【正文】 隨爐冷卻階段，考慮到氣體的余量，可以適當(dāng)減少流量，減小到 6L/min，直到最后冷到室溫。 保溫 3h 隨爐冷卻 22 具體的氬氣流量確定如圖 75： 圖 75 Ａｒ氣流量時(shí)間曲線 表 71 燒結(jié)過程相關(guān)數(shù)據(jù)一覽表 時(shí)間（ min） 溫度（ 0C） 保溫時(shí)間（ min） Ar流量（ L/min） 備注 0 15 5 4 室溫排出馬弗爐 內(nèi)的空氣 5 15 15 150 15 5 5— 15min 的升溫階段 Ar的流量為 5 30 150 45 350 45 6 30— 45min 的升溫階段 Ar的流量還為 5 90 350 105 500 60 165 500 182 780 180 165— 182min的升溫階段 Ar的流量為 362 780 562 200 6 362— 562min的冷卻階段 Ar的流量都為 6 制品燒結(jié)之后出現(xiàn)了三方面 的缺陷，氧化皮過厚，翹曲和內(nèi)部孔隙。 由于爐內(nèi)的高溫作用，在爐腔密封狀況不好情況下，即使通入保護(hù)氣體，金屬成分也可能被氧化。另外，在最后的隨爐冷卻過程中，由于沒有記錄保護(hù)氣體的最終耗盡時(shí)間，很可能在爐溫較高的情況下氬氣已經(jīng)用完，這也是造成氧化的一個(gè)潛在原因。 23 在壓制過程中采用的是單向壓制，壓坯密度不均勻，燒結(jié)時(shí)膨脹率不同是造成翹曲的主要原因；另外，在加熱時(shí)爐腔內(nèi)溫度分布不均勻也是翹曲的原因之一。 內(nèi)部孔隙的形成一是由于壓制時(shí)壓力不夠，二是在燒結(jié)過程中，保溫時(shí)間不夠充分，金屬原子擴(kuò)散沒有完全進(jìn)行完，導(dǎo)致致密化 不充分。 馬弗爐（如圖 76）：型號１０－１３，最高燒結(jié)溫度 1300℃ 圖 76 馬弗爐 八、制品的后處理和性能測定 制品的后處理 燒結(jié)后的處理，可以根據(jù)產(chǎn)品要求的不同，采取多種方式。如精整、浸油、機(jī)加工、熱處理及電鍍。此外，近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工，取得較理想的效果。對于一些要求較高的粉末冶金制品，燒結(jié)后還需要進(jìn)行其他處理與加工，以滿足要求。 1)滲透 (又叫熔滲 )：把低熔點(diǎn)金屬或合金滲人到多孔燒結(jié)制品的孔隙中去的方法稱為熔 滲。通過滲透獲得致密制品。此法也可用于燒結(jié)體的補(bǔ)充處理。當(dāng)金屬組元液態(tài)互不相溶時(shí)，采用滲透法通過毛細(xì)管作用也可形成合金。滲透法獲得的制品密度高，組織均勻細(xì)致，制品的強(qiáng)度一般、塑性與抗沖擊能力都有較大幅度增加，但此過程費(fèi)用較貴，過程時(shí)間長。 2)復(fù)壓 ：將燒結(jié)后的粉末壓制件再放到壓形模中壓一次，叫做復(fù)壓。復(fù)壓可起一定的校形作用。 3)粉末金屬鍛造：以金屬粉末為原料，先用粉末冶金法制成具有一定形狀和尺寸的預(yù)成形坯，然后將預(yù)成形坯加熱后置于鍛模中鍛成所需零件的方法。 24 4)精壓：對于某些制品，為了嚴(yán)格保 證其尺寸精度，及進(jìn)一步提高密度，常在燒結(jié)后進(jìn)行鍛造或沖壓整形的工序。 5)其他后續(xù)處理 粉末冶金制品有一些后續(xù)工序，如含油軸承的浸油處理，以及機(jī)械加工、噴砂處理，有時(shí)還須進(jìn)行一些必要的熱處理等。 根據(jù)技術(shù)要求，生產(chǎn)粉末金屬零件可選擇下述過程： ①壓制 +燒結(jié)；②壓制 +燒結(jié) +復(fù)壓； ③壓制 +預(yù)燒結(jié) +精壓 +燒結(jié)； ④壓制 +預(yù)燒結(jié) +精壓 +燒結(jié) +復(fù)壓。 通常情況下：①類過程的應(yīng)用約占 80％；但②類過程的應(yīng)用也不少。而較復(fù)雜的③類和④類過程僅用于某些特殊零件。近年來，由于可壓實(shí)性粉末材料及高耐磨 模具材料的開發(fā)，經(jīng)一次壓制就可獲得較高強(qiáng)度零件。 由于時(shí)間和設(shè)備等因素的限制，我們在燒結(jié)后 ,并沒有做其他的處理。