治金行業(yè)管理粉末知識分析(ppt68頁)(編輯修改稿)
2025-01-25 21:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 擴散路程，從而增加單位時間內(nèi)擴散原子的數(shù)量。 (4)壓坯密度 ：增加壓制壓力，將使粉末顆粒間接觸面增大，擴散面增大，加快合金化過程，但作用并不顯著。 (5)粉末原料 ：采用一定數(shù)量的預合金粉末或復合粉末，同完全使用混合粉末比較，達到相同的均勻化過程所需時間將縮短。因為這時擴散路程縮短，并可減少要遷移的原子數(shù)量。 (6)雜質(zhì) ： Si、 Mn等雜質(zhì)會阻礙合金化。因為存在于粉末表面或在燒結(jié)過程中形成的 MnO、 SiO2雜質(zhì)阻礙顆粒間的擴散進行。 有限互溶的混合粉末燒結(jié) 有限互溶混合粉末的燒結(jié)合金有鐵 碳、鐵 銅、鎢 鎳、銀 鎳等。這類合金燒結(jié)后得到的是 多相合金 。 在有限互溶系統(tǒng)中， 鐵 石墨系統(tǒng) 廣泛被用來作為減摩材料和結(jié)構(gòu)材料。石墨加入鐵粉中既可作為惰性添加劑，又可做為反應組元。由于石墨夾雜在鐵粉中能起隔離作用，所以燒結(jié)時的收縮就有一些降低。 有限互溶體系的收縮過程，與 合金元素含量有關(guān) ，而且還有與中間金屬物的化合相的形成有關(guān)的反?，F(xiàn)象。 有限互溶的混合粉末燒結(jié) 有限互溶體系的燒結(jié)性能與許多因素有關(guān)：在有限固溶體區(qū)域中，均勻化的完善程度；試樣的孔隙；異相間接觸與同相間接觸的完善程度；未溶組元的形狀和數(shù)量。分析這些因素對燒結(jié)體性能的影響是相當困難的。 異擴散的作用可以促使有限互溶區(qū)內(nèi)濃度的均勻化，這在大多數(shù)情況下是所希望的。收縮過程還與顆粒間的接觸狀態(tài)以及顆粒間接觸區(qū)的變形有關(guān)。接觸區(qū)的變形與單相燒結(jié)的情況一樣，具有擴散的特征。 互不溶解的混合粉末燒結(jié) 系統(tǒng)中組元的熔點相差極大時，常存在組元間互不溶解的情況?；ゲ蝗芙獾幕旌戏勰Y(jié)幾乎包括了用粉末冶金方法制取的一切典型的復合材料，例如金屬 金屬、金屬 非金屬、金屬 氧化物以及金屬 化合物等。 互不溶解的兩種粉末混合后，能否進行燒結(jié)的條件是： γ AB γ A+γ B 式中 γ AB是形成的新界面的自由能； γ A和 γ B分別是組元 A和 B的表面能。 即 AB的表面能必須小于組元 A和 B單獨存在時的表面能之和，組元A與組元 B才能燒結(jié)在一起。否則，雖然在組元 AA或 BB之間可以進行燒結(jié)，但在組元 A與 B之間卻不能燒結(jié)。 互不溶解的混合粉末燒結(jié) 如果在滿足上式的前提下： 若 γAB |γAγB|，則在顆粒 A和 B之間形成燒結(jié)頸，并且顆粒間的接觸表面有一些凸出，凸出的方向朝向表面能低的組元； 若 γAB |γAγB|，則燒結(jié)過程要分兩階段進行。首先是一種組元通過表面擴散來包圍另一種組元，而后就與單相燒結(jié)一樣燒結(jié)。 互不溶解混合粉末的燒結(jié)溫度由粘結(jié)相的熔點決定。如果是固相燒結(jié)，則燒結(jié)溫度不能超過粘結(jié)相的熔點；如果該成分的體積不超過 50%，也可以采用液相燒結(jié)。 互不溶解的混合粉末燒結(jié) 在互不溶解的系統(tǒng)內(nèi)，不同成分顆粒之間的結(jié)合界面，對材料的燒結(jié)性以及燒結(jié)體的強度影響很大。