粉末冶金零件性能及加工難點(diǎn)
在加工粉末冶金材料時 若遇粉末冶金材料難于加工或刀具不耐磨 光潔度不夠等問題 歡迎致電 15638121553 吳百利 鄭州華菱技術(shù)部
粉末冶金零件的的性能，包括可加工性能，不僅不僅和合金化學(xué)成分相關(guān)，而且和多孔結(jié)構(gòu)的水平相關(guān)。許多粉末冶金制造的結(jié)構(gòu)零件含孔率多達(dá)15～20％，用作過濾裝置的零件的含孔率可能高達(dá)50％。而采用鍛造或熱離子壓鑄的粉末冶金的零件含孔率較低，只有1％或更少。后者在汽車和飛機(jī)制造應(yīng)用中正變得特別重要，因為這種材料的零件具有更高的強(qiáng)度。
粉末冶金合金的抗拉強(qiáng)度、韌性和延展性隨著密度的增加而增加，同時可加工性也提高了。這是因為隨著粉末冶金合金的密度增加，材料中含孔率減少，對刀尖的損傷減小。材料中含孔率的增加可以提高零件的隔音性能。標(biāo)準(zhǔn)零件普遍存在的阻尼振蕩在粉末冶金零件里減少。這對機(jī)床、空調(diào)吹風(fēng)管和氣動工具很重要。含孔率高對自潤滑齒輪也是必要的。
含孔率高降低了粉末冶金零件的可加工行，因為刀具會遭到多孔結(jié)構(gòu)的損害，而多孔結(jié)構(gòu)是使粉末冶金零件廣泛應(yīng)用的特性之一。多孔結(jié)構(gòu)能儲油且隔音，但也產(chǎn)生微觀上的斷續(xù)切削。當(dāng)往從孔到固體顆粒往復(fù)移動時刀尖持續(xù)地受沖擊。這能導(dǎo)致很小的疲勞破裂變形和沿切削刃的細(xì)小切屑。更糟糕的是，顆粒通常極硬。即使測到的宏觀硬度在洛氏20～35度之間，但組成零件的顆粒個體會高達(dá)洛氏60度。這些硬顆粒導(dǎo)致嚴(yán)重而快速的刃口磨損。很多粉末冶金零件是可熱處理的。熱處理后它們更硬更強(qiáng)。*后，由于燒結(jié)和熱處理技術(shù)和使用的氣體，表面會含硬且耐磨的氧化物和／或碳化物。
加工難點(diǎn)
雖然粉末冶金工業(yè)不斷發(fā)展中的目標(biāo)之一是消除機(jī)加工，而且粉末冶金工藝的一個主要的吸引力是只需少量的加工，但是很多零件仍然需要后處理獲得精度或更好的表面光潔度。不幸的是加工這些零件是極其困難的。碰到的多數(shù)麻煩是由多孔性引起的。
多孔性導(dǎo)致刃口的微觀疲勞。切削刃在切入切它從顆粒和孔之間通過。重復(fù)的小沖擊導(dǎo)致產(chǎn)生切削刃上的小裂縫。這些疲勞裂紋增長直至切削刃微崩。這種微崩通常很細(xì)小，通常表現(xiàn)為正常的磨料磨損。
多孔性還降低粉末冶金零件的熱導(dǎo)性。其結(jié)果是切削刃上的溫度很高并會引起月牙洼磨損和變形。內(nèi)部相連的多孔結(jié)構(gòu)提供切削液從切削區(qū)域排出的通路。這會引起熱裂紋或變形，在鉆削里尤其重要。內(nèi)在的多孔結(jié)構(gòu)引起的表面面積增加還導(dǎo)致在熱處理時發(fā)生氧化和／或碳化。象先前提到的那樣，這些氧化物和碳化物很硬很耐磨。多孔結(jié)構(gòu)也給出零件硬度讀數(shù)的失效這一點(diǎn)極其重要。當(dāng)有意去測一個粉末冶金零件的宏觀硬度，它包含孑L的硬度的因素。多孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌，得出相對較軟零件的錯誤印象。顆粒個體要硬很多。象上面描述的，區(qū)別是戲劇性的。
粉末冶金零件里夾雜物的存在也是不利的。加工中，這些顆粒會從表面拉起，當(dāng)它從刀具前面擦過時在零件表面上形成擦傷或劃痕。這些夾雜物通常很大，在零件表面留下可見的孔。
碳含量的參差導(dǎo)致可加工性的不一致。例如，有一種FC0208合金，碳含量允許在0．6％N0．9％之間。一批含碳量0．9％的材料相對較硬，導(dǎo)致刀具壽命差；而另一批含碳量0．6％的材料得到極好的刀具壽命。可兩種合金都在允許范圍之內(nèi)。*終的加工問題和發(fā)生在粉末冶金零件上的切削類型相關(guān)。由于零件接近*終形狀，通常切深很淺。這需要自由切削刃，可是在切削刃上的積屑瘤經(jīng)常導(dǎo)致微崩。
加工粉末冶金材料專用刀片
華菱超硬刀具提供粉末冶金零件加工用高效率、高壽命刀具－－費(fèi)刀不再是難題。廣泛應(yīng)用于粉末冶金零件的加工如粉末冶金油封，鐵基粉末冶金含油軸承，粉末冶金座圈等零件，訂制各種非標(biāo)刀具和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控刀片；比硬質(zhì)合金刀具效率高且更耐用，適合批量生產(chǎn)粉末冶金零件的企業(yè)。
