粉末冶金機械零件實用技術(shù)

目錄
第一章概論1
第一節(jié)粉末冶金發(fā)展歷史概述1
一、粉末冶金的基本概念1
二、粉末冶金發(fā)展史上的三個重要標志1
三、粉末冶金在現(xiàn)代技術(shù)和國民經(jīng)濟中的作用2
第二節(jié)粉末冶金機械零件制造工藝特征3
一、粉末冶金機械零件傳統(tǒng)制造工藝3
二、粉末冶金機械零件制造的新工藝、新技術(shù)4
三、用粉末冶金工藝制造機械零件的技術(shù)經(jīng)濟特征和優(yōu)先選擇原則7
第三節(jié)粉末冶金減摩零件和結(jié)構(gòu)零件8
一、粉末冶金減摩零件的發(fā)展和應(yīng)用8
二、粉末冶金結(jié)構(gòu)零件的發(fā)展和應(yīng)用9
三、粉末冶金機械零件的經(jīng)濟評估9
四、粉末冶金機械零件的產(chǎn)品開發(fā)和營銷11
第一篇粉末原料
第二章金屬粉末13
第一節(jié)金屬粉末性能13
一、粉末與粉末體13
二、粉末粒度分類和粒度分布14
三、粉末形狀15
四、金屬粉末化學(xué)成分16
五、金屬粉末工藝性能16
第二節(jié)鐵銅基粉末原料制備方法簡介18
一、機械粉碎法19
二、熔融液態(tài)金屬和合金霧化法22
三、金屬化合物還原法23
四、電解法24
五、羰基化合物熱離解法24
第三章機械零件用金屬粉末原料的主要生產(chǎn)方法26
第一節(jié)固體碳還原法生產(chǎn)鐵粉26
一、還原法基本原理26
二、還原法生產(chǎn)海綿鐵工藝29
三、海綿鐵的二次精還原34
四、還原鐵粉國家標準35
五、鐵粉標準中主要參數(shù)的含義36
第二節(jié)水霧化法生產(chǎn)金屬鐵粉38
一、霧化法生產(chǎn)金屬粉末的基本原理38
二、噴嘴結(jié)構(gòu)41
三、霧化法制取金屬鋼鐵粉末43
四、霧化工藝參數(shù)和金屬液的內(nèi)在性質(zhì)對粉末粒度和形狀的影響45
五、水霧化鐵粉和還原鐵粉性能比較47
第三節(jié)低合金鋼鐵粉末的生產(chǎn)47
一、水霧化法生產(chǎn)低合金鋼粉48
二、擴散黏結(jié)法部分預(yù)合金粉的生產(chǎn)51
三、共還原法制取鐵鉬合金粉51
第四節(jié)國外主要金屬粉末公司鋼鐵粉末品種和性能簡介53
一、還原鐵粉品種和性能53
二、霧化純鐵粉品種和性能54
三、預(yù)合金粉品種與性能55
四、擴散黏結(jié)部分預(yù)合金粉品種和性能56
五、預(yù)合金化高合金鋼粉品種和性能57
第五節(jié)霧化青銅粉和電解銅粉的生產(chǎn)58
一、氣霧化6??6??3青銅粉工藝59
二、水溶液電解法生產(chǎn)銅粉60
第六節(jié)鋼鐵粉末主要工藝參數(shù)檢測方法64
一、粉末的驗收與取樣64
二、鐵粉化學(xué)成分測定66
三、氫損值測定67
四、金屬粉末中酸不溶物測定68
五、金屬粉末粒度組成的測定68
六、金屬粉末松裝密度的測定69
七、金屬粉末流動性的測定70
八、金屬粉末壓縮性的測定71
九、金屬粉末的成形性73
第二篇成形技術(shù)和模具模架
第四章粉末冶金成形技術(shù)基礎(chǔ)75
第一節(jié)壓制過程力的分析76
一、壓制壓力76
二、側(cè)壓力76
三、外摩擦力和壓力損失77
四、脫模壓力77
五、壓力中心79
六、精整壓力80
第二節(jié)粉末在壓制過程中的變化規(guī)律80
一、壓制過程中粉末的運動和粉末的變形80
二、壓制壓力和壓坯密度、強度的關(guān)系81
三、單軸向鋼模壓制壓坯密度的不均勻性分布82
四、調(diào)整壓坯密度分布的壓制方式選擇83
五、多臺階壓坯密度均勻分布的遵循原則90
第三節(jié)壓制工藝97
一、配料及其計算97
二、混料工藝及影響因素98
三、手動壓制中的稱料、裝料101
四、自動壓制中的稱料、裝料102
五、壓制過程控制104
六、脫模105
