粉末冶金零件生产用石墨粉的选择.docx

第 24 卷 第 4 期 2014 年 8 月 粉末冶金工业 POWDER METALLURGY INDUSTRY Vol. 24，No. 4，p1-10 Aug. 2014 粉末冶金零件生产用石墨粉的选择 韩凤麟 （中国机协粉末冶金分会，北京 100825） 摘 要：粉末冶金零件应用领域的扩大，在于和其他各种制造工艺与材料的竞争。这种竞争实质上是粉末冶 金零件生产中的 3 个关键变量：使用性能（力学性能）、价格及精度（尺寸变化与其稳定性）和其他制造工艺与 材料的竞争。而原材料价格的易变性强烈影响了其第 4 个变量：生产的利润率。在粉末冶金结构零件生产 中，石墨的主要作用是烧结时使碳扩散到纯铁粉或预合金化铁粉颗粒中，以使钢基体硬化。石墨有 2 种：天然 石墨和初生合成石墨，这 2 种石墨在烧结时的性状是不同的。本文介绍了最近一些实验室与规模生产的试验 结果，通过选择最合适的石墨粉得到粉末冶金零件生产中的上述 3 个关键变量的最佳值，以提高粉末冶金零 件的生产竞争力。 关键词：粉末冶金零件；石墨；天然石墨；初生合成石墨 文献标志码：A 文章编号：1006-6543-(2014)04-0001-10 Selection of Graphite Powder Used in Powder Metallurgy Parts Production HAN Feng-lin (PM Association of Machine General Parts Industry Society, Beijing 100825, China) Abstract: Chance to expand the application field for powder metallurgy parts versus competing manufacturing technologies and materials are based on three key variables: performance, price and precision-in terms of dimen- sional tolerance and stability. Volatility of raw materials’price strongly affects a fourth variable: profitability. Graphite in the structural PM parts is primarily responsible for the steel matrix hardening, by its diffusion into pure or pre-alloyed iron particles. The graphite has two types: natural graphite and primary synthetic graphite. The physi- cal characteristics of natural and primary synthetic graphite were presented with reference to different behavior dur- ing sintering. The paper reviewed recent publications, some tests results obtained both in laboratory as well as in production scale, the aims showing how an optimized selection of graphite powder allows addressing the three key variables. Key words: powder metallurgy parts; graphite; natural graphite; primary synthetic graphite 在粉末冶金铁基结构零件生产中，添加于混 合粉中的石墨粉在烧结过程中几乎全部扩散到 铁基体中，从而使烧结铁基材料具备所需要的力 学性能 ，诸 如硬度 、抗 拉强度及疲劳耐久性。 在 铁-石墨轴承与摩擦材料生产中，石墨除在烧结时 扩散到铁基体中强化材料的力学性能外，还有一 部分存留在材料的孔隙中未参与反应，用作固体 润滑剂 ，以 改善材料的摩擦性能。 因此 ，石 墨粉 是粉末冶金零件生产中不可缺少的一种基本原 料。 石墨粉在粉末冶金结构零件生产中的用量 (质量分数)尽管只有 1%左右，但其对粉末冶金零 件的使用性能 、烧 结时的尺寸变化与稳定性 、尺 寸精度都有强烈影响，从而直接影响粉末冶金