近年來,由于有些非鐵金屬的價格上漲,使得含有Mo和Ni燒結部件的制造成本上升,所以行業迫切需要開發合金元素的廉價高強度鋼粉末以取代Mo和Ni等。例如,在鐵基粉末中添加Fe-Mn粉、Cu粉、石墨粉,Fe-Mn粉的含錳量為60%?90%(質量分數),粒度為45μm 或更小,添加量為0.5%~3.0%,Cu粉的添加量為1.0%~3.0%,石墨粉的添加量為0.3%~1.0%。
一般來說,為了提高燒結部件的強度,會在鐵基零部件中添加石墨等合金元素。這里,采用相對廉價的石墨等取代高價的通過控制特定的添加量、添加形式與工藝,可以提供相對廉價的高強度燒結零部件。元素以Fe-Mn合金的形式加入,與添加純Mn相比,能夠減少在燒結及后續的熱處理過程中Mn的氧化。同時添加Cu元素的作用在于,當燒結溫度高于Cu的熔點時,Cu溶化后向Fe-Mn合金中擴散,形成Cu-Mn合金,而Cu-Mn合金的熔點低于純Mn,所以相當于增大了Mn在Fe中的擴散速度,有利于燒結合金的組織均勻化與性能的提高。另外,形成的Cu-Mn合金,能夠防止在燒結與熱處理過程中的Mn氧化。Mn的添加量一定要適度:添加量過低時不能充分發揮其提高合金強度的作用,添加量相對于Cu元素過高時,未生成Cu-Mn合金的Mn元素會發生氧化,從而導致材料的性能下降。
粉末冶金在汽車領域的應用前景廣闊,在今后相當長的一個時期,開發、制造、完善汽車零部件是粉末冶金領域的重要任務。日本非常重視粉末冶金汽車零部件的開發與改進。在原材料粉末方面主要表現為:以廉價、易得的合金元素取代高價、稀少的元素;成形方面主要是模具與成形工藝的優化;燒結方面主要是工藝的嚴格控制。