粉末锻造技术起源于20世纪60年代末,在70年代后有了较快的发展,90年代以来,随着汽车工业的发展,对汽车用高性能粉末冶金零件的要求不断增长,粉末锻造的研究与应用得到了迅速而稳定的发展。
粉末冶金制件的突出缺点是内部残留较多空隙,这些空隙会严重降低制品的性能。粉末锻造可以消除空隙、促进制品致密化,其基本原理是将压坯烧结成预成形件,然后在密闭模内一次锻造成致密制品。这种工艺将传统的粉末冶金和精密模锻结合起来,生产的制品具有高密度和强度,并克服了普通粉末冶金零件抗冲击韧性差,不能承受高负荷的缺点。粉末锻造生产的制件具有较均匀的细晶粒组织,可明显提高强度和韧性,使粉末锻造制件的物理力学性能接近、达到甚至超过普通铸件水平。另外,可用粉末包套烧结-自由锻造法制备含氮钢,该方法制备的含氮奥氏体不锈钢材料相对密度达99%以上,且氮含量能满足含氮钢要求,其拉伸性能与熔炼等工艺制得的含氮奥氏体材料相当。此外粉末锻造的能源消耗低,材料利用率高,制品尺寸精度也高。
粉末锻造可以分为冷锻和热锻,冷锻是指锻造过程中预制件不被加热,热锻则是指锻造过程中要求对预制件进行加热,其余工艺二者基本相同,但前者只适用于一些塑形特别好的金属,后者则适用范围较广。粉末热锻又可分为粉末锻造、烧结锻造和锻造烧结三种。
粉末锻造中的关键技术问题有:粉末原料的选择、预成形坯的设计、锻模的设计和使用寿命、锻造工艺条件和热处理。
粉末锻造技术主要用在汽车工业上和其他运输机械上,如汽车曲轴、连杆、各种齿轮、凸轮、同步器套筒、阀门等,另外还用于制造一些具有特殊性能要求的合金。