粉末烧结是粉末冶金工艺中的基本工序之一,烧结可以使粉末成形的坯块由颗粒聚集体转变为晶体结合体的材料或制品。为了让粉末冶金烧结件质量过关,在此工序中一定要格外注意,避免相关制品存在瑕疵。那么粉末烧结工艺机制对其制品有着怎样的意义?,在烧结过程中引起粘结的机理多种多样且复杂。发生粘结的主要机理被认为是扩散,机理会根据制造工艺因素和粉末特性而变化。可能伴随扩散发生的其他一些机制是塑性流动,重结晶,晶粒长大,液相材料传输和气相材料传输。不同类型的键合的物理特性可能不同。下面说明了通过两种不同机制进行的粒子键合。扩散结合缩小了颗粒之间的距离,从而减小了空间。相材料传输增加了材料,同时保持了颗粒之间的距离相等。,在烧结过程中也会发生不同金属粉末的合金化。烧结温度必须始终低于至少一种粉末成分的熔化温度。在某些情况下,烧结温度高于一种材料的熔点,但低于另一种材料的熔点。这称为液相烧结。液相烧结可以消除孔隙并生产出具有优异材料性能的零件。,定义粉末烧结操作的主要变量是时间,温度和炉内气氛。烧结温度通常为粉末熔点的0.7至.9。烧结时间取决于制造工艺因素和材料。例如,钨被烧结了相当长的时间。不同工艺和材料的标准工业粉末烧结时间从8分钟到10小时不等。,烧结工艺,在粉末烧结过程中,控制气氛至关重要。烧结中的气氛的目的是控制渗碳和脱碳,防止氧化并除去现有的氧化物,防止有害的化学反应并帮助燃烧掉添加剂。用于工业粉末工艺的常见气氛是一氧化碳,离解的氨,氢,部分燃烧的天然气和惰性气体(例如氩气或氦气)。有时零件也会在真空中烧结。真空烧结主要适用于难熔金属和不锈钢。,在工业粉末制造中,它们有两种类型的熔炉,分批式和连续式。在间歇式炉中,将少量零件放入炉中,进行整个烧结过程,然后将其取出。连续式熔炉提供贯穿生产的流量,并在制造过程的三个阶段(预热,烧结和冷却)具有三个区域。运动带通过腔室连续供应零件。加热门可以快速打开和关闭,以允许零件通过,同时保持热量进入。皮带以正确的速度行进,以在每个腔室内为零件提供正确的时间。稳定的产品和高生产率使连续式熔炉成为粉末烧结的常见选择。虽然分批操作的熔炉生产率较低且使用频率较低,它们确实提供了对气氛的更多控制,因此也提高了零件的纯度。真空气氛通常只能由间歇式炉提供。,孔隙率是粉末加工材料的特征。在某些情况下,目标是减轻或消除孔隙。在其他情况下,需要一定程度的孔隙率。如所讨论的,生坯内部存在孔隙。可以通过压制压块的压力水平在一定程度上控制生压块中的孔隙率。如果压块没有完全压紧,则比完全压紧会产生更多的孔隙。实际上,在松散烧结中,根本没有压制粉末,从而为特殊部件(例如金属过滤器)实现了非常高的孔隙率。,浸渍是用流体填充金属中的孔。这通常用于生产自润滑组件,例如轴承和齿轮。在这些情况下,通常将粉末加工过的粉末冶金烧结件浸泡在热油中。零件的体积通常为10%-30%。有时零件会被聚合物树脂浸渍,以防止其他物质进入孔中或协助进一步加工。,如前所述,在粉末加工过程中,细孔可能会被隔离。相互连接的,开放的(非隔离的)孔的数量是浸渍和渗透的关键因素。材料不能进入与外界环境隔离开的毛孔。可以通过使零件饱和所需的流体量来测量开孔率。,
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