合金粉末

由两种或两种以上组元经部分或完全合金化而形成的金属粉末

由两种或两种以上组元经部分或完全合金化而形成的金属粉末。合金粉末按成分分类主要有铁合金粉、铜合金粉、镍合金粉、钴合金粉、铝合金粉、钛合金粉和贵重金属合金粉等。

铁合金粉末

铁、钴、镍统称为铁族元素，铁与钴的电子层数目和最外层电子数均相同，化学性质和物理性能相近，熔点和烧结温度相差不大。但是，铁不具备钴特有的高温硬性、热强性、抗高温氧化和耐腐蚀性能，合金化不当的铁基结合剂存在以下几方面的问题：(1)烧结温度高，可控工艺范围窄；(2)铁在热压烧结时很容易侵蚀金刚石；(3)铁粉活性很大，特别是细铁粉更容易氧化；(4)铁基胎体的耐磨性较低，工具寿命短。

铁合金的发展

为了解央高温下铁对金刚石的热侵蚀，提高结合剂与金刚石的结合强度以及工具的自锐性，铁基结合剂的发展趋势主要有以下几个方面：

(1)铸铁结合剂。铸铁结合剂已成功用于加工陶瓷的金刚石磨轮，其主要成分是：灰口铸铁切削粉碎粉加羰基铁粉。由于铸铁粉中含硅，通过烧结处理后使石墨球状化，而提高了结合剂的强度；铸铁中的石墨，可防止磨削过程中的烧焊，使被加工件表面干净，降低表面粗糙度；铸铁粉饱和着碳，使高温烧结时金刚石所扩散的碳原子极少，从而抑制金刚石的劣化；羰基铁粉可降低铸铁含碳量和烧结后的脆性，提高铸铁粉的烧结性和对金刚石的黏结力。铸铁结合剂磨轮较青铜基磨轮具有强度高，磨削比大，便于控制磨削速度，工件表面粗糙度低等优点。铸铁结合剂还成功应用于石材用金刚石圆锯片。

(2)超细铁粉。超细铁粉具有很高的烧结活性，热压烧结温度可降低至800℃以下，可有效避免铁对金刚石的侵蚀，同时超细铁粉胎体强度高、硬度高、与金刚石耐磨匹配性好。

(3)添加合金元素。1)加入一定量的铜、锌、锡、磷、铁共晶合金等低熔点元素或合金作为黏结相，让其在烧结过程中较早熔融，成为液相，使结合剂具有液相烧结的特征，得到理想的致密烧结体。2)添加少量的高硬度、高熔点的骨架成分，如钨、碳化钨、金属氧化物等，以提高结合剂的硬度和耐磨性。3)强化成分，例如加入适量的镍，固溶强化铁胎体；加入少量的碳、硅元素，形成Fe，C或Fe，Si强化铁基胎体；加入少量的磷，可以显著提高铁基体的硬度与耐磨性并减缓铁对金刚石的热浸蚀作用，并且改善自锐性的作用显著；加入少量钼、铍、稀土元素可以起到同样的作用。4)增加适量的亲和元索来增强铁基结合剂对金刚石的化学亲和力，如加入3%左右的钻可大幅度提高铁基结合剂对金刚石的把持力；加入适当的碳化物形成元素(Cr、Ti)，使之能够在高温下生成稳定的碳化物，强化胎体，提高把持力。

(4)预合金化或部分预合金化。由于热压烧结时间短，特别是温度较低时，高熔点合金元素来不及扩散合金化，仍以单质形式存在，不能充分发挥作用，铁基结合剂预合金化或部分预合金化均能有效解决这一问题。例如Fe-Ni-Cu、Fe-Ni-Cu-Sn、Fe-Co-Cu 等预合金粉末已大量用于代钻工具；添加663青铜、Cu-Sn20、Cu-P、Fe-P、Fe-B 合金粉末来降低烧结温度；添加Fe-Cr、Fe-Mn 合金粉末较直接添加Cr或Mn效果显著。

硬质合金粉末

硬质合金由硬质基体和黏结金属两部分组成。硬质合金是一种优良的工具材料，主要用于切削工具、金属成型工具、表面耐磨材料以及高刚性结构部件。硬质基体采用难熔金属化合物，主要是碳化钨和碳化钛，还有碳化钽、碳化铌和碳化钒等，保证合金具有较高的硬度和耐磨性。黏结金属用铁族金属及其合金，以钴为主，使合金具有一定的强度和韧度。

新型合金粉末的应用

采用新型粉末冶金原材料，可以简化生产工艺，降低制造成本。例如，Hoganas公司开发的部分扩散预合金化粉末(Distaloy粉末)，利用这种粉末制造机械结构零件时，由于可达到较高的材料密度、强度及尺寸公差精度，从而可省去精整或复压工序，可使零件的生产成本降低30%。

StarmixBoost无锌粘结混粉是Hoganas公司开发的一种非常稳定而高性能的混粉，特别适合于复杂形状的零件生产，例如VVT零件，行星齿轮架，同步器齿毂等。使用该粉料，由于其产品尺寸精度和稳定性非常好，使产品超标可减少50%，重量偏差可减少25%~50%，尺寸偏差可减少25%~50%，脱模力可减少15%，生产效率可提高10%~30%，减少机加工、质检和废品方面的成本。采用易切削粉，可减少切削加工成本。采用烧结硬化粉可在烧结状态下获得热处理态性能，从而减少热处理成本。

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