應(yīng)用粉未冶金（P/M）加工工藝生產(chǎn)制造運用于汽車動力系的零件在穩(wěn)步增長。用P/M加工工藝生產(chǎn)制造的元器件有很多關(guān)鍵與眾不同的優(yōu)勢。故意留到這種零件里的殘留多孔結(jié)構(gòu)針對自潤滑軸承和隔音降噪有益處。應(yīng)用P/M技術(shù)性可以生產(chǎn)制造用傳統(tǒng)式鍛造工藝難以或不太可能生產(chǎn)制造的繁雜鋁合金，用這種的技術(shù)性生產(chǎn)制造的零件的產(chǎn)量通常非常少乃至沒有，這使他們更劃算并且在原材料層面消耗更少。但悲劇的是在這種零件特點的誘惑力身后他們無法生產(chǎn)加工。

  盡管P/M工業(yè)生產(chǎn)的初心之一是清除全部的生產(chǎn)加工，可是這些總體目標(biāo)都還沒做到。大部分的零件是“貼近最后樣子”，一定必須某類深度加工。殊不知和鑄造件和鑄鋼件對比，從P/M零件上除去的小量原材料是典型性地很耐磨損。

  多孔結(jié)構(gòu)是使P/M零件有各種各樣廣泛運用的特點之一，但刀具使用壽命遭受多孔結(jié)構(gòu)的危害。多孔結(jié)構(gòu)能儲油罐且隔音降噪，但也造成外部經(jīng)濟上的時斷時續(xù)切削。當(dāng)從孔到固態(tài)顆粒物往復(fù)式挪動時尖刀不斷地受沖擊性，這能造成不大的疲憊開裂形變和沿切削刃的細微切削。更槽糕的是，顆粒物通常極硬。即使測出的宏觀經(jīng)濟強度在洛氏20~35度中間，但構(gòu)成零件的顆粒物個人會達到洛氏60度。這種硬顆粒物造成比較嚴重而迅速的刀口損壞。許多P/M零件是可熱處理工藝的，熱處理工藝后他們更硬更強。最終，因為煅燒和熱處理工藝技術(shù)性和采用的汽體，表面會含硬且耐磨損的金屬氧化物和/或滲碳體。

  特性

  包含可工藝性能以內(nèi)的P/M零件的絕大多數(shù)特性既和鋁合金成分有關(guān)并且和多孔結(jié)構(gòu)的水準(zhǔn)有關(guān)。很多構(gòu)造零件含孔率高達15~20%。作為過慮的零件的含孔率很有可能達到50%。在系列產(chǎn)品的另一端，煅造或HIP（熱正離子鋁壓鑄）零件含孔率1%或越來越少。這一保持原狀的原材料在車輛和飛機場運用里正越來越尤其關(guān)鍵，由于他們能得到更多的抗壓強度水準(zhǔn)。

  P/M鋁合金的抗壓強度、韌性和可塑性伴隨著相對密度的提升都是會提升，很有可能可工藝性能也增強了。這是由于多孔結(jié)構(gòu)對尖刀有傷害功效。

  含孔率水準(zhǔn)的提升提升零件的隔聲性能。規(guī)范零件廣泛的阻尼振蕩在P/M零件里降低。這對數(shù)控車床、中央空調(diào)吹風(fēng)機管和氣動扳手很重要。含孔率大對自潤滑軸承傳動齒輪也是必不可少的。

  生產(chǎn)加工難題

  盡管P/M工業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展趨勢中的目的之一是清除機械加工，并且P/M加工工藝的一個具體的感染力是只需小量的生產(chǎn)加工，可是許多零件依然必須后處理工藝得到精密度或更快的表面光滑度。悲劇的是生產(chǎn)加工這種零件是極為艱難的。遇到的大部分不便是由多孔結(jié)構(gòu)造成的。

