粉末温压成形(powder warm compacting process)

将预热的混合粉末(铁粉、石墨粉、合金元素粉及高温润滑剂)在预热的封闭钢模中进行的加压成形。温压成形预热温度一般在100~150℃。由于压制的温度介于通常的室温和热压温度之间，因而被称之为温压。正确的温压工艺可以将铁基零件的生坯密度由室温压制(600~800MPa)的6.6~6.8g/cm提高到7.25~7.45g/cm，而工艺成本又低于复压、复烧，渗铜，热锻。因此，以ANCORDENSE工艺为代表的温压成形技术被誉为90年代钢铁粉末冶金零件生产工艺的一大突破。

简史80年代中期，美国通用汽车公司已开始系统研究温压铁粉、润滑剂与聚合物的混合物的技术。其目的是开发用整体互相绝缘的铁及铁合金颗粒铁芯替代交叠层流变压器用硅钢片铁芯。后来的研究导致了1991年以后粘结永磁Nd-Fe-B材料和净形零件的产业化。

80年代末期至90年代初期，用于钢铁粉末冶金结构零件的温压技术取得了重大进展。美国Hoeganaes公司以部分预合金化扩散粘结铁粉为基体粉末的Ancordense温压工艺，和以水雾化钢铁粉末为基体粉末的更加广泛的温压工艺相继在美国取得专利。随后，温压加热装置及压机的改造又取得了产业化的突破。许多国家建立了温压生产线。高密度、高强度、较低成本的钢铁粉末冶金结构零件迅速进入了轿车零件的生产市场。

影响因素有效的温压工艺取决于正确的零件设计，适宜的粉末系统，粉末与模具的正确选择及合理的模具材质和公差配合。

零件设计为了减小由于温升而导致的粉末与模壁之间的摩擦，必须注意待压粉末件装粉高度的影响。反映这一影响的参数之一为侧压面积与压制面积之比，定义为温压侧压系数(等于4倍的压坯高度与外径尺寸之比)。有研究表明，温压在所有工艺条件相同的情况下，更适于高径比H/D≤1的粉末冶金零件。而对于大的高径比，必须采用附加的或其他的润滑方式，如采用外润滑--模壁润滑。

粉末温压工艺对所采用的原料钢铁粉末的要求较严格。一般应使用高压缩性粉末，氧含量<0.1%，碳含量<0.01%，氮含量<0.0013%，酸不溶物<0.1%，松装密度:2.90~3.00g/cm。石墨的加入会降低生坯密度，应对石墨的灰分含量，粒度和形态有一定要求。对于含钼和镍的预合金化粉末和部分预合金化粉末，温压工艺是有效的。而对于烧结硬化用粉，特别是含锰、铬等合金元素的系列粉，需要改进工艺的某些环节。

润滑剂温压用润滑剂总的特点是能在温压温度起到润滑作用，并呈现一定的流动性，同时这种流动性不影响填充模具所需要的流动性。一些高熔点的固体润滑剂如MoS。，硬脂酸锂和六方BN，曾被试用为温压润滑剂。发现六方BN含量在0.2%以下时，粉末的综合性能较好，温压的效果较为明显。有许多种热塑性聚合物可作为温压润滑剂，但其中一种中等分子量的酰酸基蜡，熔点140~180℃，处于部分熔化状态仍可起到润滑作用。无论干混(粒度<50um)或加入可挥发有机溶液湿混，粉末的流动性、松装密度和压制时的脱模压力都可保持在较好水平。

模具其阴模材料最好选用硬质合金。在温压温度下，硬质合金可以有较高的耐磨性、耐热性和尺寸公差。由于模具在100~180℃间使用，可采用冷镶法即将阴模的硬质合金内衬在液氮温度下冷却一定时间，令其收缩一定尺寸，而于室温装入阴模外套，待硬质合金内衬温度回复到室温时产生体积膨胀而形成外套对内衬的足够的压缩应力。

加热方式油加热与电加热是粉末与模具加热的基本方式。温度的选择是温压重要的工艺参数。确定温压温度所考虑的几条原则是:(1)大尺寸的、装粉高度高的粉末压坯的温压温度应该低于小尺寸压坯的温压温度。(2)若采用温压后部分润滑剂仍留在压坯内的温压方式，粉末的温度应高于温压的温度。(3)要使润滑剂全部渗出压坯，特别对小的装粉高度的压坯，模具温度应高于粉末温度。(4)可以使温压温度高于润滑剂玻璃相转变温度25~85℃，以便使润滑剂呈半流动状态。

压机温压用压机可以采用普通压机，只对模具及送料机构进行适当改造。国外已专门发展温压压机，其自控程度高、产品一致性好。

优点由于温压工艺可以用较低的压制压力获得较高的压坯密度和强度，即可以利用现有的压机生产截面较大的部件。同时，压坯密度的提高，可以使原来必须烧结后进行的后加工如钻盲孔和车削螺纹提前在压制后进行。这就大大减轻了粉末压坯后加工的难度，提高了生产效率。温压为高强度铁基零件在汽车、轿车上的应用开辟了新的低成本的工艺路线。因而，这项技术已引起人们的高度重视，正在被不断地完善和改进。