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粉末冶金材料的主要类型有哪些

  粉末冶金材料的主要类型

  1、硬质合金

  硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分,加入起粘结作用的钴粉末,用粉末冶金法制得的材料。常用硬质合金按成分和性能特点分为:钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽(铌)类。

  (1)硬质合金的性能

  硬度高,常温下硬度可达69-81HRC。热硬性高,可达900-1000℃。耐磨性好,其切削速度比高速工具钢高4-7倍,刀具寿命高5-80倍,可切削50HRC左右的硬质材料。抗压强度高,但抗弯强度低,韧性差。耐腐蚀性和抗氧化性良好。线膨胀系数小,但导热性差。

  硬质合金材料不能用一般的切削方法加工,只能采用电加工(如电火花、线切割、电解磨削等)或砂轮磨削。因此,一般是将硬质合金制品钎焊、粘结或机械夹固在刀体或模具上使用。

  (2)切削加工用硬质合金的分类和分组代号

  根据GB2075-87规定,切削加工用硬质合金按其切屑排除形式和加工对象范围不同分为P、M、K三个类别,根据被加工材质及适应的加工条件不同,将各类硬质合金按用途进行分组,其代号由在主要类别代号后面加一组数字组成,如P01、M10、K20等。

  (3)硬质合金的应用

  硬质合金主要用于切削刀具,如车刀、铣刀等。硬质合金中碳化物含量越多,钴含量越少,则合金硬度、热硬性、耐磨性越高,但强度、韧性越低。YG类合金适宜加工脆性材料,YT类合金适宜加工塑性材料。同类合金中含钴量高的适于粗加工,含钴量低的适于精加工。

  硬质合金也用于制造冷作模具,如冷拉模、冷冲模、冷挤压模和冷镦模等。其中YG类适用于拉深模,YG6、YG8适用于小拉深模,YG15适用于大拉深模和冲压模具。

  硬质合金还用于制造量具和耐磨零件,如千分尺的测量头,车床顶件尖、精轧辊和无心磨床的导板等。

  近年来,钢结硬质合金作为一种新型工模具材料,得到了广泛的应用。钢结硬质合金经退火后,可进行切削加工,经淬火、回火后,有相当于硬质合金的高硬度和耐模性、一定的耐热、耐蚀和抗氧化性,也可焊接和锻造,适用于制造形状复杂的刀具(如麻花钻、铣刀等)、模具和耐磨件。

  2、粉末冶金减摩材料

  根据基体主加元素不同,粉末冶金减摩材料分为铁基材料和铜基材料。铁基减摩材料常用的有铁-石墨粉末合金和铁-硫-石墨粉末合金。前者的组织为珠光体基体+铁素体+渗碳体+石墨+孔隙,硬度30-110HBS;后者的组织除与前者的组织相同外,还有硫化物,可进一步改善减摩性,硬度为35-70HBS。铜基减摩材料常用的是青铜粉末+石墨粉末制成的合金,硬度为20-40HBS,具有较好的导热性、耐蚀性和抗咬合性,但承压能力较铁基减摩材料小。

  粉末冶金减摩材料一般用于制造中速、轻载荷的轴承,尤其适宜制造不能经常加油的轴承,如纺织机械、电影机械、食品机械、家用电器等的轴承,在汽车、拖拉机、机床电机中也有应用。

  3、粉末冶金结构材料

  粉末冶金结构材料根据基体金属不同,分为铁基和铜基材料。铁基材料根据化合碳量的不同分为烧结铁、烧结低碳钢、烧结中碳钢和烧结高碳钢,如果铁基材料中含有合金组元铜和钼称为烧结铜钢和烧结铜钼钢。

  铁基结构材料制成的结构零件精度高,表面粗糙度值小,不需或只需少量切削加工,节省材料,生产率高,制品多孔,可浸润滑油,可以减摩、减振、消声。粉末冶金结构材料广泛应用于制造机械零件,如机床上的调整垫圈、调整环、端盖、滑块、底座、偏心轮,汽车中的油泵齿轮、差速器齿轮、止推环,拖拉机上的传动齿轮、活塞环以及接头、隔套、螺母、油泵转子、挡套、滚子等。

  铜基结构材料与铁基结构材料相比抗拉强度低,塑性、韧性较高,具有良好的导电、导热和耐腐蚀性能,可进行各种镀涂处理,常用于制造体积较小、形状复杂、尺寸精度高、受力较小的仪表仪器零件及电器、机械·电竞·竞猜·产品零件,如小模数齿轮、凸轮、紧固件、阀、销、套等结构件。

  4、粉末冶金摩擦材料

  粉末冶金摩擦材料根据基体金属不同分为铁基和铜基材料,根据工作条件不同分为干式和湿式材料,湿式材料适宜在油中工作。

  粉末冶金摩擦材料由基本组元和辅助组元组成。摩擦材料的承载能力、热稳定性耐磨性和耐热性由基本组元的成分、结构和性能来保证,辅助组元可进一步完善基体性能。铁基摩擦材料在高温高载荷下摩擦性能良好,能承受较大压力。铜基摩擦材料工艺性较好,摩擦系数稳定,抗粘、抗卡性好,湿式工作条件下耐磨性优良,常用于油中工作。

  粉末冶金摩擦材料主要用于制作机床、拖拉机、汽车、矿山车辆、工程机械和飞机上的离合器和制动器。

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2024-07-24