固相燒結(jié)時，顆粒表面上微量的其他物質(zhì)生成的液相，或添加少量元素加速顆粒表面原子的擴散，以及表面氧化膜對異類粉末的反應等都可能提高原子的活性，加速燒結(jié)過程。例如：鉻 氧化鋁材料，氧化鉻的化學吸附能使鉻顆粒表面生成一層氧化鉻，而氧化鉻與氧化鋁有著相同的晶型，因此大大地降低了相界面能。鉻 氧化鋁的燒結(jié)是在添加氧的氣氛中進行的。同時，還可利用添加氧化鉻來提高燒結(jié)時的收縮。 液相燒結(jié) 和熔浸 在液相燒結(jié)中，液相的出現(xiàn)可以提供快速的物質(zhì)遷移，因此可以加速燒結(jié)。 液相必須圍繞固相形成薄膜，所以， ? 首先液相必須對固相有 潤濕性 ； ? 其次固相必須在液相中有 一定的溶解度 ，且溶解在液相中的固相原子應有較 高的遷移速度 ，足以保證快速的燒結(jié)； ? 再次液相薄膜的形成應該 有利于表面張力的活動 ，以增加燒結(jié)過程的致密化和孔隙的消失。 銅 鈷，鎢 銅，鎢 鎳 鐵，鎢 銀，銅 錫，鐵 銅，碳化鎢 鈷，銅 磷等 液相燒結(jié)的條件 液相燒結(jié)的基本過程 液相燒結(jié)時的致密化和顆粒長大 熔浸 液相燒結(jié)的條件 (1)潤濕性 (2)溶解度 (3)液相數(shù)量 液相燒結(jié)的基本過程 液相燒結(jié)大致可以分為三個不十分明顯的階段。實際上，任何一個系統(tǒng)，這三個階段都是相互重疊的。 (1)生成液相和顆粒重新分布階段 (2)溶解和析出階段 (3)固相的粘結(jié)或形成剛性骨架階段 液相燒結(jié)時的致密化和顆粒長大 影響致密化的因素有：液相數(shù)量。液相對固相的潤濕性、各個界面的界面能。固相顆粒大小、固相與液相間的相互溶解度以及壓坯密度等。 在液相燒結(jié)時，固相顆粒長大一般可以通過兩個過程進行： (1) 細小的顆粒溶解在液相中，而后通過液相擴散在粗大顆粒的表面上沉淀析出； (2) 通過顆粒中晶界的移動來進行顆粒的聚集長大以及通過溶解析出的過程來改變粉末顆粒的外形。 熔浸 將粉末壓坯與液體金屬接觸或浸埋在液體金屬內(nèi)，讓坯塊內(nèi)孔隙為金屬液填充，冷卻下來就得到致密材料或零件 ，這種工藝稱為熔浸或熔滲 。 熔浸過程依靠金屬液潤濕粉末多孔體，在毛細管力作用下，沿著顆粒間孔隙或顆粒內(nèi)孔隙流動，直到完全充填空襲為止。因此，其本質(zhì)為液相燒結(jié)的一種特殊情形。 熔浸的致密化主要靠易熔成分從外面來填滿壓坯中的空隙，而不是靠壓坯本身的收縮。 熔浸零件基本上不發(fā)生收縮，燒結(jié)時間也短。 熔浸需要具備的基本條件 熔浸主要應用于生產(chǎn)電接觸材料、機械零件以及金屬陶瓷材料和復合材料。 熔浸所必需具備的基本條件： ? (1)骨架材料與熔浸金屬的熔點相差較大，不致造成零件變形； ? (2)熔浸金屬應能很好潤濕骨架材料，即 θ90176。； ? (3)骨架與熔浸金屬之間不發(fā)生互溶或溶解度不大，以避免在熔浸過程中產(chǎn)生新相而致液相消失； ? (4)熔浸金屬的量應以填滿壓坯中的空隙為限度，過多或過少均為不利。 影響熔浸過程的因素 影響熔浸過程的因素： (1)金屬液的表面張力 γ越大，對熔浸越有利； (2)連通孔徑的半徑大對熔浸有利； (3)液體金屬對骨架的潤濕角影響熔浸過程極為顯著； (4)提高熔浸溫度使液體粘度降低，對熔浸有利，但由于同時降低了表面張力 γ，所以溫度不宜選擇太高； (5)用合金替代金屬進行熔浸，有時可以降低熔浸溫度和減少對骨架材料的溶解； (6)在氫氣，特別在真空中熔浸可
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