JFE钢铁公司铁粉产品之无偏析铁粉

无偏析铁粉

1)无偏析和减少粉尘的铁粉

JFE钢铁公司开发出防止混合铁粉中的石墨等副原料偏析和减少粉尘的JIP铁粉。烧结部件的高密度化可以提高部件的机械性能。因此,对铁粉生坯的高密度化要求十分迫切。另一方面,生坯高密度化增加了脱模的拔出力,并且由于模具和生坯之间的摩擦力,会使生坯外观不良。为改善生坯和模具之间的滑动性,使用了金属皂。由于金属皂造成烧结炉内的污染,所以要求减少金属皂的用量。

为此,JFE钢铁公司开发出使用减少金属皂用量的腊系润滑剂且流动性优良的无偏析铁粉JIP-JWAX。为应对高密度化要求,开发出常温成形可高密度化的JIP-HDX。为应对低拔出力要求,开发出成形时特殊润滑剂,在成形体侧面选择性浓化,提高润滑效果、降低拔出力的JIP-LX。此外,还开发出提高铁粉填充性,降低铁粉成形时生坯重量波动的JIP-ZERO。JIP-ZERO由于提高了流动性,使铁粉在模具填充时均匀性好、再现性高。因此,减小了连续成形时各生坯之间重量的波动。在临时停止成形操作后,再继续成形的情况下,出现的重量不连续增加量比传统铁粉约降低30%。因此,对提高成材率和提高烧结部件质量稳定性起了很大作用。具有均匀填充性的JIP-ZERO铁粉,容易填充到模具中的狭窄空间,因此,可以制造难成形的复杂形状制品。

2)无Ni高强度合金铁粉JIP-FM系列

4%Ni合金铁粉压缩性良好,可制作高密度生坯,在烧结状态下或烧结后进行渗碳处理,烧结品的力学性能都优于其他铁粉产品,因此是高强度烧结部件的通用铁粉材料。

近年来,由于Ni原料价格持续高涨,提出了降低铁粉烧结部件中Ni含量的要求。为应对这一趋势,JFE开发出烧结品切削性优良的无Ni高强度合金铁粉JIP-FM系列产品,并实现了商品化。JIP-FM系列产品根据烧结品的制造条件,通过调整铁粉的合金成分和混合粉的比例,控制烧结品的组织,降低了烧结品的合金含量,并使烧结品具有高强度。与4%Ni合金铁粉相比,JIP-FM系列产品合金元素分布及烧结组织更为均匀,所以,在烧结品切削时,不发生断续切削,具有良好的切削性。

JIP-FM系列产品中的JIP-FM600在网带式烧结炉的烧结条件下,烧结品的抗拉强度为600MPa。JIP-FM1000在网带式烧结炉进行烧结后,经渗碳处理,抗拉强度为1000MPa。这两种产品都是在0.45%Mo完全合金铁粉中添加铜粉、石墨粉的产品。由于淬透性大的Mo元素的作用和烧结中熔融Cu对粒子间的强化作用,使烧结品强度达到4%Ni合金铁粉烧结品强度的水平。

JIP-FM1300铁粉在高温烧结后经渗碳处理,抗拉强度可达1300MPa。该产品是在混合Mo合金铁粉JIP-AH4515中添加石墨粉的混合型铁粉。在烧结时,铁粉的高Mo区域形成扩散速度大的α相,促进粒子间接触部位成长、强化,同时,促进了气孔的球状化和微细化,使烧结品具有高强度和高疲劳强度。

JIP-FM1500铁粉在高温烧结后经光亮淬火、回火,烧结品抗拉强度可达到1500MPa。JIP-FM1500是在0.5%Cr-0.2%Mn-0.2%Mo完全合金铁粉JIP 5CRA中添加石墨粉制成的铁粉。通过对高淬透性元素Cr、Mn、Mo的配比调整和在还原性气氛中进行高温烧结后的光亮淬火,烧结品的抗拉强度达到1500MPa。

3)提高烧结品切削性的JIP-JFM系列

粉末冶金制品是近终形制品,但由于近年来烧结部件形状复杂化和尺寸高精度化的发展,对铁粉烧结部件要进行切削加工。因此,要求提高铁粉烧结部件的切削性。过去为提高烧结部件的切削性使用了MnS粉末等添加剂,但存在烧结部件表面污斑和烧结炉污染的问题。为此,JFE钢铁公司开发出提高烧结品切削性的JIP-JFM系列产品,并实现了商品化。

JIP-JFM3是为提高减振器活塞等有多个钻孔部件切削性而开发出的新型铁粉。该产品中的添加剂填充到烧结品中的气孔内,缓和了断续切削的冲击,抑制了钻孔时转矩的波动,并且使切屑微细化,易于排出。因此提高了钻具的寿命。

JIP-JFM4是为提高车床高速切削烧结品时的切削性而开发出的新型铁粉。该产品中添加复合氧化物粉末,促进了烧结品切屑剪断,使切屑微细化。并且复合氧化物因加工摩擦热发生软化,附着在刀具表面形成保护膜防止磨损、氧化引起的刀具材质劣化。刀具车削该产品铁粉烧结品的磨损量下降到无添加剂铁粉烧结品的1/4以下,0.5%MnS添加剂铁粉烧结品的1/3以下。因此,该新型铁粉对降低车削工具费用,提高车削生产率起到很大作用。

JIP-JFM X是其烧结品在很大的切削速度范围内具有良好切削性的新型铁粉。该产品适用于车床、钻床之外的烧结品的切削加工,提高烧结品的切削性。该产品中添加的延展性良好的添加剂,在切削加工产生塑性变形时,形成空孔,促进切屑剪断,使切屑微细化。

此外,复合氧化物形成切削刀具的保护膜,抑制了刀具的磨损。这些作用的叠加效果,使JIP-JFM X烧结品在各种切削加工中都显示出良好的切削性能。