机械制造中常用的粉末冶金材料
1. 烧结减摩材料
在烧结减摩材料中最常用的是多孔轴承,它是将粉末压制成轴承后,再浸在润滑油中,由于粉末冶金材料的多孔性,在毛细现象作用下,可吸附大量润滑油(一般含油率为12%~30%),故又称为含油轴承。工作时由于轴承发热,使金属粉末膨胀,孔隙容积缩小。
常用的多孔轴承有以下两类。
(1)铁基多孔轴承。常用的有铁-石墨(ω石墨=0.5%~3%)烧结合金和铁-硫(ωsi=0.5%~1%)-石墨(ω石墨=1%~2%)烧结合金。前者硬度为30~110HBS,组织是珠光体(>40)+铁素体+渗碳体(
(2)铜基多孔轴承。该材料常用ZCuSn5Pb5Zn5青铜粉末与石墨粉末制成。硬度为20~40HBS,它的成分与ZCuSn5Pb5Zn5铝青铜相近,但其中有0.3%~2%的石墨(质量分数) ,组织是α固溶体+石墨+铅+孔隙。它有较好的导热性、耐蚀性、抗咬合性,但承压能力较铁基多孔轴承弱,常用于纺织机械、精密机械、仪表等。
2. 烧结铁基结构材料(烧结钢)
它是以碳钢粉末或合金钢粉末为主要原料,并采用粉末冶金方法制造成的金属材料或直接制成烧结结构零件。
这类材料制造结构零件的优点是:制品的精度较高、表面光洁(径向精度2~4级,表面粗糙度Ra1.6~0.20 μm) ,不须或只须少量切削加工;制品还可以通过热处理强化和提高耐磨性(主要用淬火+低温回火以及渗碳淬火+低温回火) ;制品多孔,可浸渍润滑油,改善摩擦条件。减少磨损,并有减振、消音的作用。 用碳钢粉末制成的合金,含碳质量分数低者,可制造受力小的零件或渗碳件、焊接件;含碳质量分数较高者,淬火后可制造要求一定强度或耐磨的零件。用合金钢粉末制的合金,其中常有铜、钼、硼、锰、镍、铬、硅、磷等合金元素。它们可强化基体,提高淬透性,加入铜还可提高耐蚀性。合金钢粉末合金淬火后σb 可达500~800 MPa,硬度40~50HRC,制造受力较大的烧结结构零件,如液压泵齿轮、电钻齿轮等。
对于长轴类、薄壳类及形状过于复杂的结构零件,则不适宜采用粉末合金材料。
3. 烧结摩擦材料
摩擦材料广泛应用于机器上制动器与离合器,如图6-11所示。它们都是利用材料相互间摩擦力传递能量的,尤其是在制动时,制动器要吸收大量的动能,使摩擦表面温度急剧上升(可达1000℃左右) ,故摩擦材料极易磨损。因此,对摩擦材料性能的要求是:①较大的摩擦因数;②较好的耐磨性;③足够的强度,以
承受较高的工作压力及速度;④良好的磨合性、抗咬合性。
摩擦材料通常由强度高、导热性好、熔点高的金属(如用铁、铜) 作为基体,并加入能提高摩擦系数的摩擦组分(如A1₂O ₃,Si0₂及石棉等) ,以及能抗咬合、提高减摩性的润滑组分(如铅、锡、石墨、二硫化钼等) 的粉末冶金材料。因此,它能较好地满足摩擦材料性能的要求。其中铜基烧结摩擦材料常用于汽车、拖拉机、锻压机床的离合器与制动器;而铁基的多用于各种高速度、重载荷机器的制动器。
机械制造中常用的粉末冶金材料
1. 烧结减摩材料
在烧结减摩材料中最常用的是多孔轴承,它是将粉末压制成轴承后,再浸在润滑油中,由于粉末冶金材料的多孔性,在毛细现象作用下,可吸附大量润滑油(一般含油率为12%~30%),故又称为含油轴承。工作时由于轴承发热,使金属粉末膨胀,孔隙容积缩小。
常用的多孔轴承有以下两类。
(1)铁基多孔轴承。常用的有铁-石墨(ω石墨=0.5%~3%)烧结合金和铁-硫(ωsi=0.5%~1%)-石墨(ω石墨=1%~2%)烧结合金。前者硬度为30~110HBS,组织是珠光体(>40)+铁素体+渗碳体(
(2)铜基多孔轴承。该材料常用ZCuSn5Pb5Zn5青铜粉末与石墨粉末制成。硬度为20~40HBS,它的成分与ZCuSn5Pb5Zn5铝青铜相近,但其中有0.3%~2%的石墨(质量分数) ,组织是α固溶体+石墨+铅+孔隙。它有较好的导热性、耐蚀性、抗咬合性,但承压能力较铁基多孔轴承弱,常用于纺织机械、精密机械、仪表等。
2. 烧结铁基结构材料(烧结钢)
它是以碳钢粉末或合金钢粉末为主要原料,并采用粉末冶金方法制造成的金属材料或直接制成烧结结构零件。
这类材料制造结构零件的优点是:制品的精度较高、表面光洁(径向精度2~4级,表面粗糙度Ra1.6~0.20 μm) ,不须或只须少量切削加工;制品还可以通过热处理强化和提高耐磨性(主要用淬火+低温回火以及渗碳淬火+低温回火) ;制品多孔,可浸渍润滑油,改善摩擦条件。减少磨损,并有减振、消音的作用。 用碳钢粉末制成的合金,含碳质量分数低者,可制造受力小的零件或渗碳件、焊接件;含碳质量分数较高者,淬火后可制造要求一定强度或耐磨的零件。用合金钢粉末制的合金,其中常有铜、钼、硼、锰、镍、铬、硅、磷等合金元素。它们可强化基体,提高淬透性,加入铜还可提高耐蚀性。合金钢粉末合金淬火后σb 可达500~800 MPa,硬度40~50HRC,制造受力较大的烧结结构零件,如液压泵齿轮、电钻齿轮等。
对于长轴类、薄壳类及形状过于复杂的结构零件,则不适宜采用粉末合金材料。
3. 烧结摩擦材料
摩擦材料广泛应用于机器上制动器与离合器,如图6-11所示。它们都是利用材料相互间摩擦力传递能量的,尤其是在制动时,制动器要吸收大量的动能,使摩擦表面温度急剧上升(可达1000℃左右) ,故摩擦材料极易磨损。因此,对摩擦材料性能的要求是:①较大的摩擦因数;②较好的耐磨性;③足够的强度,以
承受较高的工作压力及速度;④良好的磨合性、抗咬合性。
摩擦材料通常由强度高、导热性好、熔点高的金属(如用铁、铜) 作为基体,并加入能提高摩擦系数的摩擦组分(如A1₂O ₃,Si0₂及石棉等) ,以及能抗咬合、提高减摩性的润滑组分(如铅、锡、石墨、二硫化钼等) 的粉末冶金材料。因此,它能较好地满足摩擦材料性能的要求。其中铜基烧结摩擦材料常用于汽车、拖拉机、锻压机床的离合器与制动器;而铁基的多用于各种高速度、重载荷机器的制动器。