七、壓坯質(zhì)量控制及檢查106
八、壓坯密度、密度分布對燒結(jié)制品質(zhì)量的影響109
第五章粉末冶金零件設(shè)計110
第一節(jié)粉末壓坯形狀設(shè)計110
一、壓坯形狀的分類110
二、壓坯形狀的設(shè)計112
三、特殊壓坯形狀的設(shè)計116
四、組合成形法簡化壓坯復(fù)雜形狀的設(shè)計118
五、不同壓坯形狀壓制面的選擇119
第二節(jié)粉末壓坯密度設(shè)計122
一、密度大小的設(shè)計122
二、密度均勻性的設(shè)計123
第三節(jié)壓坯尺寸及精度設(shè)計126
一、壓坯的尺寸限制126
二、尺寸及位置精度設(shè)計127
第六章粉末冶金成形模具與模架（Ⅰ）131
第一節(jié)粉末冶金成形壓機的基本要求與選擇依據(jù)131
一、基本要求131
二、選擇依據(jù)132
第二節(jié)粉末冶金模架的作用及分類136
一、模架的功能及特點136
二、模架和模具的構(gòu)成關(guān)系和基本動作138
三、粉末冶金專用成形模架的類型138
第三節(jié)常見粉末冶金成形模架139
一、普通壓機用成形模架139
二、粉末冶金專用壓機拉下式成形模架143
三、粉末冶金專用壓機頂出式成形模架148
第七章粉末冶金成形模具與模架（Ⅱ）150
第一節(jié)成形模具結(jié)構(gòu)設(shè)計150
一、成形模具結(jié)構(gòu)分類150
二、成形模具結(jié)構(gòu)設(shè)計原則150
三、成形模具結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟151
第二節(jié)成形模具結(jié)構(gòu)方案151
一、普通成形模結(jié)構(gòu)基本方案示例151
二、特殊成形模結(jié)構(gòu)基本方案示例155
第三節(jié)壓模自動化機構(gòu)的設(shè)計156
一、浮動機構(gòu)156
二、脫模復(fù)位機構(gòu)163
三、自動裝粉機構(gòu)171
第八章粉末冶金成形模具與模架（Ⅲ）174
第一節(jié)普通壓機用成形模具結(jié)構(gòu)示例174
一、等高壓坯模具結(jié)構(gòu)示例174
二、帶臺階壓坯模具結(jié)構(gòu)示例175
第二節(jié)粉末冶金專用壓機用成形模具結(jié)構(gòu)示例182
一、一個臺階壓坯模具結(jié)構(gòu)示例183
二、多臺階壓坯模具結(jié)構(gòu)示例184
三、特殊形狀壓坯模具結(jié)構(gòu)示例186
第九章精整模具191
第一節(jié)精整、精壓和復(fù)壓191
一、精整191
二、精壓193
三、復(fù)壓193
第二節(jié)精整模具模架結(jié)構(gòu)設(shè)計194
一、精整模的基本要求194
二、精整模結(jié)構(gòu)設(shè)計194
三、精整模架類型198
第三節(jié)精整模結(jié)構(gòu)與動作示例201
一、通過式精整模結(jié)構(gòu)201
二、全精整式精整模結(jié)構(gòu)203
第十章模具主要零件設(shè)計206
第一節(jié)成形模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計206
一、陰模設(shè)計206
二、芯棒設(shè)計209
三、模沖設(shè)計211
第二節(jié)精整模具主要零件設(shè)計213
一、陰模設(shè)計213
二、芯棒設(shè)計214
三、模沖設(shè)計216
第三節(jié)模具主要零件尺寸設(shè)計216
一、模具尺寸計算步驟216
二、模具參數(shù)選擇216
三、模具尺寸計算方法223
第四節(jié)典型產(chǎn)品零件設(shè)計計算示例230
一、柱面零件230
二、帶臺零件235
第十一章粉末冶金模具制造244
