改善粉末冶金轴承盖切削性的新工艺.pdf

第 2 4卷第 1 期 2 0 1 4年 2月 粉 末冶 金工 业 POW DER M ETALLURGY I NDUS TRY Vo1 ．2 4 No．1 Fe b． 2 O1 4 改善粉末冶金轴承盖切削性 的新工艺 蒋 政 重庆华孚工业股份有限公 司， 重庆市 沙坪区 4 0 0 0 3 8 摘 要 随着发动机技术的迅猛发展 ， 越来越 多的发动机采用铝合金缸体。那么， 粉末冶金轴 承盖在 内圆弧加工时， 就面临着与铝合金加工性能相 匹配的 问题 。本文提 出了一种新型表 面 改性工艺， 即采用 N a B O 1 0 H O和 乙酸在轴承盖局部进行浸渗 ， 改变浸渗部位的金相组 织 ， 实现 了粉 末 冶金材 料 与铝合 金材 料 的双金 属加 工 的 匹配 。 关键词 表面改性； 双金属加工； 局部浸渗 中图 分类号 T F 1 2 5 文献 标识 码 A 文章 编号 1 0 0 6 6 5 4 3 2 0 1 4 0 1 ～0 0 1 6 0 4 A NEW PR0CESS TO I M PROVE M ACHI NABI LI TY 0F PM BEARI NG CAP J I ANG Zh e n g ，LTD。S h a Pi n g b a Ch o n g q i n g 4 0 0 0 3 8，Ch i n a Ab s t r a c t Al o ng wi t h t he e ng i ne t e c hn o l o gy d e v e l o p m e n t ，t he a l u m i n i um a l l oy c y l i n de r bl o c k i s u s e d m o r e a nd mo r e ． So t he p r o bl e m of t he ma c hi na bi l i t y whe n u s i ng po wd e r me t a l l ur g y a n d a l u mi ni u m a l l o y i s f a c e d ．A n e w t e c hn o l og y t o p r omo t e ma c hi n a bi l i t y o f a l u m i ni um a l l o y i s p r e s e nt e d ． Th e l o c a l i m p r e gn a t i o n o f pa r t s wi t h Na 2 B4 O71 0 H2 0 a nd a c e t i c a c i d i s u s e d t o m o di f i c a t e s u r f a c e a nd t he bi me t a l ma c h i ni n g be c o me e a s i l y． Ke y wo r ds s u r f a c e m o di f i c a t i on；bi m e t a l ma c hi ni ng；l oc a l i mpr e g na t i on o f pr o d uc t 由于近几 年 汽车 行 业 发展 迅 猛 ， 各 汽车 商 之 间 竞争 日趋激烈 ， 不少汽车厂商不得不从成本上考虑。 然而粉末冶金本身 以近成形少机加 著称 ， 在成本方 面 比钢件 要低 得 多 。这 也使 得越 来越 多 的汽车 厂家 从 采 用铸铁 轴 承盖 向粉 末冶 金轴 承盖进 行 转变 。但 是 ， 现在低 排量 的发动 机大 多采 用铝合 金缸 体 ， 这就 对 粉末冶 金轴 承 盖 的加工性 提 出 了更 高 的要求 。 本 文 以 Na 。 B O 1 0 H O 和 乙酸 为浸 渗 原料 ， 在 轴承 盖 圆弧部 位进 行 局 部 浸 渗 ， 改 变 该 部 位 的 金 相组织形态 ， 使该改性区域存 在大量 的铁素体从 而 降低了材料硬度 ， 实现 了粉末冶金材料与铝合金材 料 的 双金属 加工 的可行 性 ， 图 1是该 类 型运 用 的 典 型 结构 。 其余部位要求为6 0 ～ 9 0 H R B 图 1 轴承盖圆弧改性部位技术要 求 1 原材料规格 1 ． 1 乙酸溶 液 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 5 0 3 作者简介 蒋政 1 9 8 1 - ， 男 汉 ， 四川安岳人 ， 主任工程师 ， 主要从 事粉末 冶金产 品开发 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 蒋政 改善粉末冶金轴承盖切削性的新工艺 1 7 1 ． 