  多孔結(jié)構(gòu)造成刀口的外部經(jīng)濟疲憊。切削刃在進入切出，它從顆粒物和孔中間根據(jù)。反復(fù)的小沖擊性造成造成切削刃上的小縫隙。這種疲憊裂痕提高直到切削刃微崩。這類微崩通常很細微，通常體現(xiàn)為一切正常的砂輪損壞。

  多孔結(jié)構(gòu)還減少P/M零件的熱導(dǎo)性。其結(jié)果是切削刃上的氣溫很高并會造成月牙洼損壞和形變。內(nèi)部結(jié)構(gòu)相接的多孔結(jié)構(gòu)給予切削液從切削地區(qū)排出來的通道。這會造成熱裂痕或形變，在銑削里非常關(guān)鍵。

  本質(zhì)的多孔結(jié)構(gòu)造成的表面總面積提升還容許在調(diào)質(zhì)處理時產(chǎn)生空氣氧化和/或增碳。如此前提及的那般，這種金屬氧化物和滲碳體有點硬很耐磨損。

  多孔結(jié)構(gòu)也得出零件強度讀值的無效這一點至關(guān)重要。當(dāng)有心去測一個P/M零件的宏觀經(jīng)濟強度，它包括孔的強度的要素。多孔結(jié)構(gòu)造成構(gòu)造的坍塌，得到相對性過軟零件的不正確印像。顆粒物個人要硬許多。象上邊敘述的，差別是戲劇化的。

  粉未冶金零件里參雜物的出現(xiàn)也是不好的。生產(chǎn)加工中，這種顆粒物會從表面拉起，當(dāng)它從刀具前邊擦落伍會在零件表面上產(chǎn)生擦破或刮痕。這種參雜物通常非常大，在零件表面留有由此可見的孔。

  碳成分的搖綴造成可工藝性能的不一致。比如，F(xiàn)C0208鋁合金碳成分在0.6%到0.9%中間。一批碳含量0.9%的原材料相對性偏硬,造成刀具使用壽命差.而另一批碳含量0.6%的原材料獲得很好的刀具使用壽命.二種鋁合金都是在容許區(qū)域以內(nèi)。

  最后的生產(chǎn)問題和產(chǎn)生在P/M零件上的切削種類有關(guān)。因為零件貼近最后樣子，通常切深很淺。這必須隨意切削刃。在切削刃上的積屑瘤常常造成微崩。

  生產(chǎn)加工技術(shù)性

  為了更好地擺脫這種問題，運用好多個技術(shù)性（對該領(lǐng)域是與眾不同的）。表面多孔結(jié)構(gòu)常常根據(jù)浸滲被封閉式。通常必須額外隨意切削。近期，早已應(yīng)用設(shè)計方案用于提升粉末狀潔凈度等級并減少加熱時金屬氧化物和滲碳體的改善的粉末狀生產(chǎn)工藝。

  封閉式表面多孔結(jié)構(gòu)由金屬材料（通常是銅）或高聚物浸滲進行。以前猜測浸滲的功效象潤滑液，絕大多數(shù)的研究數(shù)據(jù)信息說明真真正正的優(yōu)勢取決于關(guān)掉表面多孔結(jié)構(gòu)和由此而來的阻攔切削刃的外部經(jīng)濟疲憊。振顫的減少提升刀具使用壽命和表面光滑度。最戲劇化的應(yīng)用浸滲表明當(dāng)多孔結(jié)構(gòu)封閉式時刀具使用壽命提升200%。

  例如MnS、S、MoS2、MgSiO3和BN等添加劑已經(jīng)知道能提升刀具使用壽命。這種添加劑根據(jù)使切削更非常容易從產(chǎn)品工件上分離出來、斷削、阻攔積屑瘤和潤化切削刃來提升可工藝性能。提升添加劑的量提升可工藝性能但減少抗壓強度和韌性。

  操縱煅燒和熱處理設(shè)備氣的粉末狀做霧化技術(shù)性使清潔的靜電和零件的生產(chǎn)制造變成很有可能，這促使參雜物和表面金屬氧化物滲碳體的產(chǎn)生降到最低。