第一節(jié)模具制造的一般要求244
一、模具的使用狀況244
二、模具制造的要求244
第二節(jié)模具主要零件材料的選擇245
一、陰模常用材料的選擇246
二、芯棒常用材料的選擇246
三、上下模沖常用材料的選擇247
四、模套材料的選擇247
第三節(jié)模具主要零件材料的成分及熱加工工藝248
一、硬質(zhì)合金248
二、鋼結(jié)硬質(zhì)合金及熱加工工藝250
三、高速鋼及熱加工工藝251
四、高合金工具鋼及熱加工工藝251
五、低合金工具鋼及熱加工工藝252
六、碳素工具鋼及熱加工工藝252
七、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼及熱加工工藝253
第四節(jié)模具主要零件制造工藝253
一、機械加工253
二、特種加工254
三、模具主要零件制造工藝流程257
四、模具零件的典型加工工藝舉例257
第五節(jié)提高模具壽命的方法262
一、研究和選用新型模具材料263
二、改進熱處理工藝方法263
三、模具表面涂覆處理264
四、電火花表面強化 265
第六節(jié)模具零件的檢測方法265
一、性能檢測265
二、外觀質(zhì)量檢測266
三、尺寸、形狀和位置公差檢測266
四、合模檢查268
五、產(chǎn)品驗收268
第十二章模具的安裝和調(diào)試269
第一節(jié)模具的安裝269
一、安裝要點269
二、安裝前的準備工作269
三、安裝程序269
第二節(jié)模具的調(diào)試271
一、調(diào)試要求271
二、調(diào)試程序271
第三節(jié)試模出現(xiàn)的主要缺陷與調(diào)整271
一、壓坯密度不符合工藝要求271
二、尺寸不符合要求272
三、形位公差超差273
四、外觀不合格274
第四節(jié)精整中常見的質(zhì)量問題及解決方法281
一、尺寸精度及形位公差不合格281
二、表面缺陷282
三、精整時的潤滑問題284
第五節(jié)常見的模具損壞類型及分析284
一、模具損壞類別284
二、模具損壞分析285
第三篇燒結(jié)、材料和后處理技術(shù)
第十三章燒結(jié)基本原理和燒結(jié)技術(shù)288
第一節(jié)燒結(jié)概述288
一、燒結(jié)的概念及其在粉末冶金工藝中的重要性288
二、燒結(jié)的分類289
第二節(jié)燒結(jié)的基本原理290
一、燒結(jié)過程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識290
二、燒結(jié)機構(gòu)簡介291
三、固相燒結(jié)293
四、液相燒結(jié)295
五、活化燒結(jié)299
第三節(jié)鐵基零件燒結(jié)技術(shù)301
一、鐵基零件燒結(jié)技術(shù)的特點301
二、鐵基零件燒結(jié)過程的三個基本階段301
三、鐵基零件燒結(jié)和冷卻過程中組織機構(gòu)的變化304
四、鐵基減摩零件和鐵基結(jié)構(gòu)零件燒結(jié)工藝參數(shù)的差異307
第四節(jié)燒結(jié)氣氛308
一、鐵基零件生產(chǎn)中保護氣氛的選擇原則308
二、鐵基生產(chǎn)中常用燒結(jié)保護氣氛及技術(shù)經(jīng)濟評述312
三、氣體的凈化和干燥劑的應(yīng)用與再生323
第五節(jié)燒結(jié)裝備326
一、粉末冶金燒結(jié)工藝對燒結(jié)爐的基本要求326
二、鐵銅基零件生產(chǎn)中常用燒結(jié)爐類型326
三、鐵基零件燒結(jié)爐燒結(jié)過程的正常運行和故障分析330
第十四章粉末冶金減摩材料和制品（含油軸承）制造技術(shù)334
第一節(jié)粉末冶金減摩零件的材料特性334
一、減摩零件與結(jié)構(gòu)零件的應(yīng)用功能與制品品種334
