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1、混料方法对粉末冶金产品精度的影响孙姗姗（马鞍山华东粉末冶金厂）摘要：我国家用电器已进入平稳发展的阶段，家用电器及其材料的质量日显重要，特别是家用电器广泛地应用的粉末冶金材料尤为引人注目，本项目研制应用于洗衣机锯齿轴套。由于轴套高度要求比较高，属于装配尺寸，在成形时需严格控制，另产品内齿齿形精度要求高，充分考虑产品机械性能要求的同时，尽可能减少产品烧结变形量。通过改进混粉方式，提高粉料工艺性能、产品尺寸精度及合格产品率。关键字：混料、粉料性能、尺寸精度、孔隙率1 引言为提高铁基粉末冶金材料的精度，目前众多研究都着眼于高压缩性基粉、压制方式和烧结技术的改进，然而要获得高精度粉末冶金产品仅靠此是很难
2、实现的。本实验通过对粉料性能、压制和烧结变形的对比分析，研究了混料方式对粉末冶金产品精度的影响。图1 锯齿轴套 锯齿轴套的三维图如图1所示。此锯齿轴套尺寸精度要求高，在成型、烧结过程中难以控制，轴套力学性能及技术要求见表1。本项目研究三种不同混料方法对锯齿轴套尺寸精度的影响，选择出最有效的混料方式，以保证齿轮轴套的精度，最终生产出符合图2所示的锯齿轴套。表1 锯齿轴套尺寸项目内齿跨棒距/mm齿顶圆/mm总高/mm硬度/HRB尺寸17.9+0.08 +0.0420.460.0221.90.0465-73检测工具专用跨棒量距专用检棒0-25mm千分尺洛氏硬度计注：顶圆的检测用专用检棒，要求轴套进检
3、棒的细端，伸出40-130mm，且两度锥度不大于0.015mm（即伸出落差不大于10mm）。图2 锯齿轴套2、锯齿轴套混料工艺的研究根据齿轮轴套的性能要求选择合适的基粉、辅料及配比如表2所示。表2 粉料配比编号化学成分石墨铜粉润滑剂切削剂粘接剂铁粉添加量/%0.61.50.50.40.2余量100kg添加量/kg0.61.50.50.40.21001.1 混料方式本实验研究三种不同混料方式的粉料性能及在成型、烧结过程中精度的控制。润滑剂可改善铁粉的压制性能、使产品密度分布均匀、减少压模磨损、利于脱模；粘接剂可防止粉末混合料偏析、促进金属元素的均匀化；切削剂可提高产品的后加工性能，提高切削性能。
4、方法一：HD-01取基粉100kg，称量0.6kg粘接剂浅埋于铁粉内，通过漏斗装料到混料机中，混合15min；称量相应重量的石墨、润滑剂、铜粉及切削剂手工初混，加入混料机中混合45min。混料结束后，过60目筛，静置2h后送检。混合15min添加60目过筛静置2h检验混合45min 方法二：HD-02 取基粉100kg，称量相应量的石墨、润滑剂、铜粉、切削剂、粘接剂，采用分层装料法进行混料。把铁粉分为5份，其中一份加石墨，一份加润滑剂、切削剂和粘接剂，一份加铜粉；将每份料用手工初混，按顺序（铁粉加石墨的铁粉铁粉加润滑剂的铁粉铁粉加铜粉的铁粉铁粉）混合60min。混料结束后，过60目筛，静置2h
5、后送检。方法三：HD-03取基粉100kg，称量相应量的石墨、铜粉及切削剂，混合25min；称量相应量的润滑剂及粘接剂，加入混料机中混合35min。混料结束后，过60目筛，静置2h后送检。混合25min添加60目过筛静置2h检验混合35min 对混合后的粉料进行取样检验，从料斗不同部位取样，一般取5个，每个约10g，之后送检。1.2粉料的性能 检验三种粉料的松装密度、流动性、压缩性等性能，见表3。名称松装密度/g/cm3流动性/sec/50g压缩性（600Mpa）g/cm3碳偏析/0.05%测试值HD-013.0628.17.04OKHD-023.0229.37.00OKHD-033.1427
6、.07.10OK表3 三种粉料性能1.3 成型锯齿轴套在50T机械压机上进行成型，压制密度6.8-6.85g/cm3范围的产品各100件，进行测量，记录数据如表4所示。表4 压制测试值名称吨位/T压坯高度/mm内齿跨棒距/mm顶圆/mm（伸出轴套）数值锥度数值锥度测试值HD-0112.9-14.221.87-21.9517.926-17.9550.0355-644.5HD-0213.6-15.021.85-22.0117.920-17.9550.03550-655.0HD-0312.7-13.421.88-21.9417.929-17.9500.0254-623.61.4 烧结 三种压坯置于瓷
7、板上进行高温烧结，对烧结件尺寸及性能进行测定，测定结果见表5。表5 轴套烧结件检测结果名称表面硬度/HRB内齿跨棒距/mm顶圆/mm数值上下差数值锥度数值锥度测试值HD-0164-75717.930-17.9750.03560-849HD-0258-701017.925-17.9800.0555-9012HD-0366-72417.935-17.9600.02561-7551.5 孔隙率通过金相实验分析了三种产品的孔隙率，如图3所示。(a)(b)(c)图3 烧结件试样孔隙对比（100X）（a） HD-01 （b）HD-02 （c）HD-03 HD-03 烧结件试样孔隙少且很均匀，优于HD-01
8、和HD-02。三、结论1、采用第三种混料方式(石墨、铜粉及切削剂初混25min，加入润滑剂及粘接剂混合35min），粉料的工艺性能优异；压制过程中吨位及轴套高度稳定；烧结过程变形量小；轴套跨棒距及顶圆易于控制；孔隙少且均匀；硬度均匀。2、此种混料方式提高到了生产效率、降低了废品率，在保证产品尺寸精度的同时提高了产品性能，从根本上降低了生产的成本。3、经过发黑处理后的锯齿轴套密封性好、精度高、性能稳定，已通过装机试验并稳定大批量生产。参考文献【1】曲庆文、周兰、张浩谦、王成军 混料方法对摩擦片性能的影响；润滑与密封 33卷 第五期【2】李崔昕、黄钧声、范文涛 热处理对粉末冶金温压铁基合金组织和性能的影响；材料研究与应用 5卷 第四期【3】周作平 申小平 粉末冶金机械零件使用技术；化学工业出版社
