成分為Fe–0.5%Mo–0.5%Ni–0.6%C（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），致密前零件齒表面密度為7.0 g?cm?3，經(jīng)表面滾壓致密化處理，致密化層深度達(dá)到0.4 mm，齒形表面密度超過(guò)7.8 g?cm?3。齒頂?shù)目紫斗植家?jiàn)圖7（b），熱處理后致密化部位的硬度HV5超過(guò)650。

圖7 經(jīng)表面（齒部）致密化后的凸輪軸鏈輪（a）和齒頂孔隙分布（b）Fig.7 Sintered camshaft sprocket (a)and the pore distribution (b)of the tooth top after the surfacedensification

對(duì)于非回轉(zhuǎn)類(lèi)零件，難以通過(guò)表面滾壓致密化實(shí)現(xiàn)內(nèi)外表面的局部致密，可以通過(guò)擠壓致密化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外側(cè)致密。擠壓致密化技術(shù)是通過(guò)將燒結(jié)件在特殊設(shè)計(jì)的“整形”模腔中進(jìn)行擠壓整形，使零件內(nèi)外表面層致密的工藝過(guò)程[14]。圖8（a）為經(jīng)過(guò)表面致密化的非回轉(zhuǎn)類(lèi)零件氣動(dòng)工具打擊塊，該零件材料成分為Fe–0.5%Mo–1.7%Ni–0.6%C（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），圖8（b）和圖8（c）分別為氣動(dòng)工具打擊塊表面致密化前后的孔隙情況，可以看出經(jīng)擠壓致密化后孔隙大幅減少。該粉末冶金打擊塊未擠壓致密前，表面密度為7.2 g?cm?3。經(jīng)擠壓致密化工序后，實(shí)現(xiàn)了零件整體密度超過(guò)7.53 g?cm?3，表面密度達(dá)到7.8 g?cm?3以上，致密層深度大于0.5 mm。經(jīng)熱處理后整體硬度達(dá)到HRC 56～60，基本接近致密鋼材的水平。

圖8 經(jīng)過(guò)表面致密化的氣動(dòng)工具打擊塊以及致密化前后外表面孔隙分布：（a）經(jīng)過(guò)表面致密化的打擊塊；（b）致密化前孔隙分布；（c）致密化后孔隙分布Fig.8 Sintered hammer and the pore distribution in the outer surface before and after surface densification:(a)surface densification hammer;(b) pore distribution in the outer surface before surface densification;(c) pore distribution in the outer surface after surface densification

局部致密化不僅可以實(shí)現(xiàn)粉末冶金零件的內(nèi)外側(cè)表面致密化，還可以實(shí)現(xiàn)兩端面表面致密化。圖9（a）為單向離合器擋圈，圖9（b）為在該零件的中間環(huán)狀區(qū)域內(nèi)實(shí)施表面致密化后微觀孔隙狀況?？梢钥闯?，端面致密化后密度提升了，擠壓前的密度為7.0 g?cm?3，擠壓后端面密度超過(guò)7.8 g?cm?3，該區(qū)域局部感應(yīng)熱處理后硬度HV0.1超過(guò)800。

圖9 經(jīng)端面致密化的單向離合器擋圈（a）及致密化后孔隙情況（b）Fig.9 One way clutch retaining ring densified by end face (b)and the poredistribution after densification (b)

6 模壁潤(rùn)滑技術(shù)

傳統(tǒng)粉末零件成形時(shí)，為了減少粉末顆粒之間和粉末顆粒與模壁之間的摩擦，在粉末混合料中添加一定量的潤(rùn)滑劑，但是由于潤(rùn)滑劑密度低，不利于粉末冶金零件密度的提升。此外，潤(rùn)滑劑在脫除過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物污染環(huán)境，有的潤(rùn)滑劑（例如硬脂酸鋅）在脫除時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化物與爐體反應(yīng)，降低爐體壽命，因此，潤(rùn)滑劑最終都要在預(yù)燒階段脫除[16?20]。模壁潤(rùn)滑技術(shù)一般是將高分子潤(rùn)滑劑粉體通過(guò)靜電噴射至陰模、下沖以及芯棒的表面，潤(rùn)滑劑粉末所帶的極性與陰模、芯棒的極性相反，潤(rùn)滑劑粉末在電場(chǎng)牽引下撞擊并粘附在模壁上，然后由送粉靴裝粉充填后進(jìn)行常規(guī)壓制成形。使用模壁潤(rùn)滑技術(shù)后可以減少潤(rùn)滑劑用量，提升生坯強(qiáng)度，減少揮發(fā)性有機(jī)物排放。模壁潤(rùn)滑與溫壓結(jié)合，可以進(jìn)一步提升產(chǎn)品密度，最高可超過(guò)7.60 g?cm?3[20]。常見(jiàn)的模壁潤(rùn)滑裝置結(jié)構(gòu)是在送粉靴前端裝安裝一個(gè)附加的潤(rùn)滑劑噴射裝置，主要由四部分組成：控制系統(tǒng)、靜電槍、霧化噴嘴、防靜電軟管連接。充填開(kāi)始前由潤(rùn)滑劑靴推開(kāi)粉末壓坯，壓縮氣體將帶有靜電的潤(rùn)滑劑從靴內(nèi)噴射到模腔內(nèi)。壓縮空氣是潤(rùn)滑劑的載體，其濕度對(duì)潤(rùn)滑效果有很大的影響。

