铁基粉末冶金材料和零件是粉末冶金工业的主要产品,广泛应用于机械零部件与汽车工业中。但常规压制烧结工艺生产的铁基零件中残留一定量的孔隙,导致强度、疲劳性能与耐磨性能较低,无法满足进一步的力学性能要求。开发高密度高性能的粉末冶金制品已成为粉末冶金技术的发展方向与研究重点。粉末锻造技术结合了传统粉末冶金与精密锻造的优势,可以明显提高烧结零件的密度与力学性能,是一种铁基粉末冶金致密化的重要方法。本文通过数值模拟分析与物理试验相结合,对汽车上某环形零件的粉末锻造工艺进行研究,分析了该铁基零件的致密过程与不同锻造工艺参数对致密化的影响规律,制备了高密度、高性能的粉末锻造环形零件,具体工作如下:(1)设计了该零件的粉末锻造工艺与试验模具,并对其粉末锻造过程进行数值模拟。通过分析其应力应变和致密度等场量的变化,以及锻造加热温度、成形速度、预成形坯初始密度以及摩擦系数对致密效果的影响,为锻造试验提供指导。(2)进行Fe-1.9Ni-0.5Mo-0.6C粉末材料的粉末锻造试验,得到了密度为7.63g/cm~3,致密度98.5%的粉末锻造环形制件,并对其孔隙变化与显微组织进行了分析。试验结果与数值模拟结果吻合情况良好,证明了工艺设计与数值模拟分析的可靠性。(3)分别采用烧结锻造(S/F)与粉末直接锻造(P/F)工艺制备出了密度大于7.3 g/cm~3的高钨高铬铁基环形零件,比较了这两种工艺形式的致密效果、显微组织与力学性能,进一步优化了该种材料的粉末锻造工艺。