1 前言
扩散型合金钢粉是用扩散粘结的方法生产的，以纯雾化铁粉或还原铁粉做基粉，添加例如Ni、Cu，Mo等合金元素混匀后在还原气氛中进行处理而制的。扩散型合金钢粉主要用于制造高密度、高强度、高淬透性零件，这就要求扩散粉必须具有均匀的显微结构，能保持制品烧结尺寸的一致性和精密的尺寸公差。如何制的成分均匀性能良好的扩散型合金钢粉，加入的合金元素的的影响占有重要的影响因素。本文主要讨论铜粉对扩散型合金钢粉的影响。
2试验
2.1铜粉颗粒对扩散型合金钢粉的影响试验
试验使用两种粒径的铜粉作为扩散合金钢粉的合金组元，粒度分布（激光粒度分析仪检测）如表1、2所示。
表1细铜粉粒径
表2粗铜粉粒径
把两种粒径的铜粉按比例1.55%铜粉+铁粉+1.75%镍粉混合均匀后进行扩散处理，其中用细铜粉扩散的合金钢粉记为1#粉，用粗铜粉扩散的合金钢粉记为2#粉。扩散处理完成后用电感耦合等离子原子发射光谱检测三种扩散合金钢粉的物理和化学指标。
2.2铜含量对扩散型合金钢粉的影响
把优选粒径的扩散粉，再按照1.80%铜粉+铁粉+1.75%镍粉，混合后扩散处理，记为3#粉。把1#粉，3#粉和进口扩散粉，分别添加相同质量分数的石墨和润滑剂在小型混料机中充分混合，在600MPa压力下对混合粉末压制成拉伸试样及冲试样，压制的压坯在1120℃下烧结30min，研究烧结后铜含量对扩散合金粉性能的影响。
3结果与讨论
3.1 扩散后合金成分的检测结果
把1#粉和2#粉各取5个样品，并对每个样品进行双样检测，其合金成分如表所示。从检测结果看添加1.55%细铜粉，而1.55%粗铜粉的铜含量偏差较大。这是因为粒径粗的铜粉扩散距离短，粘结效果差，在扩散合金粉的破碎过程中更容易与铁粉分离，导致合金成分偏析。
表3 扩散合金粉合金成分
3.2两种合金粉的密度
1#和2#扩散合金粉的拉伸试样密度如表所示。表中更可以看出，相同压力下使用细铜粉的扩散粉的拉伸试样的密度比较均匀，而使用粗铜粉的扩散粉的密度偏差较大。这也说明扩散粉的成分不均匀，导致相同压力下试样的密度波动较大。
表4 1#和2#拉伸试样的密度
3.3合金含量对扩散粉性能的影响
1#、3#和进口粉的物理化学指标如下
表5 物理指标
表6 化学成分
三种扩散合金粉的钼和镍含量近似相等，铜粉含量记为进口粉：1.40%；1#粉：1.55%，3#粉记为1.8%。
3.3.1对强度的影响
三种扩散粉的生坯强度、烧结后的抗拉强度、冲击韧性如表7所示。从表中可以看出，随着铜含量的增加，扩散粉的生坯强度和冲击功递减，而抗拉强度呈上升趋势。铜作为粉末冶金零件常用元素，能够增加材料的强度，但是同时会降低材料的冲击韧性。
表7 铜对强度的影响
3.3.2铜含量对延伸率的影响
铜含量对延伸率的影响见图1，从图中看出，随着含铜量的增加，铁粉的延伸率显著降低，在铜元素的扩散过程中，铜含量的增加，势必使扩散的合金化程度更高，使得铁粉的延伸程度降低。
3.3.3对硬度的影响
不同铜含量的扩散合金钢粉的硬度如图2所示。三种铁粉的硬度呈上升趋势，但是相差不大。因为三种粉末加入石墨量相同，硬度的高低和石墨的加入量密切相关，故加入碳相同时，铜含量的增加对硬度影响不明现。
4结论
（1）铜粉粒径的大小影响扩散合金钢粉的均匀程度，铜粉粒径越小扩散越均匀，扩散效果越好。
（2）铜粉含量增加，扩散合金钢粉的抗拉强度越高，但生坯强度和冲击韧性降低。
（3）铜粉含量的高低对扩散合金钢粉的硬度影响不大。
参考文献
[1]缪炯.碳、铜、镍含量对铁基粉末冶金材料性能和尺寸变化的影响[J].粉末冶金工业，2005，15（3），10-14.
