D0I:10.13374/i.i8sn1001t53.2010.03.017 第32卷第3期 北京科技大学学报 Vol 32 No 3 2010年3月 Journal of Un iversity of Science and Technology Beijing Mar.2010 流动温压成型铁基粉末冶金复杂件的脱脂工艺 胡昌旭倪东惠郑军君肖志瑜李元元 华南理工大学机械与汽车工程学院，国家金属材料近净成形工程技术研究中心，广州510640 摘要使用水雾化铁粉等原料制备十字形试样，对脱脂工艺、微观组织进行了分析，得到的理想脱脂工艺为：先以较快的速 率升温到160℃，然后以1℃·mm的速率升温到300℃，保温0.5h再以1.5℃·mm的速率升温到450℃，保温0.5h烧结 在1300℃进行.实验结果表明，通过优化脱脂工艺，使用流动温压工艺，可以制备出成本低廉、形状复杂的结构件. 关键词粉末治金：铁粉；温压；脱脂 分类号TF125.1 Degreasing behavior of iron based pow der m etallurgy com plex parts by wam flow com paction HU Chang xu NGAI TungwaiLeo ZHENG Jun-jn XIAO Zhi yu LI Yuan yuan National Engineering Research Center of Nearnet-shape Fomng for Metallic Materials School ofM echanical and Autonotive Engineering South China University of Technolgy Guangzhou 510640.China ABSTRACT W ateratamn ized iron powders were used by wam flow compaction to fabricate cross"shaped parts The degrease process and m crostmucture of sintered parts were investigated The optmnal degrease process is to raise he temperature from ambient tempera- ture to l60℃，then raise to300℃at a mte of1C·mn-and hold at300'Cfor0.5 h followed by raising the temperature to450℃ at a mate of 1.5C.mn and holl at 450C for0.5h Sintering was carried out at 1300C.It is shown that at the proper degreasing parameters the wam flow compaction method can pmduce complex"shaped com ponents w ith low cost KEY W ORDS powdermetallurgy iron powdes wam campactions degreasing 粉末治金是一种高效、优质、精密、低耗和节能 产成本，具有很大的经济效益和应用前景冈 的近净成形零件制造技术，然而，传统粉末冶金技 在流动温压工艺中，脱脂是很关键的一道工序， 术在制造复杂几何外形零件方面先天不足·流动温 烧结产品的质量和成本在很大程度上由此阶段控 压是在温压工艺的基础上，结合粉末注射成形工艺 制，不正确的脱脂工艺易产生裂纹、孔洞、气泡和膨 的优，点，通过加入适量的微细粉末和黏结剂，大大提 胀等缺陷，然而，对脱脂工艺（脱脂温度、脱脂时间 高了混合粉末的流动性、填充性和成形性山，由于 等)、脱脂动力学和机理等所进行的相关研究大多 在压制过程中混合粉末既具有液体的流动性，又有 集中于注射成形工艺方面，关于流动温压方面的脱 较高的黏度，是一种具有良好流动性的黏流体，使压 脂研究报道很少3-). 制压力在粉末中得到更有效和更均匀的传递。粉末 为了降低生产成本，开发出一种经济可行、可以 在压制过程中能够流向各个角落而不产生裂纹，从 制造复杂形状零部件的流动温压技术，本实验避免 而可以在传统压机上精密成形出具有复杂几何外形 使用昂贵的超细粉末，选择了普通水雾化铁粉等原 的零件，如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔 料制备十字形试样，并优化出理想的脱脂工艺和烧 等零件，而不需要其后的二次机加工，从而降低了生 结工艺 收稿日期：2009-05-12 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。50574041):广东省自然科学基金重点项目(N。06105411):教育部新世纪优秀人才项目(N。 NCET-05-0739) 作者简介：胡昌旭(l985-),男，硕士研究生；倪东惠(1955)，男，教授，博士生导师，Email dhnf色scut ed:cm第 32卷 第 3期 2010年 3月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．32Ｎｏ．3 Ｍａｒ．2010 流动温压成型铁基粉末冶金复杂件的脱脂工艺 胡昌旭 倪东惠 郑军君 肖志瑜 李元元 华南理工大学机械与汽车工程学院‚国家金属材料近净成形工程技术研究中心‚广州 510640 摘 要 使用水雾化铁粉等原料制备十字形试样‚对脱脂工艺、微观组织进行了分析‚得到的理想脱脂工艺为：先以较快的速 率升温到 160℃‚然后以 1℃·ｍｉｎ －1的速率升温到 300℃‚保温 0∙5ｈ‚再以 1∙5℃·ｍｉｎ －1的速率升温到 450℃‚保温 0∙5ｈ．烧结 在 1300℃进行．实验结果表明‚通过优化脱脂工艺‚使用流动温压工艺‚可以制备出成本低廉、形状复杂的结构件． 