近年来,由于有些非铁金属的价格上涨,使得含有Mo和Ni烧结部件的制造成本上升,所以行业迫切需要开发合金元素的廉价高强度钢粉末以取代Mo和Ni等。例如,在铁基粉末中添加Fe-Mn粉、Cu粉、石墨粉,Fe-Mn粉的含锰量为60%?90%(质量分数),粒度为45μm 或更小,添加量为0.5%~3.0%,Cu粉的添加量为1.0%~3.0%,石墨粉的添加量为0.3%~1.0%。
一般来说,为了提高烧结部件的强度,会在铁基零部件中添加石墨等合金元素。这里,采用相对廉价的石墨等取代高价的通过控制特定的添加量、添加形式与工艺,可以提供相对廉价的高强度烧结零部件。元素以Fe-Mn合金的形式加入,与添加纯Mn相比,能够减少在烧结及后续的热处理过程中Mn的氧化。同时添加Cu元素的作用在于,当烧结温度高于Cu的熔点时,Cu溶化后向Fe-Mn合金中扩散,形成Cu-Mn合金,而Cu-Mn合金的熔点低于纯Mn,所以相当于增大了Mn在Fe中的扩散速度,有利于烧结合金的组织均匀化与性能的提高。另外,形成的Cu-Mn合金,能够防止在烧结与热处理过程中的Mn氧化。Mn的添加量一定要适度:添加量过低时不能充分发挥其提高合金强度的作用,添加量相对于Cu元素过高时,未生成Cu-Mn合金的Mn元素会发生氧化,从而导致材料的性能下降。
粉末冶金在汽车领域的应用前景广阔,在今后相当长的一个时期,开发、制造、完善汽车零部件是粉末冶金领域的重要任务。日本非常重视粉末冶金汽车零部件的开发与改进。在原材料粉末方面主要表现为:以廉价、易得的合金元素取代高价、稀少的元素;成形方面主要是模具与成形工艺的优化;烧结方面主要是工艺的严格控制。