材料與制程因素對(duì)燒結(jié)重合金機(jī)械性質(zhì)影響之研究(編輯修改稿)
2025-07-25 10:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5:5)時(shí)，伸長(zhǎng)率達(dá)到最大值；至於鐵含量再增多時(shí)，伸長(zhǎng)率反而減小。表中的數(shù)據(jù)顯示在抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率兩項(xiàng)數(shù)值中，加以考慮和取捨，折衷而值得選用的液相成份比例應(yīng)該是Ni:Fe=5:5。 表二 液相成份對(duì)燒結(jié)重合金物理與機(jī)械性質(zhì)的影響液相成份 % 密 度硬 度抗拉強(qiáng)度伸 長(zhǎng) 率NiFeCu g/cm3 HRC kg/mm2 %6 4 25 73 17 26 6 4 17 5 5 17 26 4 6 17 3 7 17 26 成形壓力對(duì)壓胚密度、燒結(jié)密度、徑向、軸向與體積收縮率的影響 為提高燒結(jié)重合金的密度值，本節(jié)實(shí)驗(yàn)採(cǎi)取之鎢含量為97%，%。97%之鎢含量為重合金的最大容許值；因?yàn)?，鎳鐵液相的含量若是低於體積百分比的5%，在燒結(jié)時(shí)，液相物質(zhì)將難以均勻且完全地分佈於鎢粉顆粒之間以形成液相薄層。燒結(jié)體內(nèi)的孔洞將無(wú)法借助於液相物質(zhì)而排除至體外，不充足的液相量亦不易發(fā)揮固相粉粒重新排列和溶解與析出等緻密化機(jī)制，燒結(jié)重合金很難獲得高密度值。 圖1為成形壓力對(duì)鎢鎳鐵壓粉體之壓胚密度與燒結(jié)密度(1450oC, 30min.)的影響。壓胚密度隨成形壓力之提高而顯著地增加；但是，燒結(jié)密度受成形壓力之影響並不顯著。，燒結(jié)密度僅小幅地增大。，密度增加量即頗為微小而達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。一般固相燒結(jié)材料的燒結(jié)密度與強(qiáng)度係隨成形密度(壓力)之增加而提高，因?yàn)槌尚螇毫τ?，粉粒體之塑性變形量與因之而形成的接觸面積也愈大。燒結(jié)時(shí)，依原子擴(kuò)散作用而在接觸區(qū)域所形成的頸部面積也愈迅速增大；燒結(jié)件的密度與機(jī)械性質(zhì)因而得以大幅地增進(jìn)。因此，在生產(chǎn)燒結(jié)機(jī)械零件的粉末成形過(guò)程中，於壓機(jī)出力與模具磨損之容許範(fàn)圍內(nèi)，可以?xún)嵙刻岣叱尚螇毫?；俾以提高燒結(jié)密度，獲得較佳的機(jī)械性質(zhì)與尺寸精度。高密度壓粉件於燒結(jié)時(shí)的尺寸變化量較小。 液相燒結(jié)材料的狀況則頗為不同；在液相含量充足的情況下，燒結(jié)初期的緻密化機(jī)構(gòu)為固相粉粒重新排列。成形密度較低的壓粉件，其固相粉粒的堆置較為鬆散。燒結(jié)時(shí)所形成的液相物質(zhì)能夠輕易地挪動(dòng)這些固相粉粒，使其重新排列以作更為緊密的堆置以降低整個(gè)系統(tǒng)的自由能。系統(tǒng)的初期密度較容易因此項(xiàng)機(jī)制的產(chǎn)生作用而提高；然而，成形密度若是太低、壓粉體內(nèi)部的孔洞太多或者過(guò)大，則將不利於被液相傳送和排除至體外。 圖1 粉末壓胚體之成形密度與燒結(jié)密度隨成形壓力變化的圖形圖2燒結(jié)合金之徑向、軸向與體積收縮率隨成形壓力變化的圖形 圖2為鎢鎳鐵壓粉體於1450oC燒結(jié)30分鐘後之徑向、軸向與體積收縮率隨成形壓力變化的情形。圖中可看到直徑方向的收縮率大於軸向值，呈現(xiàn)不等向的收縮狀況。此種狀況之產(chǎn)生可能跟試片短圓柱形內(nèi)部的密度分佈均勻度有關(guān)；因?yàn)樵嚻暮穸葍H有6mm，所以軸向(加壓方向)的密度較高和較均勻，因而收縮量較小。橫向(直徑方向)方面可能在成形時(shí)受到粉末移動(dòng)、而與模具內(nèi)模面產(chǎn)生之摩檫作用的影響，引生由中心至邊緣的密度梯度，因而於燒結(jié)後產(chǎn)生較大的收縮量。 體積收縮率隨成形壓力的增加而大幅度地減小，其跟燒結(jié)密度間並無(wú)明顯的關(guān)係存在；但與成形密度則有對(duì)應(yīng)關(guān)係。數(shù)值達(dá)到35%～50%之體積收縮率為液相燒結(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)之一，也是燒結(jié)件獲得近於理論密度值必然產(chǎn)生的現(xiàn)象。如此高的體積收縮率將使得燒結(jié)成品不易於維持其形狀與尺寸精度於預(yù)定的公差範(fàn)圍內(nèi)，只能依靠後切削加工修正之。 圖1與圖2顯示成形密度愈
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