JFE鋼鐵公司鐵粉產(chǎn)品之無偏析鐵粉

無偏析鐵粉

1)無偏析和減少粉塵的鐵粉

JFE鋼鐵公司開發(fā)出防止混合鐵粉中的石墨等副原料偏析和減少粉塵的JIP鐵粉。燒結(jié)部件的高密度化可以提高部件的機械性能。因此,對鐵粉生坯的高密度化要求十分迫切。另一方面,生坯高密度化增加了脫模的拔出力,并且由于模具和生坯之間的摩擦力,會使生坯外觀不良。為改善生坯和模具之間的滑動性,使用了金屬皂。由于金屬皂造成燒結(jié)爐內(nèi)的污染,所以要求減少金屬皂的用量。

為此,JFE鋼鐵公司開發(fā)出使用減少金屬皂用量的臘系潤滑劑且流動性優(yōu)良的無偏析鐵粉JIP-JWAX。為應(yīng)對高密度化要求,開發(fā)出常溫成形可高密度化的JIP-HDX。為應(yīng)對低拔出力要求,開發(fā)出成形時特殊潤滑劑,在成形體側(cè)面選擇性濃化,提高潤滑效果、降低拔出力的JIP-LX。此外,還開發(fā)出提高鐵粉填充性,降低鐵粉成形時生坯重量波動的JIP-ZERO。JIP-ZERO由于提高了流動性,使鐵粉在模具填充時均勻性好、再現(xiàn)性高。因此,減小了連續(xù)成形時各生坯之間重量的波動。在臨時停止成形操作后,再繼續(xù)成形的情況下,出現(xiàn)的重量不連續(xù)增加量比傳統(tǒng)鐵粉約降低30%。因此,對提高成材率和提高燒結(jié)部件質(zhì)量穩(wěn)定性起了很大作用。具有均勻填充性的JIP-ZERO鐵粉,容易填充到模具中的狹窄空間,因此,可以制造難成形的復雜形狀制品。

2)無Ni高強度合金鐵粉JIP-FM系列

4%Ni合金鐵粉壓縮性良好,可制作高密度生坯,在燒結(jié)狀態(tài)下或燒結(jié)后進行滲碳處理,燒結(jié)品的力學性能都優(yōu)于其他鐵粉產(chǎn)品,因此是高強度燒結(jié)部件的通用鐵粉材料。

近年來,由于Ni原料價格持續(xù)高漲,提出了降低鐵粉燒結(jié)部件中Ni含量的要求。為應(yīng)對這一趨勢,JFE開發(fā)出燒結(jié)品切削性優(yōu)良的無Ni高強度合金鐵粉JIP-FM系列產(chǎn)品,并實現(xiàn)了商品化。JIP-FM系列產(chǎn)品根據(jù)燒結(jié)品的制造條件,通過調(diào)整鐵粉的合金成分和混合粉的比例,控制燒結(jié)品的組織,降低了燒結(jié)品的合金含量,并使燒結(jié)品具有高強度。與4%Ni合金鐵粉相比,JIP-FM系列產(chǎn)品合金元素分布及燒結(jié)組織更為均勻,所以,在燒結(jié)品切削時,不發(fā)生斷續(xù)切削,具有良好的切削性。

JIP-FM系列產(chǎn)品中的JIP-FM600在網(wǎng)帶式燒結(jié)爐的燒結(jié)條件下,燒結(jié)品的抗拉強度為600MPa。JIP-FM1000在網(wǎng)帶式燒結(jié)爐進行燒結(jié)后,經(jīng)滲碳處理,抗拉強度為1000MPa。這兩種產(chǎn)品都是在0.45%Mo完全合金鐵粉中添加銅粉、石墨粉的產(chǎn)品。由于淬透性大的Mo元素的作用和燒結(jié)中熔融Cu對粒子間的強化作用,使燒結(jié)品強度達到4%Ni合金鐵粉燒結(jié)品強度的水平。

JIP-FM1300鐵粉在高溫燒結(jié)后經(jīng)滲碳處理,抗拉強度可達1300MPa。該產(chǎn)品是在混合Mo合金鐵粉JIP-AH4515中添加石墨粉的混合型鐵粉。在燒結(jié)時,鐵粉的高Mo區(qū)域形成擴散速度大的α相,促進粒子間接觸部位成長、強化,同時,促進了氣孔的球狀化和微細化,使燒結(jié)品具有高強度和高疲勞強度。

JIP-FM1500鐵粉在高溫燒結(jié)后經(jīng)光亮淬火、回火,燒結(jié)品抗拉強度可達到1500MPa。JIP-FM1500是在0.5%Cr-0.2%Mn-0.2%Mo完全合金鐵粉JIP 5CRA中添加石墨粉制成的鐵粉。通過對高淬透性元素Cr、Mn、Mo的配比調(diào)整和在還原性氣氛中進行高溫燒結(jié)后的光亮淬火,燒結(jié)品的抗拉強度達到1500MPa。

3)提高燒結(jié)品切削性的JIP-JFM系列

粉末冶金制品是近終形制品,但由于近年來燒結(jié)部件形狀復雜化和尺寸高精度化的發(fā)展,對鐵粉燒結(jié)部件要進行切削加工。因此,要求提高鐵粉燒結(jié)部件的切削性。過去為提高燒結(jié)部件的切削性使用了MnS粉末等添加劑,但存在燒結(jié)部件表面污斑和燒結(jié)爐污染的問題。為此,JFE鋼鐵公司開發(fā)出提高燒結(jié)品切削性的JIP-JFM系列產(chǎn)品,并實現(xiàn)了商品化。

JIP-JFM3是為提高減振器活塞等有多個鉆孔部件切削性而開發(fā)出的新型鐵粉。該產(chǎn)品中的添加劑填充到燒結(jié)品中的氣孔內(nèi),緩和了斷續(xù)切削的沖擊,抑制了鉆孔時轉(zhuǎn)矩的波動,并且使切屑微細化,易于排出。因此提高了鉆具的壽命。

JIP-JFM4是為提高車床高速切削燒結(jié)品時的切削性而開發(fā)出的新型鐵粉。該產(chǎn)品中添加復合氧化物粉末,促進了燒結(jié)品切屑剪斷,使切屑微細化。并且復合氧化物因加工摩擦熱發(fā)生軟化,附著在刀具表面形成保護膜防止磨損、氧化引起的刀具材質(zhì)劣化。刀具車削該產(chǎn)品鐵粉燒結(jié)品的磨損量下降到無添加劑鐵粉燒結(jié)品的1/4以下,0.5%MnS添加劑鐵粉燒結(jié)品的1/3以下。因此,該新型鐵粉對降低車削工具費用,提高車削生產(chǎn)率起到很大作用。

JIP-JFM X是其燒結(jié)品在很大的切削速度范圍內(nèi)具有良好切削性的新型鐵粉。該產(chǎn)品適用于車床、鉆床之外的燒結(jié)品的切削加工,提高燒結(jié)品的切削性。該產(chǎn)品中添加的延展性良好的添加劑,在切削加工產(chǎn)生塑性變形時,形成空孔,促進切屑剪斷,使切屑微細化。

此外,復合氧化物形成切削刀具的保護膜,抑制了刀具的磨損。這些作用的疊加效果,使JIP-JFM X燒結(jié)品在各種切削加工中都顯示出良好的切削性能。