圖10為采用模壁潤(rùn)滑技術(shù)成形的鏈輪，整體密度達(dá)到7.25 g?cm?3，增加了大約0.20 g?cm?3。外側(cè)表面沒(méi)有出現(xiàn)拉傷的情況，內(nèi)側(cè)鍵槽處有輕微拉傷是因?yàn)槌尚涡景舻耐古_(tái)結(jié)構(gòu)使?jié)櫥瑒┓垠w覆蓋不均所致。通過(guò)調(diào)整潤(rùn)滑劑噴頭的位置可以很好地改善拉傷狀況。

圖10 模壁潤(rùn)滑鏈輪的表面狀態(tài)Fig.10 Surface condition of sprocket by die wall lubrication

7 粉末鍛造技術(shù)

粉末鍛造技術(shù)是粉末冶金和精密鍛造相結(jié)合的技術(shù)。利用粉末冶金預(yù)制坯在閉合模中進(jìn)行熱鍛，預(yù)制坯產(chǎn)生塑性變形和壓實(shí)，相對(duì)密度可達(dá)98%以上。由于粉末鍛造后殘留孔隙顯著減少，強(qiáng)度大幅度提高，所以粉末鍛件可用于高應(yīng)力結(jié)構(gòu)件。粉末鍛造與普通模鍛相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）鍛造工序少，粉末鍛造只需一副模具一次鍛打成形，而普通鍛造常需多副模具和多次鍛打；（2）鍛造壓力小，粉末鍛造時(shí)，隨著工件壓實(shí)程度的增加，變形抗力隨之增大，但所需鍛造壓力仍比普通模鍛??； （3）粉末鍛造無(wú)飛邊，機(jī)械加工量少，材料利用率可高達(dá)90%以上（普通模鍛為40%～50%）； （4）鍛件尺寸精度高、表面粗糙度低，可達(dá)精密模鍛水平；（5）粉末鍛造可成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件，如齒輪、花鍵軸、連桿等。

圖11（a）所示為粉末鍛造單向離合器，材料成分為Fe–0.5%Mo–1.7%Ni–0.6%C（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。預(yù)制坯密度為6.6 g?cm?3，800℃脫蠟后加熱至1200℃，保溫15 min 后進(jìn)行鍛造，零件的整體密度超過(guò)7.85 g?cm?3。圖11（b）為內(nèi)側(cè)部位的孔隙情況，圖11（c）為心部的孔隙情況?？梢钥闯?，該零件經(jīng)粉末鍛造后心部孔隙基本消除，表面尚有微量孤立孔隙，熱處理硬度超過(guò)HRC 60，與鋼材無(wú)異。

圖11 粉末鍛造單向離合器及不同部位的孔隙：（a）單向離合器；（b）內(nèi)側(cè)表面；（c）心部Fig.11 Powder forged one-way clutch and the pore distribution in the different position:(a)one-way clutch;(b)the inside surface;(c)thecore of clutch

8 結(jié)論

介紹了7種高密度鐵基粉末冶金零件制備技術(shù)，并分析了這7種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，為高密度鐵基粉末冶金零件的制備提供了理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)。雖然密度對(duì)鐵基粉末冶金零件的性能有著重要的影響，但高密度并不一定能進(jìn)一步拓展粉末冶金零件的應(yīng)用范圍。對(duì)于新能源汽車(chē)變速箱、機(jī)器人減速機(jī)等高端應(yīng)用，不僅對(duì)零件的力學(xué)性能（尤其是疲勞性能）有高要求，而且對(duì)精度、粗糙度、成本和噪音等指標(biāo)也有較高要求。對(duì)于這些應(yīng)用的拓展，粉末冶金零件與機(jī)械加工零件相比，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)并不明顯。本文所述的溫壓成形、溫模壓制、復(fù)壓復(fù)燒等技術(shù)雖可以提升粉末冶金零件的密度和強(qiáng)度，但是零件的精度、粗糙度等尚不能滿足高端應(yīng)用的要求，仍需要進(jìn)一步機(jī)加工。對(duì)于鐵基粉末冶金零件，未來(lái)仍需提升粉末冶金模具制造精度、粉末特性的穩(wěn)定性（包含尺寸變化率、充填等特性）、工藝的穩(wěn)定性，開(kāi)發(fā)新的低成本、高精度、高強(qiáng)度的燒結(jié)鐵基零件制備技術(shù)，以滿足未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。