粉末冶金A100钢的压制及烧结工艺

摘要

选用两种粒径的A100钢预合金化粉末（1#小粒径粉末、2#大粒径粉末），添加丁苯橡胶成形剂，并进行单向压制，研究丁苯橡胶含量及压制压力对压坯密度的影响；采用定温和变温超固相线液相烧结工艺进行真空无压烧结，制备高密度A100高合金钢。通过金相显微镜、扫描电镜、拉伸实验研究粉末粒径、压制及烧结工艺参数对粉末冶金A100钢相对密度、微观组织及力学性能的影响，并分析其烧结致密化机理。结果表明：粉末粒径越大，所需成形剂含量越低，压缩性能越好。1#粉末、2#粉末最佳成形剂质量分数分别为0.7%和0.5%，最佳压制压力分别为710 MPa、800 MPa，所得最高压坯密度分别为5.751 g·cm^-3和5.890 g·cm^-3。粉末粒径越小，烧结性能越好。1#粉末压坯采用定温超固相线液相烧结，1430℃烧结90 min，烧结试样的相对密度达95.0%；采用变温超固相线液相烧结，在1440℃保温10 min后降温至1430℃保温72 min烧结，烧结试样的相对密度达99.4%，其抗拉强度为1734 MPa，屈服强度为1286 MPa，伸长率为5.2%，断裂韧性为81.7 MPa·m^1/2。通过粉末压制烧结的方式有效获得了高性能的A100钢粉末冶金材料。

关键词

高合金钢 / 粉末冶金 / 超固相线液相烧结 / 压制成形 / 真空烧结 / 致密化机理