粉末冶金基础简介——粉末锻造

1. 定义

粉末锻造通常是指将粉末烧结的预成形坯经加热后，在闭式模中锻造成零件的成形工艺方法。

它是将传统粉末冶金和精密锻造结合起来的一种新工艺，并兼两者的优点。

2.  工艺特点

粉末锻造的毛坯为烧结体或挤压坯，或经热等静压得毛坯。与采用普通钢坯锻造相比，粉末锻造有如下优点：

2.1  材料利用率高

     锻压是采用闭合模锻，锻件没有飞边，无材料损耗，后续机加工的余量小，从粉末原材料到成品零件，总的材料利用率可达90%以上。

2.2  成型性能高

    可以锻造一般认为不可锻造的金属或者合金，如难变形的高温铸造合金通过粉末锻造制成形状复杂的制品，容易获得形状复杂的锻件。

2.3  锻件性能高

    粉末锻造预制坯采用无氧化保护加热，锻后精度和粗糙度可达到精密模锻和精铸的水平。可采用最佳预制坯形状，以便最终成型形状复杂的锻件。

2.4  力学性能高

    由于粉末颗粒都是由微量液体金属快速冷凝而成，而且金属液滴的成分与母合金几乎完全相同，偏析就被限制在粉末颗粒之内。因此可克服普通金属材料中的铸造偏析及晶粒粗大不均等缺陷，使得材质均匀，无各向异性。

2.5  成本低，生产率高

    粉末锻件的原材料费用及锻造费用和一般模锻差不多，单核一般模锻件相比，尺寸精度高，表面粗糙度低，可少加工或者不加工，从而节省了后续的配套设备和工时。

    对形状复杂批量大的小零件，如齿轮、花键轴套、连杆等难加工件，节约效果尤其明显。

    由于金属粉末合金化容易，因此有可能根据产品的服役条件和性能要求，设计和制备原材料，从而改变传统的锻压加工都是“来料 加工”模式，有利于实现产品、工艺、材料的一体化。

 3. 后续处理和加工

    锻造时由于保压时间短，坯料内部孔隙虽被锻合，但其中有一部分还未能充分扩散结合，可经过退火、再次烧结或热等静压处理，以便充分扩散结合。   

 粉末锻件可同普通锻件一样进行各种热处理。粉末锻件为保证装配精度，有时还须进行少量的机械加工。

 4. 实际应用：

    运用粉末锻造技术锻造后经热处理，材料获得较好的综合力学性能，数据表明抗拉强度达1090MPa，硬度HRC为40.7，冲击韧性为38J/cm2，用于取代一些合金以节约较为稀缺的镍。

    连杆。经过粉末锻造技术的连杆可以获得更高的密度，可以避免高负荷运动下的断裂，又由于密度的提高可以在制造中更加精准的掌握连杆的尺寸精度，使器械的契合度更加完美。

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