过去几年来,传统合金材料的价格不断升高,迫使金属粉末制造者寻求能削减制造成本的新材料。市场压力向粉末冶金传统组成提出挑战。
传统上,Mo,Ni与Cu由于它们对氧的亲和力低,是用于铁基粉末冶金的主要合金元素。另外,添加Mo对粉末压缩性没有多大影响。Cu在烧结温度下可通过液相迅速合金化。这三种元素都能提高钢的可淬性,并可使零件烧结硬化。传统的烧结硬化粉冶钢采用相对高含量的Mo、Ni、Cu与C,以便烧结后得到马氏体组织。过去烧结炉达不到高冷速,因而只有*高合金含量的材料才能用于烧结硬化。
当合金价格低时,不管零件截面大小与冷速如何,都使用高合金含量的材料,以确保形成马氏体组织。但现在的合金元素高价格压力迫使寻求成本有效的新合金。
降低原材料成本有几种途径。*种途径是采用低成本合金元素,像Cr与Mn等。这些氧敏感的元素提供了优良的可淬性,但这种粉末的生产与烧结也提高了加工成本。用这些元素的一个好处是,可用较低的碳含量而保持马氏体组织。这些低碳马氏体合金有较低的尺寸变化,并提高了力学性能。含Cr的Ancorsteel 4300与Ancorsteel 4300L(O.3%Mo)就是这种合金的实例。其烧结碳含量通常≤O.6wt%。
获得低成本烧结硬化合金的另一途径就是开发中等合金元素含量的合金。早期的合金采用较高含量的Mo与Ni,因为那时的粉末成本相对低于二次热处理的成本。Ancorsteel(737 SH(MPIF FL一4800)具有良好压缩性与优异的可淬性。但在目前的价格水平下,其材料成本显得过高了。在加大冷却速度的条件下,降低合金含量,也能达到所需的力学性能要求,因而开发出低成本的烧结硬化合金。
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