鐵基粉末冶金中的粉末制備和模壓成型通常采用機(jī)械粉碎、霧化和物理化學(xué)等方法。將配制好的粉末過篩混合,混合均勻后加入適量的增塑劑,然后壓制成型。粉末顆粒之間的原子通過固相擴(kuò)散和機(jī)械互鎖結(jié)合成具有一定強(qiáng)度的整體。壓力越大,工件的密度越大,強(qiáng)度也相應(yīng)增加。有時(shí)為了降低壓力,增加制件的密度,也可采用熱等靜壓。
燒結(jié),將壓制成型的零件放入具有還原氣氛的密閉爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度約為母材熔點(diǎn)的2/3~3/4倍。由于高溫下不同種類原子的擴(kuò)散,粉末表面氧化物的還原和變形粉末的再結(jié)晶,使粉末顆粒相互結(jié)合,提高了粉末冶金制品的強(qiáng)度,并獲得了結(jié)構(gòu)與一般合金相似。燒結(jié)后仍有一些細(xì)小的氣孔,屬于多孔材料。
鐵基粉末冶金在一般情況下,燒結(jié)件可以達(dá)到要求的性能,可以直接使用。但是,有時(shí)需要進(jìn)行必要的后處理。例如,精壓處理可以提高零件的密度和尺寸形狀精度;鐵基粉末冶金零件的淬火和表面淬火可提高其機(jī)械性能;以潤滑或耐腐蝕為目的浸油或浸漬液體潤滑劑;將低熔點(diǎn)金屬滲入工件孔隙中,可提高工件強(qiáng)度、硬度、塑性或沖擊韌性的浸滲處理。
鐵基粉末冶金技術(shù)的優(yōu)勢絕大多數(shù)難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能通過粉末冶金制造。由于粉末冶金法可以壓制成致密的最終尺寸,并且不需要或不需要后續(xù)機(jī)械加工,因此可以大大節(jié)省金屬,降低產(chǎn)品成本。鐵基粉末冶金制造的產(chǎn)品,金屬損耗僅為1-5%,而生產(chǎn)中采用的普通鑄造方法,金屬損耗可達(dá)80%以上。