二次压制和精压机利用α相（共析前铁素体）的固有塑性来机械地改变烧结零件的表面。通过对这种较软的微观结构相施加局部压力，压机诱导冷变形，从而闭合表面孔隙，实现显著的表面致密化和更严格的尺寸精度。
核心要点 通过利用缓慢冷却零件中富共析铁素体的高延展性，二次压制操作通过有针对性的塑性变形实现表面致密化。该过程有效地将多孔烧结表面转化为硬化的、抗疲劳的层，这对于齿轮和轴承等高应力部件至关重要。
α相（铁素体）的关键作用
利用材料塑性
该工艺的成功依赖于α相（也称为共析前铁素体）的特定机械性能。该相的特点是具有优异的塑性，使其比其他冶金相软得多。
缓慢冷却的必要性
为了最大限度地提高这种延展相的存在，烧结零件必须经过缓慢冷却过程。这种热历史确保形成足够的共析前铁素体，以承受压制操作的物理应力而不发生断裂。
对表面性能的机械改进
实现表面致密化
二次压机施加的力导致铁素体局部流动。这种“冷成型”或轧制作用物理上闭合了粉末冶金零件固有的微孔，形成几乎完全致密的表面层。
提高表面硬度
当材料经历塑性变形时，它会发生加工硬化。这导致表面比下面的核心材料更硬、更耐磨，模仿了表面硬化的优点。
增强抗疲劳性
零件的疲劳失效通常始于表面缺陷或孔隙。通过致密化表面并消除这些引发点，该工艺极大地提高了轴承和齿轮等关键零件的疲劳寿命。
确保尺寸精度
除了材料性能外，压制机还可以校正烧结过程中的微小变形。这确保最终组件满足高精度组件所需的严格尺寸公差。
操作注意事项和权衡
依赖于热历史
该工艺并非普遍适用于所有烧结零件；它严格依赖于冷却速率。如果零件冷却过快，可能会形成比铁素体更硬的相，从而降低塑性并增加压制过程中开裂的风险。
增加了工艺复杂性
实施二次压制或精压步骤会增加制造过程中的一个额外阶段。虽然它提高了性能，但与不需要高表面密度的“压制和烧结”操作相比，它需要特定的工具和加工时间。
为您的目标做出正确的选择
当决定是否为您的粉末冶金组件实施二次压制或精压时，请考虑您的具体性能要求：
- 如果您的主要重点是高循环疲劳寿命：利用此工艺消除表面孔隙，因为表面密度是防止齿轮和轴承裂纹萌生的最大因素。
- 如果您的主要重点是尺寸精度：采用压制来校正烧结变形，但要确保您的材料成分和冷却速率有利于形成可塑的铁素体。
该工艺代表了热控制和机械成型的交叉点，以提供卓越的组件寿命。
摘要表：
| 特征 | 压制/精压对粉末冶金零件的影响 | 对组件的好处 |
|---|---|---|
| 表面密度 | 通过局部塑性流动闭合微孔 | 提高耐磨性 |
| 表面硬度 | 在α相中诱导加工硬化 | 模仿表面硬化性能 |
| 疲劳寿命 | 消除裂纹萌生点 | 提高齿轮/轴承的耐用性 |
| 精度 | 校正烧结引起的变形 | 更严格的尺寸公差 |
| 材料状态 | 需要延展性的共析前铁素体 | 确保冷成型无裂纹 |
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参考文献
- A. S. Wronski, João Mascarenhas. Recent Developments in the Powder Metallurgy Processing of Steels. DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.455-456.253
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