并對粉末冶金零件的粗加工和精加工均有相對應(yīng)的刀具牌號。粗加工ＢＮ－Ｓ２０，精加工ＢＮ－Ｓ５０；并定制非標(biāo)刀具。廣泛應(yīng)用于江西，湖南岳陽等粉末冶金零件企業(yè)，并取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
主導(dǎo)性產(chǎn)品為粉末冶金機(jī)械零件和鐵氧磁性材料。粉末冶金的機(jī)械零件生產(chǎn)主要集中在結(jié)構(gòu)零件、滑動軸承、摩擦零件以及過濾元件、過孔性材料等幾方面。磁性材料則主要分為硬磁材料、軟磁材料及磁介質(zhì)材料3大類。
　　粉末冶金材料的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大體分為粉末冶金機(jī)械零件;鐵氧體磁性材料。包括永生磁鐵磁性材料和軟磁鐵磁性材料;硬質(zhì)合金材料和制品;高熔點(diǎn)金屬材料和難熔性金屬材料;精細(xì)陶瓷材料和制品。大多數(shù)的零件只是“接近*終形狀”，還需要某種精加工。
飛機(jī)發(fā)動機(jī)上的剎車片、離合器摩擦片、松孔過濾器、多孔發(fā)汗材料、含油軸承、磁鐵芯、電觸點(diǎn)、高比重合金、硬質(zhì)合金和超硬耐磨零件等因含有大量非金屬成分或含有連通孔隙，都不能用普通鑄、鍛工藝制造，只能以粉末為原料經(jīng)冷壓、燒結(jié)等粉末冶金工藝來制造。航空航天工業(yè)中使用的鐵基粉末合金材料比較重要的有剎車片材料、松孔材料和高強(qiáng)度粉末合金三類。
粉末高溫合金的切削性能
加工鐵基粉末合金材料的專用刀片粉末高溫合金具有組織均勻、晶粒細(xì)小、屈服強(qiáng)度高、抗疲憊性能好等優(yōu)點(diǎn)，但是由于其中含有很多（如鉻、鈷、鉬、鈮、鎳、鐵、鉭等）高熔點(diǎn)合金元素且g相含量高，使得粉末高溫合金得到很大的強(qiáng)化效應(yīng)，在一定的溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高，其硬度反而有所進(jìn)步，由于其材料本身的化學(xué)成分及獨(dú)特的多孔性結(jié)構(gòu)，在較小的面積內(nèi)其硬度值也有一定的波動。即使測得的宏觀硬度為20~35HRC，但組成零件的顆粒硬度會高達(dá)60HRC，這些硬顆粒會導(dǎo)致嚴(yán)重而急劇的刃口磨損，因此粉末冶金高溫合金是典型的難加工材料。

BN-K10牌號鄭州華菱超硬刀具切削試驗
立方氮化硼（鄭州華菱超硬）刀具材料是用六方氮化硼（白石墨）為原料，經(jīng)高溫高壓燒結(jié)而成的無機(jī)超硬材料。制造方法為：可做成整體的圓柱形燒塊，或在碳化鎢硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)成0.5mm厚的復(fù)合刀片。立方氮化硼刀具可用金剛石磨輪磨出新的幾何角度。由于立方氮化硼有很高的硬度和耐磨性、很高的熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，適合于難加工材料的切削加工，尤其是粉末高溫合金,,的高速切削加工。
切削用量：v=90~110m/min，ap=0.5mm，f=0.1mm/r。在切削用量為v=105m/min、ap=0.5mm、f=0.1mm/r時，由于材料中有硬質(zhì)點(diǎn)的存在，受到?jīng)_擊力，產(chǎn)生了稍微崩刃的現(xiàn)象。切屑長而薄，自動斷屑狀態(tài)不好，屬于自卷曲斷屑，刀具*紅熱，表面氧化發(fā)黑。
而采用切削參數(shù)為v=90m/min、ap=0.5mm、f=0.1mm/r，并使用切削液時，切屑呈暗紅色的“半熔態(tài)”，沿副刀刃方向流出，切削溫度很高。在高溫高壓作用下造成粘結(jié)磨損；零件表面端跳動值在0.02mm左右。與硬質(zhì)合金相比，鄭州華菱超硬刀片車削粉末高溫合金的刀具的后刀面磨損量VB要小得多，而且鄭州華菱超硬刀片的加工精度可以得到保證。在質(zhì)量相差不大的情況下，鄭州華菱超硬的刀具壽命明顯要高于涂層硬質(zhì)合金。
但是在高溫高壓下粉末高溫合金與鄭州華菱超硬刀片表面會發(fā)生親合作用，因而發(fā)生較明顯的粘結(jié)，造成粘結(jié)磨損，因此要通過使用高壓切削液和減少切削抗力的辦法減少磨損。因此加冷卻液是進(jìn)步鄭州華菱超硬刀具壽命的措施之一。

結(jié)語：用BN-K10牌號鄭州華菱超硬刀具加工粉末高溫合金，效率高于硬質(zhì)合金刀具，刀具壽命高于陶瓷刀具。