论文摘要
粉末不锈钢密度低，耐腐蚀性能与力学性能比传统致密不锈钢材料低，从而限制了其广泛应用。本研究采用温压技术提高粉末不锈钢件的密度。研究中，采用Archimede法测量样品密度，利用金相显微镜观察样品显微组织，扫描电镜（SEM）观察粉末形貌及断口形貌，能谱技术（EDS）分析断口微区成分。系统地研究了润滑剂含量、压制压力、粉末温度、模具温度，以及细粉添加种类与含量对压坯密度的影响。同时，比较了温压工艺与冷压工艺所制备样品的密度及弹性后效差异。本研究所有样品于分解氨气氛下经1130℃烧结。对烧结后部分样品的硬度与抗拉强度进行了分析。研究结果显示，对420粉末不锈钢而言，适宜的温压工艺为：润滑剂含量0．7％，粉末温度90℃、模具温度120℃。在压制压力为784MPa时，压坯密度为6．86g／cm3，与冷压工艺相比提高了0．18g/cm3。烧结后样品硬度为33HRC，而密度为6．83g/cm3，较压坯密度降低了0．03g/cm3。对于316L粉末不锈钢，适宜的温压工艺为：润滑剂含量0．8％，粉末温度90℃，模具温度120℃。在压制压力为784MPa时，压坯密度为6．92g/cm3。比冷压的压坯密度提高了0．26g／cm3。烧结后样品硬度为76HRB，密度为7．02g／cm3，较压坯密度提高了0．10g/cm3。316L不锈钢压坯密度与细粉添加量的关系曲线呈双峰分布，峰值对应细粉添加量为2％和30％。添加粒度小于20μm的球形细粉后，当压制压力为784MPa时，峰值处的压坯密度为7．00g／cm3和7．09g/cm3。添加粒度小于43μm的水雾化细粉后，当压制压力为784MPa时，峰值处的压坯密度为6．972／cm3和7．03g／cm3。添加细粉后的316L粉末不锈钢压坯经烧结后，密度有所提高。密度增幅随细粉添加量的提高而增大，且添加球形细粉样的密度增幅高于添加水雾化细粉样的密度增幅。密度的增幅与压制压力无明显关系。当样品的烧结密度为7．21g/cm3时，对应硬度为95HRB，与同条件下没有添加细粉的316L粉末不锈钢样品的硬度（76HRB）相比，提高25％。同时，对于密度相近的样品，添加细粉后的样品硬度更高。样品抗拉强度随密度增大而增大，且当密度大于7．00g／cm3时，增大趋势明显。当样品的烧结密度为7．14g／cm3时，对应抗拉强度为486MPa。本研究中，公式σb=σ0exp（-bθ）中的b值为6-7，与文献中b为4-7的结论相符。