3 表 2是轴 承 盖 原 材料 所 采 用 的 美 国 MP I F 3 5 标 准 的具体 要 求 表 2 轴承盖原材料化学成分 质量 分数 ％ 2 理论分 析 由于 十水硼 酸钠 难溶 于水 ， 易溶 于 酸 ， 故采 用 乙 酸作为成型剂 ， 用于制渗片。具体尺寸可 由以下方 法进行计算 。先用三维软件建好需要改善区域 的模 型， 计算出相应的体积和孔隙度， 并计算 出孔隙所 占 的体积 ， 进而确定 了所需要 的渗片重量。那么根据 计算出的相应重量 ， 采用三维技术就可以决定渗片 的最终尺寸。其浸渗原理与渗铜如出一侧， 文献[ 1 ] 有详细描述， 在此就不再进行 阐述。图 2就是按照 此方法得出的渗片结构图。 图 2渗 片 结 构 图 十水硼酸钠在高温下发生以下系列反应f 2 ] Na 2 B4 O71 O H2 O Na 2 B4 O7 1 0 H2 O 1 2 Na 2 B 4 O7 2 Na 2 B 2 O4 2 B2 O3 2 Na 2 C O3 2 Na C O2 1 ／ 2 O 2 2 e 一 3 2 Na 2 e 一一 Na 4 2 Na CO2 B 2 O3 Na z CO。 2 B O2 5 B2 O。 一 B z O2 1 ／ 2 O2 6 从以上 1 ～ 6 系列反应来看 ， 在整个产品烧结 过程中。还可能存在以下化学方程式的化学反应 ， 造 成产品脱碳 ， 在一定程度上也提高了铁素体的含量 。 C O， 一CO 7 另外 ， 根据文献 [ 3 ] 中的 F e C相 图可知 [ 见 图 3 ] ， 按照 F C 一 0 2 0 8材料标 准制 定的配方， 那么 c扩 散的温度将接近 8 0 0 ℃， 由于 Na B O 1 0 H O 在 高温下裂解产生大量的 B z O 。B 0。的溶化 温度在 3 0 0 ℃左 右 。根 据 润 湿 角 相 关理 论 ， B O。 液 体 与 石 墨完全润湿 。其润湿角可采用德国克 吕士公司生产 的 D 5 A1 0 0 L仪器进行测 量。那么 ， 在低 于石 墨扩 散 温度 前 ， 由 Na B O 1 0 H。 O 分 解 生 成 的 B O 。 就形 成 了液态 ， 包 覆在 石墨 颗粒周 围 ， 从 而 阻止 了石 墨与铁发生反应 ， 形成 自由石墨。 自由石 墨能起到 切削润滑作用 ， 改善产品的切削性 。同时 ， 由于大量 的石墨未参与与 F e 反应 ， 产 品金相 中铁 素体 比较 多 ， 造成产品硬度低 ， 与铝合金 硬度相接近 ， 加工时 刀具所受 冲击力均匀 ， 磨损均匀 。鉴于以上两方面 因素， 刀具寿命得到大幅提高。 碳含量／ ％ 图 3 F e ． F e 3 C 相 图 。 ] 3 生产工艺 生产工艺按照图 4所示进行 。产品在高温段烧 结温度为 1 1 2 5 ℃和保护气氛为 N 。 1 O ％ H 下烧 结 3 0 rai n 。所用烧结设备为德 国克莱默 3 0 0 k g烧 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1期 蒋政 改善粉末冶金轴承盖切削性的新工艺 1 9 方 针 政 策 制度 改革为新兴生产力护航 中图分类号 T F 1 2 文献标识码 D 2 0 1 3年 1 O月 2 5日， 李克强主持召开 国务院常务会议 ， 研究部署公司注册资本登记制度改革工作 。此 次制度改革 ， 通过促进小微企业， 特别是创新企业更好更快发展 ， 毫无疑问， 再次体现了新一届政府坚定转变 政府职能的总体部署 。十一届三中全会 以来的改革经验表明 ， 改革就是要激发生产力 ， 适应生产力发展 。新 兴 生产 力 ， 特别 是 中小企业 、 小 微企 业 、 大批海 归 以及 大学 生 创业 企 业 ， 没有 厂 房 、 土 地 ， 没 有多 少 固定 资产 ， 但这些企业有智力、 有创造性 ， 他们代表着新兴的生产力方 向。怎么推动这么一批企业发展 ， 是政府的责任。 近年来政府职能一定程度上存在的缺位 、 越位与错位， 给市场经济的健康发展带来了一系列问题 。本届政府以 转变政府职能为抓手 ， 正是意图通过简政放权， 使政府职能回归本位， 以适应社会主义市场经济体制的需要 。 