粉末冶金零件生產加工中的燒結工藝
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粉末冶金零件生產加工中的燒結工藝
新聞出處:   2020-07-10 12:18:36

粉末冶金零件生產加工中的燒結工藝是粉末冶金最基本的工序之一,對粉末冶金零件的物理和力學性能起著決定性的作用。

燒結是一種高溫熱處理,涉及到燒結爐、燒結氣氛、燒結條件的選擇和控制等方面的知識,因此燒結是一個非常復雜的過程。同時,燒結又是能源消耗大、設備投資高、產品質量特性不能充分測定的特殊工序,所以它是影響粉末冶金零件質量和成本最重要的環節之一。燒結的工序非常關鍵,必須嚴格把關,確保燒結零件的質量。因此,操作人員需要進行專門的技能培訓,全面了解和掌握燒結的基本原理,燒結工藝(如材料、溫度時間、燒結氣氛、環境等),燒結氣氛的作用,以及影響燒結產品質量的因素等方面的知識,以便熟練掌握燒結操作技能和提高分析問題的能力。

粉末冶金零件壓坯是如何燒結的呢?燒結是將粉末或壓坯在低于主要組分熔點的溫度下進行的熱處理。目的是使粉末顆粒間產生冶金結合,即使粉末顆粒之間由機械粘合轉變成原子之間的晶界結合。

粉末冶金零件壓坯燒結的目的,由壓制所獲得的壓坯雖然有了機械零件的外形和尺寸,但它的強度非常低,無法滿足使用的要求。未燒結前,壓坯只是粉末顆粒界面接觸的混合體,而非真正意義上原子結合的材料。因此必須要通過燒結,使壓坯成為冶金意義上的材料,賦予粉末冶金零件所需要的力學性能和物理性能。鐵粉壓坯經過燒結后期強度和伸長率大幅提高,如采用1200℃的溫度燒結,抗拉強度可從零提高到200MPa,伸長率從零提高到8%。

粉末冶金機械零件壓坯燒結的要求。

1. 尺寸和形狀的精度要求。燒結零件的尺寸、形狀精度包括表面粗糙度要滿足設計的要求。燒結會使燒結體發生收縮或膨脹,并且由于壓坯密度分布不均勻以及爐子溫度的不均勻,燒結體還會發生變形,因此通過燒結,燒結產品的尺寸和形狀會發生變化。這就需要嚴格的控制燒結條件,才能保證燒結產品的尺寸和形狀精度要求。

2. 密度的要求。在燒結中,由于發生了粉末顆粒之間的燒結,以及燒結產品的收縮或膨脹,因此燒結產品的密度、孔隙度和空隙連同形狀發生變化。相對密度和孔隙度表征粉末冶金零件密度的高低。作為自潤滑的粉末冶金含油軸承還有連通空隙的要求。

3. 組織機構的要求。粉末冶金零件與其他材料一樣,在其內在性能取決于組織結構,表征粉末零件的組織結構因子的有:晶粒度、相結構、相的分布、合金成分的分布以及孔隙度、孔隙大小和孔隙形狀。粉末冶金零件組織結構的形成和變化主要發生在燒結過程中。

4. 力學性能和物理性能的要求。最終的燒結零件要達到所需要的力學性能和物理性能。力學性能包括強度、硬度、伸長率和沖擊韌性等;物理性能包括密度、導電性、導熱性和磁性等。

粉末冶金零件的燒結分為,固相燒結和液相燒結。固相燒結簡單說是粉末冶金顆粒之間冶金結合的燒結,液相燒結是粉末冶金中某些分子顆粒在高于熔點溫度產生液態的燒結。粉末冶金壓坯零件的燒結過程可以分為,預燒結潤滑脂脫除-高溫燒結-冷卻。

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