粉末冶金零(líng)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(de)物理和力學性能起著決(jué)定性的作用。
燒結是一種高溫熱處理,涉及到(dào)燒結爐、燒結氣氛、燒結(jié)條件(jiàn)的選擇和控製等方麵的知識,因此燒結是一個非常複雜的(de)過程。同(tóng)時,燒結又是能源消耗大、設備投資高、產品質量(liàng)特性不能充分測定的(de)特(tè)殊工序,所以它是影響粉末冶金零件(jiàn)質量和成本最重要的環節(jiē)之一。燒結的工序非常關鍵,必須嚴格把關,確保燒結(jié)零件的質量。因此,操作人員需要進行專門的技能培訓,全麵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(yǐ)及影響燒結產品質量的因素等方麵的知識,以便熟練掌握燒結操作技能和提高分(fèn)析問題的能力。
粉末冶金零(líng)件壓坯是如何燒(shāo)結的呢?燒結是將粉末或壓(yā)坯在低於主要組分熔點的溫度下進行的熱處理。目(mù)的是使粉末顆粒間產生冶(yě)金(jīn)結合,即(jí)使粉末顆粒之間由機械粘合轉變成原子之(zhī)間的晶界結合。
粉末冶金零件壓坯燒結的目的,由壓製所(suǒ)獲得的壓坯雖然有了機械零件的外形和尺寸(cùn),但它的強度非常低(dī),無法滿足使用的要求。未燒結前,壓坯隻是粉末顆粒界麵(miàn)接觸的混合體,而非(fēi)真正(zhèng)意義上原(yuán)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(mò)冶金零件所需要的力學性(xìng)能和物理性(xìng)能。鐵粉壓坯(pī)經(jīng)過(guò)燒結後期(qī)強度和伸長率大幅提高,如采用1200℃的溫度燒結(jié),抗拉強度可從零提高到200MPa,伸長率從零提高到8%。
粉末(mò)冶金機械零件壓坯(pī)燒結(jié)的(de)要求。
1. 尺寸和(hé)形狀的精度要求。燒(shāo)結零件的尺寸、形狀(zhuàng)精度包(bāo)括表麵粗(cū)糙度要滿足設計的要求。燒結會使燒結體發生收縮或膨脹,並且由於壓坯密(mì)度分布不均勻以及爐子溫度的不均勻(yún),燒結(jié)體還會發生變形,因此通過燒結,燒(shāo)結產品的尺寸和形狀會發生變化。這(zhè)就需要(yào)嚴格的控製燒結條件,才能保證(zhèng)燒結產品的尺寸和形(xíng)狀精度要求。
2. 密度的要求。在燒結中,由於發生了粉末顆(kē)粒之間的燒結,以及燒結產品的收縮或(huò)膨脹,因此(cǐ)燒結產品的密度、孔隙度和空隙連同(tóng)形狀發生變化。相對密度和孔(kǒng)隙度表征粉末冶金零(líng)件(jiàn)密度(dù)的高低。作為(wéi)自潤滑(huá)的粉末冶金含油軸承還有連通空(kōng)隙的要求。
3. 組織機構的要求。粉末冶(yě)金零件與其他材料一樣(yàng),在其(qí)內在性能取決(jué)於組織結構,表征粉末零(líng)件的組織結構因子的有:晶粒度、相結構、相的分布、合(hé)金(jīn)成分的分布以及孔隙度、孔隙大小和孔隙形狀(zhuàng)。粉末冶金零件組織結構的形(xíng)成和變化主要(yào)發生在燒結過程中。
4. 力學性能和物理(lǐ)性能的要(yào)求。最終的燒結零件要達到所(suǒ)需(xū)要的力學性能(néng)和物理性能。力學性能包括強度(dù)、硬度、伸長率和(hé)衝擊韌性等;物理性(xìng)能包括密度、導電性、導熱性和磁性等。
粉末冶金零件的燒結(jié)分為,固相燒結和液相燒結。固相(xiàng)燒結(jié)簡單說是粉末冶金顆粒之間冶金結合的燒結,液相燒結(jié)是粉末冶金中某些分子顆粒(lì)在高於熔點溫度產生液態的燒結。粉(fěn)末冶金壓坯零件的(de)燒結過程(chéng)可以分為,預燒結潤滑脂脫除-高溫燒結-冷卻。




