粉末冶金零件生產加工中的燒結工(gōng)藝是粉末冶金最基本的工序之(zhī)一(yī),對粉末冶(yě)金零件(jiàn)的物理和力(lì)學性能起著決定性的作用。
燒(shāo)結是一種高溫熱處理,涉及到(dào)燒結爐、燒(shāo)結氣氛、燒結條件的選擇和控製等方麵的(de)知識,因此燒結是一個非常複雜(zá)的過(guò)程。同時,燒結又是能源消耗大、設備投資高、產(chǎn)品質量特性不能充分測定的特殊工序,所(suǒ)以它(tā)是影響粉末冶金零件質量和成本(běn)最重要的環節之一。燒結的工序非常關鍵,必須(xū)嚴格把關,確保燒結零件的質量。因此,操作人員需要(yào)進(jìn)行專門的技能培訓,全麵了(le)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(zuò)用,以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析問題的能力。
粉末冶(yě)金零(líng)件壓(yā)坯(pī)是如何燒結的呢?燒結(jié)是將粉末(mò)或壓(yā)坯在低於(yú)主要組分(fèn)熔點(diǎn)的溫度下進行的熱處理。目的(de)是使粉末顆粒間產生冶金(jīn)結合,即使粉末顆粒之間由機械(xiè)粘合轉變成原子之間的晶界(jiè)結合。
粉(fěn)末冶金零(líng)件壓坯燒(shāo)結的目的,由壓製(zhì)所獲得的壓坯雖然有了機械零(líng)件的外形和尺寸,但(dàn)它的(de)強度非常低,無(wú)法滿足使用(yòng)的要求。未燒結(jié)前(qián),壓坯隻是粉(fěn)末顆粒界麵接(jiē)觸的混合體,而非真正意義(yì)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(cái)料,賦予粉末冶金零(líng)件所需要的力學性能和物理性(xìng)能。鐵(tiě)粉壓坯經過燒結(jié)後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(dào)200MPa,伸長率從(cóng)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(de)尺寸、形狀精度包括表麵粗(cū)糙度要滿足設(shè)計的要求。燒結(jié)會(huì)使燒結體發生收縮或膨脹,並且由於(yú)壓(yā)坯密度(dù)分布不(bú)均勻以及爐子溫度的不均勻(yún),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(zhuàng)會發生變化。這就需要嚴格的控製(zhì)燒結條件,才能保證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(fěn)末顆粒(lì)之間的燒結,以及燒結產品的收縮(suō)或膨脹,因此燒結產品的密度、孔隙度和空隙連(lián)同形狀發生變化。相對密度和孔隙度表征粉末冶金零件密(mì)度的高低。作為自潤(rùn)滑的粉末冶金含油軸承還有連通空隙(xì)的要求。
3. 組織機構的要(yào)求。粉末冶金零件與其他材(cái)料一樣,在其內在性能取(qǔ)決於組織結構,表征粉(fěn)末零件的組織結構因子的有:晶(jīng)粒度、相結構、相的分布、合金成分的分布以及(jí)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(zài)燒(shāo)結過程中(zhōng)。
4. 力(lì)學(xué)性能(néng)和物理性能的要求。最(zuì)終(zhōng)的燒結零件要達到所(suǒ)需要的力學性能和物理性能。力學性能包(bāo)括強度、硬度(dù)、伸長率和衝擊韌性等;物理性能包括密度(dù)、導電性、導熱性和(hé)磁性等。
粉末(mò)冶金零件的燒結分為,固相燒結和液相燒結。固相燒(shāo)結簡單說是粉末冶金顆(kē)粒之(zhī)間冶金(jīn)結合(hé)的(de)燒結,液(yè)相燒結是粉末冶金中某些分子顆粒在高於熔(róng)點溫度產生液態的燒結。粉末(mò)冶(yě)金壓坯零件的燒結過程可以分為,預燒結潤滑(huá)脂(zhī)脫除-高溫燒結-冷卻。