  刀具原材料

  最普遍地應(yīng)用于P/M領(lǐng)域的刀具是這些在生產(chǎn)制造優(yōu)良表面光滑度標(biāo)準(zhǔn)下耐磨損、耐刀口開裂和不造成積屑瘤的原材料。而這種特點對一切生產(chǎn)加工實際操作全是有效的，他們在生產(chǎn)加工P/M零件時特別是在關(guān)鍵。包括在這個類型里的刀具原材料有氮化硼（CBN）刀具、不涂層和涂層金屬陶瓷及其改善的涂層煅燒硬質(zhì)合金刀具。

  CBN刀具因其高韌性和耐磨性能而有誘惑力。這類刀具早已在洛氏硬度45及以上的鑄鐵件和生鐵生產(chǎn)加工中應(yīng)用很多年。可是，因為P/M鋁合金的與眾不同特性和顯微鏡強度和宏觀經(jīng)濟強度的重要區(qū)別，使CBN刀具能用以軟到洛氏硬度25的P/M零件。重要的主要參數(shù)是小粒的強度。當(dāng)顆粒物的強度超出洛氏50度時，無論宏觀經(jīng)濟強度值多少錢，CBN刀具是可以用的。這類刀具非常明顯的限定是他們的韌性不夠。如果是時斷時續(xù)切削或含孔率大得話包含負倒棱和加重的珩磨以內(nèi)的刀口結(jié)構(gòu)加固是必須的。簡易的輕切削用珩磨的切削刃就能進行。

  有幾種材料的CBN是合理的。韌性最好是的材料關(guān)鍵由總體CBN組成。他們韌性很好因而可作為初加工。他們的限定通常和表面光滑度有關(guān)。非常大水平上由組成刀具的CBN個人顆粒物決策。當(dāng)顆粒物從切削刃上掉下來的時候會在產(chǎn)品工件原材料表面造成危害。而細顆粒物刀具掉下來一個顆粒物則狀況不那樣比較嚴重。

  通常運用的CBN材料的CBN成分高，顆粒物尺寸適中。CBN深度加工刀頭是細顆粒物的并且CBN成分低。他們對輕切削和表面光滑度有規(guī)定或被生產(chǎn)加工鋁合金尤其硬的場所最有效。

  在許多切削運用里刀具使用壽命和材料類型是單獨不相干的。也就是說，一切一種CBN材料可獲得相近的刀具使用壽命。在這種狀況下，材料的選取主要是以每一個切削刃的成本費最少為根據(jù)。一片圓刀片有一全部CBN墻頂并能給予四個或大量的切削刃，要比四片鑲齒CBN刀頭更劃算。

  當(dāng)P/M零件的強度小于洛氏35度，而且顆粒物自身強度不超出，金屬陶瓷通常是挑選之一。金屬陶瓷有點硬，能合理阻攔積屑瘤且能承擔(dān)快速。此外，由于金屬陶瓷歷年來用以鑄鐵件和不銹鋼板的快速、深度加工，他們通常有合適貼近成形零件的理想化幾何圖形槽形。

  今日的金屬陶瓷在冶金工業(yè)上是盤根錯節(jié)的，有高達11種鋁合金原素。通常他們是碳氮化鈦（TiCN）顆粒物和Ni-Mo粘結(jié)劑煅燒而成。TiCN給予對取得成功應(yīng)用金屬陶瓷很重要的強度、抗積屑瘤和有機化學(xué)可靠性。此外，這種刀具通常有很高的粘結(jié)劑成分，這代表著他們有優(yōu)良的韌性。總得來說，他們具有合理生產(chǎn)加工P/M鋁合金的全部特點。幾類材料的金屬陶瓷是合理的，就象鈷合金煅燒硬質(zhì)合金刀具那般，粘結(jié)劑成分越高，韌性越好。