注册资本登记制度改革 ， 放宽公司注册资本登记门槛 ， 除法律、 法规另有规定外 ， 有限责任公司最低注册 资本 3万元 、 一人有限责任公司最低注册资本 1 O万元 、 股份有限公司最低注册资本 5 0 0万元的限制都被一 一 打破 。将极大地激活一批中小企业、 小微企业的发展活力 ， 特别是代表新兴生产力发展的企业 ， 带动创业 就业 ， 巩固经济稳 中向好态势 ， 让人 民群众在深化改革、 不 断解放和发展生产力 中更多受益。 自2 0 0 9年起 ， 在 中央的统筹部署下， 北京中关村 、 上海浦东 、 福建平潭 、 广东深圳珠海等地 陆续开展公司注册登记制度改革 试点 ， 工商部门按照“ 宽进严管” 的原则为企业办理注册登记， 简化登记条件 ， 提高登记注册效率 ， 放松市场主 体准入管制， 使市场主体更加方便快捷地进入市场， 最大限度地为投资主体松绑， 释放投资创业活力， 取得了 显著的效果。据介绍 ， 以深圳为例 ， 今年 3月 1日实施工商登记制度改革 以来 ， 截至 9月 3 0日的 7个月时 间， 新登记市场主体 2 4 ． 2万户， 是去年 同期新登记数量的 2 ． 3倍 ， 全市累计实有市场主体 1 2 2 ． 2万户， 民间 投资创业的热情被显著激发。 当然 ， 转变政府职能 ， 不仅要取消和下放权力， 还要创新和改善政府管理 。绝不是只放不管 ， 而是放要放 的坚决 ， 管要管的合理。因此 ， 推行注册资本登记制度改革的关键， 一定要按照便捷高效 、 规范统一、 宽进严 管的原则 ， 强化市场主体责任 ， 强化企业 的自我管理 、 行业协会 自律和社会组织的监督作用 ， 提高监管的水平 和效能， 让不合规企业“ 一处违规 ， 处处受限” ， 共 同为形成诚信、 公平、 有序的市场秩序而努力。信 息摘 自中 华人 民共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 h t t p ／ ／ www ． mi i t ． g o v ． c n ／ n l 1 2 9 3 4 7 2 ／ n l 1 2 9 3 8 3 2 ／ n l 3 0 9 5 8 8 5 ／ 1 5 6 7 5 1 9 5 ． h t m 1 2 0 1 3 - 1 0 2 8 ／ 2 0 1 3 - 1 1 4 刹、 世 杰 上接 第 8页 随着国民经济的发展和国家提出转方式、 调结构 的要求 ， 节能环保逐渐成为工业发展必须重视的问题 。 2 0 1 2年 1 2月 5日， 环保部发布 了， 发动机与汽车环保新标准 ， 标准要求 自 2 0 1 3年 1月 1日起 ， 所有生产 、 进 口、 销售和注册登记的气体燃料点燃式发动机与汽车必须符合“ 国五” 标准的要求 ， 相关企业应及时调整生 产、 进 口和销售计划 。为推进节能减排 ， 促进大气污染治理 ， 报经国务院批准 同意 ， 财政部、 国家发展改革委、 工信部决定从 2 0 1 3年 1 O月 1日起， 实施 1 ． 6 升及以下节能环保汽车推广政策。 业内人士表示 ， 汽车排放与车重有着很大的关系， 汽车 白重每减少 1 O ， 可降低油耗 6 ～8 ， 减少二 氧化碳排放 1 3 。汽车减重则对钢铁材料提 出了更高的要求。在这方面 ， 有部分钢铁企业已经开始了有效 的尝试 ， 如宝钢股份与上汽集 团在上海签署 汽车用钢轻量化战略协作框架协议 ， 双方将进一步深化战略协 作 ， 共 同研 发 和应用 汽 车用钢 轻量 化技 术 。中国第 一汽 车集 团公 司技 术 中心 和 中 国钢研 科 技 集 团公 司钢 铁 研究总院共同组建了先进汽车用钢结合实验室， 加快先进汽车用钢的研发和应用 ， 以进一步达到汽车轻量 化、 高平安性 、 节能环保低碳的 目的。 王 娟 摘 自 中 国冶金 报 3 0 1 3 - 1 1 - 1 9 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 6 ， 3 9 4 3 9 6 ． [ 2 ] 黄有 国， 任孟 德 ， 李 庆 余 ， 王 红强 ．渗 硼 用 Na 2 B 4 0 7 Na C O 。 熔 盐热分析F J ] ． 金属 热处理 ， 2 0 1 1 ， 3 6 7 4 1 42 ． [ 3 ] 储 凯 ， 许 斌 ， 李先 民 ， 李维 民．机械工 程材料 [ M] ． 重 庆 重庆大学 出版社 ， 1 9 9 9 ， 3 9 4 7 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m