1 前言 粉末冶金(PM)是将金属粉末与金属粉末或金属粉末与非金属粉末按需要的比例混合后在模腔内压制成型，然后经过烧结和精整成为粉末冶金机械零件的工艺。近年来，使用粉末冶金(PM)工艺制造的应用于汽车动力系统的零件在持续增长，这是由于PM工艺制造的零件有许多重要独特的优点，它能降低成本、改进使用性能、减轻零件的重...
封闭表面多孔结构由金属(通常是铜)或聚合物浸渗完成。曾经有
认为浸渗的作用象润滑剂，但大部分的实验数据表明，浸渗真正的优点在于关闭表面多孔结构，从而阻止切削刃的微观疲劳，降低刀具的振颤，提高刀具寿命和降低表面粗糙度。使用浸渗处理后，刀具寿命提高2 倍。
实践表明，在粉末冶金材料中添加诸如MnS 、S、MoS2、MgSiO3和BN等添加物能提高刀具寿命。这些添加物通过使切屑更容易从工件上分离、断屑，并能阻止积屑瘤的产生和润滑切削刃来提高材料的可加工性。增加添加物的量能提高可加工性，但会降低材料的强度和韧性。
控制烧结和热处理炉气的粉末雾化技术可以增加粉末的洁净度，使得夹杂物、表面氧化物和碳化物的发生最小化。
3 刀具材料
目前广泛地应用于PM行业的刀具材料主要是立方氮化硼(CBN)刀具、不涂层和涂层金属陶瓷以及改进的涂层烧结硬质合金。这些刀具材料在切削粉末冶金材料时都具有耐磨、耐刃口破裂和不产生积屑瘤的特性，并能获得低的表面粗糙度。
CBN刀具
CBN刀具因其高硬度和耐磨性而适合于PM零件的加工。CBN刀具已经在HRC≥45 的钢件和铸铁加工中使用多年。但是，由于PM合金的独特性能以及显微硬度和宏观硬度的重大差别，使CBN刀具能用于加工软到HRC25的PM零件。关键的
数是颗粒的硬度，当颗粒的硬度超过HRC50时，不管宏观硬度值是多少，CBN刀具是可用的。CBN刀具明显的缺点是它们的韧性不足。如果是断续切削或孔隙度较大，需要加强CBN刀具负倒棱和较重的珩磨在内的刃口。如果是轻载切削，使用经过珩磨处理的切削刃就能完成加工。
韧性最好的材质主要由整体CBN构成，由于韧性好，因此可用作粗加工。而它们的局限性通常和表面粗糙度相关，这在很大程度上由构成刀具的CBN个体颗粒决定。当颗粒从切削刃上脱落时会在工件材料表面产生影响，而细颗粒刀具脱落则情况不那么严重。
通常使用的CBN材质的CBN含量高，颗粒大小中等。CBN精加工刀片颗粒细而且CBN含量低，它们对轻载切削和对表面粗糙度有要求或被加工合金特别硬的场合最有效。在很多切削加工中，刀具寿命和材质种类是独立无关的，即任何一种CBN材质都可取得类似的刀具寿命。在这些情况下，材质的选择主要以每个切削刃的成本最低为依据。一片圆刀片有一整个CBN顶面并能提供4 个或更多的切削刃，因此它与4 片镶齿CBN刀片相比更便宜。
金属陶瓷和硬质合金
当PM零件的硬度低于HRC35，并且颗粒本身硬度不超出范围时，金属陶瓷刀具通常是可选择的刀具之一。金属陶瓷很硬，能有效阻止积屑瘤且能承受高速。另外，因为金属陶瓷历来用于钢件和
不锈钢的高速精加工，它们通常有适合接近成型零件的理想几何槽形。今天的金属陶瓷在冶金上是错综复杂的，有多达11种合金元素。它们通常是由碳氮化钛(TiCN)颗粒和Ni-Mo粘接剂烧结而成。TiCN提供了对成功使用金属陶瓷很重要的硬度、抗积屑瘤和化学稳定性。另外，这些刀具通常有很高的粘接剂含量，这意味着它们有良好的韧性。总而言之，它们具备有效加工PM合金的所有特性。几种材质的金属陶瓷是有效的，就象碳化钨烧结硬质合金那样，粘接剂含量越高，韧性越好。
中温化学气相沉积(MTCVD)涂层在PM行业中已显示其较大的优势。MTCVD涂层除保留了传统的化学气相沉积(CVD)涂层所有的耐磨性和抗月牙洼磨损性能外，还能提高韧性。这种韧性的增加主要来自裂纹的减少。涂层在高温下沉积，然后在炉内冷却，由于热膨胀不一致，当刀具到达室温时涂层里包含裂纹，这些裂纹降低了刀具刃口强度。MTCVD工艺较低的沉积温度能降低裂纹出现的频率，获得韧性较好的切削刃。
