粉末以及高密度 高均匀性和大尺寸铁基粉末冶金制品产业化关键技术的研究。这对推 动我国铁基粉末冶金行业的整体技术和装备水平的提升加快我国粉 末冶金产品结构的调整以及打破国外在高端铁基粉末和制品领域的 技术和市场垄断都具有重要的意义。 国外发展现状与趋势 粘结化铁基粉末的研究是国际上制备高性能高精度铁基零部件 的重要发展方向之。美国赫格拉斯公司瑞典赫格拉斯公司加拿 大魁北克粉末公司日本神户制钢和川崎制铁公司代表了粘结化铁基 粉末制备的前沿技术。美国赫格拉斯公司采用的是混粉技术瑞典赫格拉斯公司开发了粘结化处理混合粉末。加拿大 魁北克粉末公司研发出粘结化处理粉末。日本神户制 钢的粘结化粉末命名为 高密度铁基粉末冶金零件的制备主要采用粉末热锻温压成形等 技术，并且已经实现了工业化生产，特别是通过粉末热锻制备出了密 度达以上的高性能连杆同步器齿毂和伞齿轮等零件，并在 汽车上得到应用。目前，粉末锻造的核心技术仍然掌握在德国公 司日本丰田汽车公司和美国福特汽车公司等少数企业的手中。粉末 锻造存在设备价格过高能耗大生产成本高和成品率较低等问题。 温压成形的密度只能达到左右，产品性能已经不能满足日 益严格的技术要求。开发低成本，高性能的铁基粉末零件是粉末冶金 工业发展的必然趋势。日本公司于年报道了铁基烧结合金 的新型制备技术，通过改进原料粉末成形和烧结条件，以及采用先 进的热处理技术，在的成形压力下制备出理论密度在 以上的铁基烧结合金，使致密度硬度和疲劳性能得到大幅度提高， 但是该发明的核心技术并未披露。基于国外铁基粉末及粉末冶金制品 的现状与趋势，高品质铁基粉末的制备和高性能铁基粉末冶金制品制 备新技术的研发是我国铁基粉末冶金工业发展不可或缺的。 国内发展现状与现有技术基础 目前我国水雾化铁粉年产量已超过万吨，但是存在压缩性不 高和压缩性稳定性较差等问题。占我国市场的高压缩性雾化铁粉 仍需要从瑞典美国日本等国外厂家进口。在粘结化铁基合金粉末 方面，我国的种类远少于国外，高档次铁基粉末冶金制品用粘结化粉 末几乎全部依赖进口。 就粉末冶金制品而言，虽然我国年的年产量达到了万吨， 但是主要采用传统压制和烧结工艺制备，生产出的绝大多数中低档产品只能用作承载负荷较低的结构件。我国粉末冶金行业的整体技术水 平还有待大幅度提高。为了满足我国汽车工业及其它先进制造业对高 性能大尺寸精密及复杂形状结构零件的迫切需求，本世纪初国内 开始开展高致密度和高性能粉末冶金零部件制备技术的研究。 年月中南大学北京科技大学和华南理工大学联合承担了国家 计划，较系统地开展了温压技术的研究，并利用转炉烟尘中 铁粒为原料设计温压用粉，获得密度大于的粉末冶金零部 件。从年开始，北京科技大学在国家计划的支持下开展了 粉末冶金高端产品的基础和应用研究，采用高速压制技术成功制备出 密度大于的铁基零件，这是高性能铁基制品研发的个良好 开端。然而，该技术在制备大尺寸铁基制品方面还存在很多难点，主 要包括均匀合金成分和显微组织的获得，大尺寸多台阶复杂形 状零件的密度均匀性的控制，以及烧结尺寸精度的严格控制。 主要研究内容 高密度铁基粉末冶金材料成分的优化设计。通过压制性 能对比烧结致密化行为研究显微组织表征和力学性能分析进 行高密度铁基粉末冶金材料的成分设计并进行优化，满足年报道了铁基烧结合金 的新型制备技术，通过改进原料粉末成形和烧结条件，以及采用先 进的热处理技术，在的成形压力下制备出理论密度在 以上的铁基烧结合金，使致密度硬度和疲劳性能得到大幅国内发展现状与现有技术基础 目前我国水雾化铁粉年产量已超过万吨，但是存在压缩性不 高和压缩性稳定性较差等问题。占我国市场的高压缩性雾化铁粉 仍需要从瑞典美国日本等国外厂家进口。在粘结化铁绝大多数中低档产品只能用作承载负荷较低的结构件。我国粉末冶金行业的整体技术水 平还有待大幅度提高。为了满足我国汽车工业及其它先进制造业对高 性能大尺寸精密及复杂形状结构零件的迫切需求，本世纪初压用粉，获得密度大于的粉末冶金零部 件。从年开始，北京科技大学在国家计划的支持下开展了 粉末冶金高端产品的基础和应用研究，采用高速压制技术成功制备出 密度大于的铁基零件，这是高性严格控制。 主要研究内容 高密度铁基粉末冶金材料成分的优化设计。通过压制性 能对比烧结致密化行为研究显微组织表征和力学性能分析进 行高密度铁基粉末冶金材料的成分设计并进行优化，加塑化剂并进行增塑处 理，接着添加粘结剂后制备成高流动性合金成分均匀和高压缩性的 粘结化铁基粉末。重点研究粉末颗粒的形状粒度和粒度搭配对粉末 特性松装密度振实密度和流动性的影响粘结剂模壁润滑和先进模架模具结构设计技术来获得高密度压坯，进 而优化烧结和热处理工艺参数得到高密度铁基制品。重点研究颗粒形 状和粒度配比塑化剂的添加模壁润滑模具结构和压制方式对压 坯密度及其分布性和综合力学性能 的影响规律，并阐明高密度铁基粉末冶金材料的致密化机理。研究高 密度铁基材料的先进热处理技术。最后对烧结和热处理态铁基材料的 显微组织和力学性能进行表征。对高性能粉末冶金零件进行定性的主要瓶颈。国外少数粉末冶金企业 掌握了粘结化铁基粉末的制备关键，并对粘结化处理粉末中的润 滑剂组成制备工艺等核心技术严格保密。北京科技大学与山东 莱芜市新艺粉末冶金制品有限公司合作进行了新型粘结化铁基粉 末制备技术的探索性研究。本课题拟在新型润滑剂和增塑剂的设 计粒径组成优化和先进粉末混合装臵设计的基础上开发出具有 自主知识产权的高品质粘结化铁基粉末，并形成自己的品牌。 在高密度铁基制品的研制方面，国内外每年均有大量关于高密度铁基合金的文献公开发表，但是主要是有关温压成形粉末锻造等方法， 未能检索到与铁基粉末增塑处理和相应的高密度成形技术的专利报 道。我们初步探明了高速压制成形粘结化铁基粉末工艺的可行性，申 请了项发明专利。本项目拟在此基础上系统开展合金成分设计组 织和性能控制产业化关键装备和技术问题攻克等方面进行系统研 究，形成具有自主知识产权的高密度铁基粉末冶金制品制备新技术。 高密度成形的核心技术包括铁基粉末改性处理技术模壁润滑技术 模具和模架结构设计混粉和压制成形装备的设计等几个方面，拟在 项目完成后在上述方面实现突破，