[拼音]：fenmo yejin jixie lingjian

[外文]：machinery structural parts made by powder metallurgy

用粉末冶金方法制造的機械零件，又稱燒結(jié)機械零件。通常包括機械結(jié)構(gòu)零件、含油軸承和摩擦零件；狹義地指結(jié)構(gòu)零件。最初出現(xiàn)的燒結(jié)機械零件是燒結(jié)金屬含油軸承。1910年瑞典人勒夫恩達爾(V.L?wendal)取得了制造現(xiàn)代燒結(jié)青銅含油軸承的專利。后來美國人吉爾松(E.G.Gilson)實現(xiàn)了這種軸承的工業(yè)化生產(chǎn)。1930年正式確立了它的工業(yè)產(chǎn)品的地位。1933年，德國開始研制燒結(jié)鐵基含油軸承。30年代末美國已大量生產(chǎn)和使用燒結(jié)鐵基油泵齒輪，以取代鑄鐵制品。60年代以來，由于鐵粉質(zhì)量的改進和粉末新品種的開發(fā)，成形技術(shù)、成形設(shè)備和燒結(jié)設(shè)備的發(fā)展，燒結(jié)機械零件的性能日益改善，形狀日趨復(fù)雜，產(chǎn)量迅速增加。近十年來工業(yè)發(fā)達國家燒結(jié)機械零件的平均年遞增率約為10～15％。中國1954年開始生產(chǎn)銅基含油軸承，1957年生產(chǎn)鐵基含油軸承，到70年代，燒結(jié)機械零件在生產(chǎn)上已頗具規(guī)模，在農(nóng)業(yè)機械、汽車、機床、儀表、紡織、輕工等工業(yè)部門得到較廣泛的應(yīng)用。

材質(zhì)

燒結(jié)機械零件材料和普通鑄鍛材料的主要差異在于前者的密度是一個可控變量；在兩者的化學(xué)成分和顯微組織大致相同的條件下，前者的力學(xué)性能是它的密度的函數(shù)。影響它的力學(xué)性能的另外一個重要因素是合金元素。在鐵基燒結(jié)材料中應(yīng)用最多的合金元素是碳、銅、鎳、鉬。碳可單獨或配合其他元素（特別是銅）使用，主要用于改進鐵基燒結(jié)材料的強度和硬度；銅、鎳、鉬的共同特點是同氧的親合力比鐵小，所以含有這些元素的合金粉末體，可在一般燒結(jié)純鐵的氣氛中進行燒結(jié)。

在生產(chǎn)燒結(jié)鐵基材料中，銅是應(yīng)用最廣的合金元素。銅在燒結(jié)時即被熔化，并可溶于鐵，與鐵形成合金，從而大大提高燒結(jié)鐵基材料的強度。如用銅和碳或鎳同時用作合金元素時，燒結(jié)鐵基材料的力學(xué)性能還可進一步提高。在燒結(jié)鐵基材料中加入鉬主要是為了增加淬透性。鉬對燒結(jié)材料在燒結(jié)狀態(tài)下的力學(xué)性能有好作用。因此，逐漸形成了燒結(jié)鐵、燒結(jié)碳鋼、燒結(jié)銅鋼、燒結(jié)鉬鋼、燒結(jié)鎳鉬鋼和燒結(jié)不銹鋼等合金系列。在70年代把磷鐵粉加入鐵粉中，形成了燒結(jié)鐵磷碳系合金。在燒結(jié)有色金屬合金方面，發(fā)展出燒結(jié)青銅、燒結(jié)黃銅、燒結(jié)鋁合金等。

材料的密度，孔隙的大小、形狀和分布，以及燒結(jié)程度對燒結(jié)機械零件材料的力學(xué)性能都有重大影響（見粉末冶金燒結(jié)）。依據(jù)材料的密度，燒結(jié)碳鋼的抗拉強度為11～42kgf/mm²，熱處理后可增高到63kgf/mm²以上。燒結(jié)銅鋼的抗拉強度為14～57kgf/mm²，熱處理后可達70kgf/mm²以上。燒結(jié)黃銅的抗拉強度達28kgf/mm²。一般燒結(jié)鋁合金的抗拉強度為10～35kgf/mm²。燒結(jié)材料由于存在殘余孔隙(一般為5～25％)，其延性和沖擊韌性都較低。雖然通過復(fù)壓、復(fù)燒、熔滲、后續(xù)熱處理等，改變了孔隙形態(tài)和數(shù)量，可以改進其力學(xué)性能，特別是疲勞強度、沖擊韌性和延性，但仍達不到相應(yīng)的鑄鍛材料的性能水平，因此燒結(jié)機械零件的應(yīng)用范圍受到限制。但是，用燒結(jié)方法生產(chǎn)機械零件，同用鑄、鍛、機械加工方法生產(chǎn)的零件相比，具有能源節(jié)省、加工工序少、材料利用率高、尺寸精度均勻一致、適于大批量自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，應(yīng)用范圍也一直在擴大。燒結(jié)機械零件常用材料的性能和主要用途見表。一些典型粉末冶金機械零件見圖1。

制造工藝

主要包括原料粉末與潤滑劑的混合、模壓成形、燒結(jié)和后續(xù)加工。為制造密度、力學(xué)性能不同的機械零件，發(fā)展出多種不同的成形、燒結(jié)和后續(xù)加工方法。由于技術(shù)-經(jīng)濟條件的限制，燒結(jié)機械零件一般多為重量不大于 1公斤的小型零件。燒結(jié)機械零件的基本制造工藝見圖2 。

粉末燒結(jié)鍛造

將粉末冶金成形與鍛造結(jié)合起來，是燒結(jié)機械零件制造工藝的一項重要發(fā)展。工藝過程是先用粉末冶金法將金屬粉末制成預(yù)成形坯，再經(jīng)鍛造等工序制成零件，這樣可使燒結(jié)材料的孔隙率減小到2％以下，物理性能、力學(xué)性能提高到接近相應(yīng)鑄鍛材料的水平，擴大了燒結(jié)機械零件的應(yīng)用范圍。

參考書目

1. Joel S. Hirschhorn，Introduction to PowderMetallurgy，American Powder Metallurgy Institute，1969.
2. John J. Barke & Volker Weiss，eds.，PowderMetallurgy of High-Performance Applications，Syracuse University Press，1972.
3. 松山芳治、三谷裕康、鈴木?壑?:《??h粉末冶金學(xué)》，日刊工?I新?社，?|京，1972。

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標簽：粉末冶金機械零件

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文章名稱：《粉末冶金機械零件》

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