二、對減摩零件的性能要求335
三、粉末冶金減摩零件的性能特點335
第二節(jié)影響鐵銅基含油軸承減摩性能的因素340
一、孔隙的影響及孔隙度確定340
二、粉末粒度的影響341
三、顯微組織結(jié)構(gòu)的影響341
四、潤滑劑的影響343
第三節(jié)固體潤滑劑的應(yīng)用344
一、石墨和二硫化鉬的應(yīng)用345
二、硫及硫化物的應(yīng)用346
三、其他潤滑劑的應(yīng)用347
第四節(jié)鐵基含油軸承制造工藝349
一、鐵基含油軸承材料系列349
二、含油軸承制造工藝過程中的質(zhì)量控制356
第五節(jié)青銅基含油軸承制造技術(shù)359
一、青銅基含油軸承特點和應(yīng)用359
二、青銅基含油軸承材料成分360
三、燒結(jié)青銅含油軸承孔隙的形成機制及其控制362
四、青銅基含油軸承制造工藝364
五、青銅基含油軸承的儲油性和供油性366
六、提高質(zhì)量的工藝措施367
第六節(jié)燒結(jié)金屬石墨材料和帶鋼背的復(fù)合減摩材料369
一、金屬石墨材料369
二、帶鋼背的復(fù)合減摩材料371
第十五章鐵基結(jié)構(gòu)零件致密化技術(shù)376
第一節(jié)鐵基結(jié)構(gòu)零件發(fā)展、應(yīng)用和技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢376
一、鐵基結(jié)構(gòu)零件的發(fā)展和國內(nèi)現(xiàn)狀376
二、鐵基結(jié)構(gòu)零件應(yīng)用的主要領(lǐng)域378
三、鐵基結(jié)構(gòu)零件的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢378
第二節(jié)鐵基結(jié)構(gòu)零件密度和材料力學(xué)性能的關(guān)系381
一、密度與孔隙度381
二、孔隙度、孔隙形狀、大小、分布與力學(xué)性能的關(guān)系381
三、孔隙對材料物理性能的影響384
四、提高密度的傳統(tǒng)方法簡介385
第三節(jié)復(fù)壓復(fù)燒技術(shù)387
一、復(fù)壓復(fù)燒技術(shù)的提出及其應(yīng)用387
二、復(fù)壓復(fù)燒技術(shù)的工藝控制387
三、復(fù)壓復(fù)燒技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟評述391
第四節(jié)熔滲技術(shù)392
一、熔滲技術(shù)在粉末冶金制品生產(chǎn)中的應(yīng)用特點392
二、鐵基結(jié)構(gòu)零件熔滲工藝393
三、鐵基結(jié)構(gòu)零件熔滲技術(shù)的工藝參數(shù)控制393
第五節(jié)溫壓技術(shù)396
一、溫壓技術(shù)的工藝特征396
二、影響溫壓技術(shù)致密化和強韌性的因素及其分析400
三、溫壓技術(shù)工業(yè)化發(fā)展前景404
第六節(jié)金屬注射成形技術(shù)405
一、金屬注射成形技術(shù)的工藝特征和發(fā)展前景406
二、金屬粉末注射成形喂料的制備407
三、注射成形410
四、注射成形坯的脫黏（脫脂）412
五、金屬注射成形坯燒結(jié)416
第七節(jié)粉末預(yù)成形坯熱鍛技術(shù)420
一、粉末冶金預(yù)成形坯熱鍛工藝的特點和應(yīng)用421
二、粉末冶金預(yù)成形坯的設(shè)計和生產(chǎn)421
三、粉末預(yù)成形坯的鍛造作業(yè)424
四、粉末預(yù)成形坯熱鍛材料的力學(xué)性能425
第十六章鐵基結(jié)構(gòu)零件合金化技術(shù)426
第一節(jié)鐵基材料基礎(chǔ)知識426
一、鐵?蔡枷嗤莢諤?基材料中的應(yīng)用426