  已經(jīng)知道的相對性較新的進度是中溫有機化學(xué)氣相堆積（MTCVD）也給予P/M領(lǐng)域的優(yōu)點。MTCVD保存?zhèn)鹘y(tǒng)式的有機化學(xué)氣相堆積（CVD）全部的耐腐蝕性和抗月牙洼損壞特性外還很客觀性地提升韌性。這類韌性的提升關(guān)鍵來源于裂痕的降低。涂層在持續(xù)高溫下堆積隨后在爐膛內(nèi)制冷。因為熱變形不一致，當(dāng)?shù)毒叩诌_室內(nèi)溫度時涂層里包括裂痕。和光伏玻璃上的刮痕相近，這種裂痕減少刀具刀口抗壓強度。MTCVD加工工藝較低的堆積環(huán)境溫度造成更低的裂痕工作頻率和韌性不錯的切削刃。

  當(dāng)CVD涂層和MTCVD涂層的基材有一樣的特點和刀口刃磨時，他們的韌性的差別能獲得論述。當(dāng)應(yīng)用在刀口韌性有規(guī)定的運用，MTCVD涂層特性主要表現(xiàn)超出CVD涂層。根據(jù)剖析，當(dāng)生產(chǎn)加工含多孔結(jié)構(gòu)的P/M零件時，刀口韌性是關(guān)鍵的。MTCVD涂層勝于CVD涂層。

  物理學(xué)氣相堆積（PVD）涂層較薄且比不上MTCVD或CVD涂層耐磨損或耐月牙洼損壞?？墒?，PVD涂層運用場所是能承擔(dān)明顯沖擊性。當(dāng)切削是耐磨材料損壞場所、CBN和金屬陶瓷又太脆和必須很好的表面光滑度，PVD涂層會是合理的。

  比如，C-2硬質(zhì)合金刀具的切削刃線上速率每分180米和走刀每轉(zhuǎn)0.15mm狀況下生產(chǎn)加工FC0205。在生產(chǎn)加工20個零件后積屑瘤能造成微崩。當(dāng)應(yīng)用PVD氮化鈦（TiN）涂層時，積屑瘤被抑止并且刀具使用壽命增加。當(dāng)應(yīng)用TiN涂層做這一檢測時，P/M零件的砂輪損壞特點預(yù)估TiCN涂層會更合理。TiCN有和TiN幾乎同樣的抗積屑瘤工作能力但比TiN更硬更耐磨損。

  多孔結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵的并且它危害FC0208鋁合金的可工藝性能。當(dāng)多孔結(jié)構(gòu)和特點更改時，各種各樣不一樣的刀具原材料供給對應(yīng)的優(yōu)點。當(dāng)相對密度低的情況下（6.4g/cm3），宏觀經(jīng)濟強度是低的。在這樣的情形下，MTCVD涂層硬質(zhì)合金刀具給予最好刀具使用壽命。切削刃的外部經(jīng)濟疲憊很重要，刀口韌性很受高度重視。在這個狀況下韌性好的金屬陶瓷刀頭給予最高的刀具使用壽命。

  當(dāng)生產(chǎn)制造相對密度為6.8g/cm3的一樣的鋁合金，耐磨材料損壞越來越比刀口裂痕更關(guān)鍵。在這樣的情形下，MTCVD涂層給予適合的刀具使用壽命。PVD涂層硬質(zhì)合金刀具對極硬的二種類別的零件都開展檢測，遇到刀口開裂。

  當(dāng)速率上升（角速度每分300米以上），金屬陶瓷乃至涂層金屬陶瓷也會造成月牙洼損壞。涂層硬質(zhì)合金刀具更合適，尤其是當(dāng)涂層硬質(zhì)合金刀具的切削刃韌性費力羅。MTCVD涂層到有富鈷區(qū)的基材的硬質(zhì)合金刀具特別是在合理。

  金屬陶瓷最普遍用以銑削和鏜削生產(chǎn)加工。由于很有可能期待較低的速率和大量關(guān)心積屑瘤，PVD涂層硬質(zhì)合金刀具針對外螺紋生產(chǎn)加工很理想化。