关键词 粉末冶金；铁粉；温压；脱脂 分类号 ＴＦ125∙1 Ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｉｒｏｎ-ｂａｓｅｄｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｃｏｍｐｌｅｘｐａｒｔｓｂｙｗａｒｍ ｆｌｏｗｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ＨＵＣｈａｎｇ-ｘｕ‚ＮＧＡＩＴｕｎｇｗａｉ-Ｌｅｏ‚ＺＨＥＮＧＪｕｎ-ｊｕｎ‚ＸＩＡＯＺｈｉ-ｙｕ‚ＬＩＹｕａｎ-ｙｕａｎ ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＮｅａｒ-ｎｅｔ-ｓｈａｐｅＦｏｒｍｉｎｇｆｏｒＭｅｔａｌｌｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ‚ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ‚ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ‚Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ510640‚Ｃｈｉｎａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｗａｔｅｒ-ａｔｏｍｉｚｅｄｉｒｏｎｐｏｗｄｅｒｓｗｅｒｅｕｓｅｄｂｙｗａｒｍｆｌｏｗｃｏｍｐａｃｔｉｏｎｔｏｆａｂｒｉｃａｔｅｃｒｏｓｓ-ｓｈａｐｅｄｐａｒｔｓ．Ｔｈｅｄｅｇｒｅａｓｅｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｉｎｔｅｒｅｄｐａｒｔｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｄｅｇｒｅａｓｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｔｏｒａｉｓｅｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｒｏｍａｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａ- ｔｕｒｅｔｏ160℃‚ｔｈｅｎｒａｉｓｅｔｏ300℃ ａｔａｒａｔｅｏｆ1℃·ｍｉｎ －1ａｎｄｈｏｌｄａｔ300℃ ｆｏｒ0∙5ｈ‚ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｒａｉｓｉｎｇｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏ450℃ ａｔａｒａｔｅｏｆ1∙5℃·ｍｉｎ －1ａｎｄｈｏｌｄａｔ450℃ ｆｏｒ0∙5ｈ．Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｔ1300℃．Ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔａｔｔｈｅｐｒｏｐｅｒｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈｅｗａｒｍｆｌｏｗｃｏｍｐａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃａｎｐｒｏｄｕｃｅｃｏｍｐｌｅｘ-ｓｈａｐｅｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｉｔｈｌｏｗｃｏｓｔ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ；ｉｒｏｎｐｏｗｄｅｒ；ｗａｒｍｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ；ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ 收稿日期：2009--05--12 基金项目：国家自然科学基金资助项目 （Ｎｏ．50574041）；广东省自然科学基金重点项目 （Ｎｏ．06105411）；教育部新世纪优秀人才项目 （Ｎｏ． ＮＣＥＴ--05--0739） 作者简介：胡昌旭 （1985－ ）‚男‚硕士研究生；倪东惠 （1955－ ）‚男‚教授‚博士生导师‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｄｈｎｉ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ 粉末冶金是一种高效、优质、精密、低耗和节能 的近净成形零件制造技术．然而‚传统粉末冶金技 术在制造复杂几何外形零件方面先天不足．流动温 压是在温压工艺的基础上‚结合粉末注射成形工艺 的优点‚通过加入适量的微细粉末和黏结剂‚大大提 高了混合粉末的流动性、填充性和成形性 ［1］．由于 在压制过程中混合粉末既具有液体的流动性‚又有 较高的黏度‚是一种具有良好流动性的黏流体‚使压 制压力在粉末中得到更有效和更均匀的传递．粉末 在压制过程中能够流向各个角落而不产生裂纹‚从 而可以在传统压机上精密成形出具有复杂几何外形 的零件‚如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔 等零件‚而不需要其后的二次机加工‚从而降低了生 产成本‚具有很大的经济效益和应用前景 ［2］． 在流动温压工艺中‚脱脂是很关键的一道工序． 烧结产品的质量和成本在很大程度上由此阶段控 制‚不正确的脱脂工艺易产生裂纹、孔洞、气泡和膨 胀等缺陷．然而‚对脱脂工艺 （脱脂温度、脱脂时间 等 ）、脱脂动力学和机理等所进行的相关研究大多 集中于注射成形工艺方面‚关于流动温压方面的脱 脂研究报道很少 ［3--13］． 为了降低生产成本‚开发出一种经济可行、可以 制造复杂形状零部件的流动温压技术．本实验避免 使用昂贵的超细粉末‚选择了普通水雾化铁粉等原 料制备十字形试样‚并优化出理想的脱脂工艺和烧 结工艺． DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2010．03．017