二、固溶體和固溶強化434
三、合金元素在鐵基材料中的強化作用438
四、合金組織不均勻性引起的材料力學(xué)性能的波動441
第二節(jié)合金元素選用原則442
一、粉末冶金零件合金化過程中應(yīng)考慮的一些工藝因素442
二、不同粉末冶金工藝選用合金元素的原則444
第三節(jié)鐵基粉末冶金引入合金元素的方法445
一、混合法445
二、黏結(jié)擴散法引入合金元素446
三、用霧化法制成預(yù)合金粉446
四、熔滲法引入合金元素446
五、熱處理等后續(xù)處理過程引入合金元素447
六、多元合金化應(yīng)用447
第四節(jié)鐵基結(jié)構(gòu)零件材料系列448
一、燒結(jié)碳鋼系列448
二、燒結(jié)銅鋼系統(tǒng)451
三、燒結(jié)鎳鋼系列455
四、燒結(jié)低合金鋼材料457
五、高耐磨高合金鋼材料462
六、燒結(jié)不銹鋼材料463
第十七章鐵基材料熱處理和表面處理466
第一節(jié)熱處理基礎(chǔ)知識466
一、熱處理概念及其應(yīng)用466
二、鋼在加熱時的奧氏體化467
三、奧氏體晶粒大小及其控制468
四、過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線（C曲線）469
五、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能473
第二節(jié)熱處理強化在鐵基粉末冶金機械零件中的應(yīng)用476
一、鐵基結(jié)構(gòu)零件熱處理工藝特點477
二、鐵基結(jié)構(gòu)零件常用熱處理工藝類型478
三、鐵基結(jié)構(gòu)零件的直接淬火—回火處理479
四、鐵基結(jié)構(gòu)零件的表面熱處理—高頻淬火485
五、鐵基結(jié)構(gòu)零件化學(xué)熱處理—滲碳和碳氮共滲487
第三節(jié)燒結(jié)硬化工藝和燒結(jié)硬化鋼492
一、燒結(jié)硬化工藝的提出492
二、燒結(jié)硬化工藝合金化的影響493
三、燒結(jié)硬化鋼與燒結(jié)低合金鋼淬火熱處理性能比較494
第四節(jié)鐵基零件的蒸汽處理496
一、蒸汽處理的應(yīng)用496
二、蒸汽處理的基本原理和反應(yīng)497
三、蒸汽處理中常見質(zhì)量故障的分析及其解決措施498
四、蒸汽封孔氣密性處理501
附錄503
附錄Ⅰ鐵銅基粉末冶金機械零件國家標準目錄503
一、金屬粉末及其理化與工藝性能檢測標準503
二、鐵銅基材料及其相關(guān)性能檢測標準503
附錄Ⅱ粉末冶金成形壓坯面積和體積的計算方法504
一、規(guī)則形狀和非規(guī)則形狀面積計算法504
二、壓坯體積計算法和浮重稱量法506
附錄Ⅲ硬度測定和硬度值的換算507
一、布氏、洛氏、維氏硬度測量508
二、洛氏硬度HRC與其他硬度及強度換算表510
三、洛氏硬度HRB與其他硬度及強度換算表511
附錄Ⅳ常用模具材料及其熱處理參數(shù)511
一、常用冷作模具鋼鋼號及化學(xué)成分511
二、常用模具鋼的熱處理工藝參數(shù)512
三、常用硬質(zhì)合金牌號、化學(xué)成分和物理?擦ρ?性能512
附錄Ⅴ美國ＭＰＩＦ標準35“粉末冶金結(jié)構(gòu)零件材料標準”2000年版介紹512
一、燒結(jié)鐵與燒結(jié)碳鋼513
二、燒結(jié)鐵銅合金和燒結(jié)銅鋼514
三、燒結(jié)鐵鎳合金和燒結(jié)鎳鋼515
四、燒結(jié)低合金鋼517
五、燒結(jié)硬化鋼518
六、擴散合金化鋼519
七、燒結(jié)滲銅鐵和燒結(jié)滲銅鋼520
八、燒結(jié)不銹鋼??300系列合金521
九、燒結(jié)不銹鋼??400系列合金522
十、燒結(jié)黃銅、燒結(jié)青銅及燒結(jié)鋅白銅524
參考文獻525