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目前研究发展高密度高力学性能Fe基粉末冶金材料已经成为粉末冶金领域重点方向,高速压制工艺可以制造出高密度压坯,在烧结后获得髙密度、高性能的粉末冶金材料,是实现高密度高力学性能的一个重要途径。但目前高速压制成形装置价格昂贵的问题限制了高速压制工艺的发展;而且在高速压制过程中,由于冲锤质量较大,冲击速度快,因此会产生巨大的冲击力,当冲锤冲击模具时,会对模具造成损伤,降低模具的寿命,不利于高速压制工艺在工业领域的发展。改善粉末特性可以使粉末经高速压制和烧结后获得较好的力学性能。本文研究内容主要包括:自主设计制造了一种重力蓄能式高速压制装置,并进行高速压制实验;研究了模壁润滑对Fe基粉末高速压制成形及烧结性能的影响;研究了预扩散及退火对Fe基粉末高速压制成形及烧结性能的影响。得出结论如下:综合分析现有高速压制装置的成形特点,自主设计制造了一种重力蓄能式高速压制装置,进行高速压制后,压坯密度达到7.5 g/cm~3,压制速度、压制能量等参数达到高速压制要求。与传统压制相比,高速压制得到的压坯密度要明显提高,使得烧结试样的力学性能明显提升,同时高速压制过程中形成大量的冷焊,在烧结过程中促进合金元素扩散,但高速压制后的脱模力却明显提升。模壁润滑在高速压制过程中能有效提升压坯密度,有模壁润滑的压坯密度比无模壁润滑的要高0.07-0.12 g/cm~3。模壁润滑在高速压制情况下能有效降低内润滑剂含量,当内润滑剂硬酯酸锌含量为0.1%时,压坯密度达到最佳值。随着压坯密度的提升,压坯孔隙减少,冷焊数量增加,在烧结过程中促进合金元素扩散,使显微组织更加均匀,同时提升力学性能。模壁润滑在高速压制情况下能有效提升最大冲击力,同时显著减小脱模力,使压力损失百分比降低。相较于退火处理后Fe粉,预扩散处理后的Fe粉中Ni和Mo元素分布更加均匀。粉末的显微硬度随着退火温度的升高而降低,退火温度从600℃升至900℃时,粉末的显微硬度从90HV降至82 HV。经预扩散处理,800℃以下时,粉末的显微硬度变化不大,900℃时显微硬度明显升高。退火处理后的压坯密度要高于预扩散处理后的压坯密度。预扩散处理烧结试样中金相组织中珠光体组织的含量更高,分布更加均匀,而且晶粒明显细化。退火和预扩散处理都能提升烧结试样的力学性能。在800℃以下进行退火和预扩散处理,预扩散处理后的烧结试样的力学性能要好于退火处理后的烧结试样。未经退火和预扩散处理的烧结试样,表观硬度和抗弯强度分布为55.3 HRB和786.8 MPa,预扩散温度为800℃时,表观硬度和抗弯强度分别升高至72.3 HRB和1326.6 MPa。