粉末冶金是一項(xiàng)集材料制備與零件成形于一體的制造技術(shù),具有節(jié)能、節(jié)材、高效、近凈成形、少污染等優(yōu)點(diǎn)。在性能和成本方面,粉末冶金零件制造技術(shù)面臨著精鑄和精鍛零件的競(jìng)爭(zhēng),近20多年發(fā)展起來的粉末溫壓成形能以較低成本制造出高致密的零件,為粉末冶金零件在性能與成本之間找到了一個(gè)最佳的結(jié)合點(diǎn),被認(rèn)為是20世紀(jì)90年代以來粉末冶金零件生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域最為重要的一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步。溫壓成形技術(shù)的出現(xiàn)大大擴(kuò)展了粉末冶金零件的應(yīng)用范圍。目前,溫壓成形已成功應(yīng)用于各種形狀復(fù)雜的高密度、高強(qiáng)度粉末零件的工業(yè)化生產(chǎn)。
溫壓成形技術(shù)本身處在不斷發(fā)展和進(jìn)步的過程中。比如,從模具和粉末同時(shí)加熱發(fā)展到模具加熱而粉末不加熱的所謂熱模溫壓,美國(guó)的Hoeganaes公司利用這種熱模溫壓工藝制造出用于汽車傳動(dòng)裝置上的行星齒輪組的斜齒輪。又如,增加潤(rùn)滑劑/粘結(jié)劑含量,發(fā)展出所謂流動(dòng)溫壓技術(shù),可直接成形側(cè)面帶螺紋孔的復(fù)雜零件。德國(guó)Fraunhofer研究所采用流動(dòng)溫壓工藝,通過加入適量的微細(xì)粉末和加大潤(rùn)滑劑的含量大大提高了混合粉末的流動(dòng)性、填充能力和成形性,可直接成形帶有與壓制方向垂直的凹槽、孔和螺紋孔等形狀復(fù)雜的零件,不需要二次機(jī)加工。還有,從溫壓粉末內(nèi)潤(rùn)滑發(fā)展到模壁潤(rùn)滑,獲得了密度大于7.4g/cm3的鋼鐵粉末生坯;有報(bào)道利用靜電模壁潤(rùn)滑—溫壓復(fù)合工藝大大提高粉末冶金零件生坯和燒結(jié)件的性能。目前溫壓成形技術(shù)的研究方向是將模壁潤(rùn)滑、高速壓制、高壓力和溫壓結(jié)合于一體,開發(fā)出高效成形新技術(shù)以構(gòu)筑面向高致密、高性能、低成本、復(fù)雜零件的粉末成形技術(shù)體系。最近,日本豐田汽車中心已經(jīng)利用模壁潤(rùn)滑,高壓制壓力與溫壓相結(jié)合的新技術(shù)使鐵基粉末壓坯達(dá)到近乎全致密的壓制水平。
溫壓技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期被美國(guó)和瑞典等少數(shù)國(guó)家壟斷,在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè)不具備自主生產(chǎn)溫壓零件的能力,只能靠引進(jìn)技術(shù),包括粉末、工藝及設(shè)備,因而嚴(yán)重制約了我國(guó)粉末冶金工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。但是,近十多年來,我國(guó)冶金工作者在這個(gè)領(lǐng)域投入了大量的科研力量,取得了重大的進(jìn)展。經(jīng)過多年的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)工作,國(guó)內(nèi)至少已有20家企業(yè)建立了溫壓生產(chǎn)線。
我國(guó)華南理工大學(xué)創(chuàng)新性地開展了模壁潤(rùn)滑溫壓、低溫溫壓、溫壓燒結(jié)硬化、流動(dòng)溫壓等技術(shù)的研究,將溫壓鐵基材料擴(kuò)展至復(fù)合材料、不銹鋼、鎢基和高密度合金材料等領(lǐng)域,還提出了一種高速壓制和溫壓相結(jié)合的獲得更高密度的溫粉末高速壓制技術(shù)的思路,并設(shè)計(jì)制造出了速度可達(dá)到18m/s的實(shí)驗(yàn)裝備,形成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一整套材料、工藝、裝備和零件制造的核心技術(shù)。