兵器粉末冶金技术及材料应用可行性分析与实例(二)

   2020-09-01 互联网中国铸造网9140
核心提示:取代传统工艺和材料的研究应用证实了其可行性粉末冶金技术除了用于制造一些特殊的兵器产品零件(如动能穿甲

取代传统工艺和材料的研究应用证实了其可行性粉末冶金技术除了用于制造一些特殊的兵器产品零件(如动能穿甲弹芯、火炮、弹箭防烧蚀内衬等)之外,还可以取代传统材料和工艺,用于制造装甲车辆、枪械、火炮或弹箭零件,进一步改进性能和降低成本。国外许多研究或应用实例已证实了在性能、使用寿命、成本方面的可行性,例如:(1)105mm榴弹炮凸轮该零件件尺寸约241mm×152mm,厚约12.7mm,加强肋高度/厚度比大于10,加强肋厚度约5mm。该凸轮槽具有复杂构形,允许误差±50μm(微米)。美国陆军研究证实了粉末冶金蠕变锻造技术的应用可行性。他们采用100目7075铝粉,于276MPa(兆帕)压力下冷等静压制坯,在550℃氮气中烧结2小时后,将预型坯和锻模预热到530℃,进行等温蠕变锻造。结果表明,最终机械性能满足QQ-A-367H技术规范,抗拉强度大于490MPa,屈服强度超过434MPa,延伸率高于3%。工艺成本对比分析表明,可节约开支30%。(2)M151A2军车差速器齿轮和制动泵活塞美国陆军采用4620钢粉,通过粉末冶金等温锻造技术制造差速侧齿轮和伞齿轮,最终材料密度可达到99.5%理论密度,抗拉强度876MPa,屈服强度630MPa,延伸率11.6%,断面收缩率54.4%,冲击值与4600锻钢性能相当。将这些齿轮装在7部M15lA2车上进行35000km(公里)公路和越野跑车考核,结果证明是合格的。但是用这种粉末冶金等温锻造技术制造的齿轮,成本降低了25%。制动泵活塞采用烧结铁是为了取代铝活塞,解决腐蚀问题。烧结铁粉中有少量锡锑铜合金粉,经制坯压实、烧结,硬度达到85-95HB,与标准铝活塞接近。气孔率为2%,浸渍聚氧乙二醇类合成防腐润滑剂后,他们将该烧结铁活塞装车,进行20000km考核试验,对比结果表明,铝活塞出现严重腐蚀、粘合,但烧结铁活塞无任何过度磨损或腐蚀,性能优于铝活塞。(3)M60坦克正齿轮这种正齿轮用于M60坦克驱动链,与主驱动齿轮相匹配。美国TRW公司在陆军支持下研究认为,用粉末冶金技术制造这种高性能齿轮替代锻钢件是可行的。采用工业水雾化4620钢粉,在414MPa压力下冷等静压制成预型坯,然后在1200℃氢气中烧结1小时,再于900℃,10t(吨)/平方英寸下进行精密等温锻造。最终材料密度可达99.5%理论密度,机械性能与锻钢件性能相当,抗拉强度约758MPa,屈服强度约580MPa,延伸率15%,面缩率40%。·瞳


 
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