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铁基阀板在烧结过程中的变形规律及其影响因素研究

作　者: 梁翠
导　师: 徐金富；徐胜华
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料工程
关键词: 铁基阀板粉末冶金变形规律烧结工艺
分类号: TF124.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

铁基阀板的主要作用是将制冷压缩机上的气缸和输送管道相互隔离,保证活塞在气缸中做往复运动时不发生气体泄漏。为了保证气缸的密封性,铁基阀板必须具有较高的表面精度。采用粉末冶金法制备的铁基阀板在烧结过程中变形较大,经过整形工序后的平面度≤0.08mm,达不到平面度≤0.05mm的技术要求,还需要经过后续的磨削加工,这就延长了生产周期,增加了生产成本。为了优化铁基阀板的生产工艺,取消磨削工序,缩短生产周期,降低生产成本,本文主要分析了铁基阀板几何尺寸和平面度在各个生产工序中的变形情况,研究了混粉时间、装炉方式以及烧结方式对铁基阀板烧结变形的影响。结果表明：1.在实际生产过程中制备的铁基阀板生产工艺为：粉末原料混粉60min,经1120℃×15min烧结后,组织为白色的铁素体基体上弥散分布着黑色的珠光体,晶界上分布着少量的渗碳体,晶粒均匀细小,孔隙率较低；硬度为51.92HRB,密度为6.81g/cm3；经过预成型、烧结、整形工序后铁基阀板的长度和宽度逐渐增大,厚度不断减小；经过整形后铁基阀板的长度、宽度、厚度并分别达到50.06mm、42.03mm、3.55mm,符合铁基阀板几何尺寸要求；从预成型到烧结过程中,铁基阀板的平面度从0.10mm增大到0.16mm,通过整形可以使平面度降低到0.08mm。2.随着混粉时间的延长,铁基阀板平面度呈先减小后增加的趋势,当原料粉末混粉时间为90min时,烧结后的铁基阀板平面度达到最小值0.14mm,通过整形可以使平面度降低到0.06mm,硬度为53.3HRB,密度为6.82g/cm3、致密度为84.03%。3.采用单排装炉,按阀板凹槽相对并彼此错开顺序摆放,放在炉子中间装炉的装炉方式,烧结后铁基阀板平面度最小,其值为0.14mm,整形可以使平面度降低到0.06mm。4.随着烧结压力的增加,铁基阀板平面度呈先减小后增加的趋势,当烧结压力为0.36MPa,即定力矩扳手的力矩为30Nm时,烧结后铁基阀板平面度去最小值0.24mm,经过整形可以使平面度降低到0.06mm,硬度为54.8HRB,密度为6.82g/cm3,致密度为87.55%。5.采用真空管式高温炉在实验室中制备的铁基阀板生产工艺为：粉末原料混粉90min,采用单排装炉,按阀板凹槽相对并彼此错开顺序摆放,放在炉子中间装炉的装炉方式,经1150℃×15min烧结后,铁基阀板平面度为0.17mm,经过整形可以使平面度降低到0.06mm,硬度为57.6HRB,密度为6.83g/cm3,致密度84.17%。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-28
  1.1 研究背景及意义  11
  1.2 铁基阀板的服役条件及技术要求  11-12
  1.3 铁基粉末冶金的应用现状及发展趋势  12-14
    1.3.1 铁基粉末冶金的应用  12-13
    1.3.2 铁基粉末冶金的研究方向  13
    1.3.3 铁基阀板的应用及发展  13-14
  1.4 铁基阀板的制备方法  14-18
    1.4.1 冲裁  14-15
    1.4.2 压铸  15
    1.4.3 粉末冶金  15-18
  1.5 粉末烧结概述  18-21
    1.5.1 粉末烧结的基本类型  18-19
    1.5.2 粉末烧结方法  19-20
    1.5.3 粉末烧结理论  20-21
  1.6 影响铁基阀板烧结变形的因素  21-26
    1.6.1 原材料  21-23
    1.6.2 成型工艺  23-24
    1.6.3 烧结工艺  24-25
    1.6.4 烧结气氛  25-26
  1.7 本文研究的目的及主要内容  26-28
    1.7.1 本文研究的目的及意义  26
    1.7.2 本文研究的主要内容  26-28
第2章试验条件及方法  28-30
  2.1 试验条件  28-29
    2.1.1 试验材料  28
    2.1.2 试验设备  28-29
  2.2 试验方法  29-30
    2.2.1 铁基阀板的显微组织分析  29
    2.2.2 铁基阀板的性能测试  29
    2.2.3 铁基阀板的几何尺寸测量  29
    2.2.4 铁基阀板平面度的测量  29-30
第3章铁基阀板在生产过程中的变形规律  30-38
  3.1 引言  30
  3.2 铁基阀板的生产工艺  30
  3.3 铁基阀板的组织和性能  30-31
    3.3.1 铁基阀板的显微组织  30-31
    3.3.2 铁基阀板的性能  31
  3.4 铁基阀板在生产过程中几何尺寸的变化规律  31-34
    3.4.1 铁基阀板长度尺寸变化规律  31-32
    3.4.2 铁基阀板宽度尺寸变化规律  32-33
    3.4.3 铁基阀板厚度尺寸变化规律  33-34
  3.5 铁基阀板平面度的变化规律  34-37
    3.5.1 铁基阀板A面平面度的变化规律  34-35
    3.5.2 铁基阀板B面平面度的变化规律  35-37
  3.6 本章小结  37-38
第4章混粉时间对铁基阀板烧结变形的影响  38-45
  4.1 前言  38
  4.2 混粉时间的优化  38-39
  4.3 混粉时间对粉末均匀性的影响  39-40
  4.4 混粉时间对铁基阀板组织和性能的影响  40-42
  4.5 混粉时间对铁基阀板平面度的影响  42-44
  4.6 本章小结  44-45
第5章装炉方式对铁基阀板烧结变形的影响  45-52
  5.1 前言  45
  5.2 装炉方式的优化  45-47
  5.3 摆放顺序对铁基阀板平面度的影响  47-48
  5.4 摆放位置对铁基阀板平面度的影响  48-49
  5.5 装炉量对铁基阀板平面度的影响  49-50
  5.6 本章小结  50-52
第6章烧结压力对铁基阀板烧结变形的影响  52-58
  6.1 前言  52
  6.2 烧结压力的优化  52-53
  6.3 烧结压力对铁基阀板性能的影响  53-54
  6.4 烧结压力对铁基阀板平面度的影响  54-56
  6.5 本章小结  56-58
第7章烧结方式对铁基阀板烧结变形的影响  58-69
  7.1 引言  58
  7.2 烧结方式的优化  58-59
  7.3 烧结温度对铁基阀板组织和性能的影响  59-64
    7.3.1 烧结温度对铁基阀板显微组织的影响  59-61
    7.3.2 烧结温度对铁基阀板性能的影响  61
    7.3.3 烧结温度对铁基阀板平面度的影响  61-64
  7.4 烧结时间对铁基阀板组织和性能的影响  64-67
    7.4.1 烧结时间对铁基阀板显微组织的影响  64-65
    7.4.2 烧结时间对铁基阀板性能的影响  65-66
    7.4.3 烧结时间对铁基阀板平面度的影响  66-67
  7.5 烧结方式对铁基阀板变形规律的比较与分析  67-68
  7.6 本章小结  68-69
第8章结论与展望  69-71
  8.1 结论  69-70
  8.2 展望  70-71
参考文献  71-78
致谢  78-79
附录  79

铁基阀板在烧结过程中的变形规律及其影响因素研究

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