但是 ,燒結(jié)后的制品表面被氧化，顏色有點(diǎn)發(fā)黑。為了讓它的外表達(dá)到我們的要求 ,呈紅褐色 ,我們把一定濃度的稀鹽酸倒入一個(gè)干凈的方形搪瓷盤中 ,再用刷子刷洗制品表面，使黑色的氧化層反應(yīng)溶解，露出以銅為主的顏色。接著我們又用砂紙對制品進(jìn)行了打磨，讓它恢復(fù)了原有的色彩。 我們所得制品的特征 制品的表面無開裂，有一層氧化皮。正面文字清晰，圖案稍微有些模糊，背面完整，整 體力學(xué)性能較好，部分制品有翹曲。 后處理前 后處理后 制品缺陷分析 制品的氧化 25 實(shí)驗(yàn)所用為惰性氣體保護(hù)，但由于馬弗爐爐膛破裂，導(dǎo)致密封性變差，不能完全排除空氣，空氣中的氧氣與制品反應(yīng)。 制品的變形 （ 1）制品在機(jī)械合金化的過程中粉末混合不均勻，在燒結(jié)過程中制品的各個(gè)部位內(nèi)應(yīng)力不同造成變形。 （ 2）制品在壓制過程中沒用嚴(yán)格按照壓制曲線操作，在壓制過程中制品局部不均勻，在燒結(jié)過程中制品 的各個(gè)部位內(nèi)應(yīng)力不同造成變形。 制品表面部分脫落 （ 1）制品在機(jī)械合金化的過程中粉末混合不均勻，在燒結(jié)過程中制品的各個(gè) 部位內(nèi)應(yīng)力不同造成脫落。 （ 2）制品在壓制過程中可能沒有嚴(yán)格按照壓制曲線操作，在壓制過程中制品局部不均勻，在燒結(jié)過程中制品的各個(gè)部位內(nèi)應(yīng)力不同造成脫落。 （ 3）制品表面由于氧化與里面化學(xué)成分不同，而發(fā)生脫落。 我們測定了制品的洛氏硬度，采用的設(shè)備為洛氏硬度計(jì)。 產(chǎn)品名稱 :手動(dòng)洛氏硬度計(jì)（如圖 81） 產(chǎn)品型號 :HR150A 適用范圍：淬火鋼，調(diào)質(zhì)、退火 鋼，冷硬鑄件，可鍛鑄件，鋁合金，銅，軸承鋼等。 洛氏硬度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是： 機(jī)械手動(dòng)測試過程，無需電氣控制，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性； 因洛氏硬度計(jì)有硬質(zhì)、軟質(zhì)兩種壓頭，故適于各種不同硬質(zhì)材料的檢驗(yàn)，不存在壓頭變形問題 。 壓痕小，對工件表面損傷小 。 操作迅速，立即得出數(shù)據(jù)，生產(chǎn)效率高，適用于大量生產(chǎn)中的成品檢驗(yàn)。 曲面測量穩(wěn)定可靠 洛氏硬度計(jì)缺點(diǎn)是：用不同硬度級測得的硬度值無法統(tǒng)一起來，無法進(jìn)行比較。 26 圖 81 手動(dòng)洛氏硬度計(jì) 操作步驟為： 1） 實(shí)驗(yàn)時(shí)將試樣放在工作臺上，按順時(shí)針方向轉(zhuǎn) 動(dòng)手輪，使工作臺上升至試樣與壓頭接觸（注意：靠近壓頭時(shí)應(yīng)緩慢上升工作臺，不得沖擊壓頭）； 2） 繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，帶動(dòng)指示器表盤的指針轉(zhuǎn)動(dòng)，小指針從黑點(diǎn)對準(zhǔn)紅點(diǎn)后停止轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，隨后轉(zhuǎn)動(dòng)指示器表盤使大針對準(zhǔn)“ 0”； 3） 向前搬動(dòng)加卸試驗(yàn)力手柄，加載荷，停留 57 秒； 4） 扳回搬動(dòng)加卸試驗(yàn)力手柄，卸載，這時(shí)指示器指針?biāo)甘镜淖x數(shù)即為所求的硬度值。 方塊制品洛氏硬度的測定 單位： HRC 邊緣的洛氏硬度分別為： 、 、 、 平均值為： 中間的洛氏硬度分別為： 、 、 、 平均值為： 由上述數(shù)據(jù)可得：制品邊緣硬度高于中間硬度。 27 九、小結(jié) 在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中，我翻閱了大量許多相關(guān)的書籍，在網(wǎng)上查找了有關(guān)資料，結(jié)合實(shí)際操作，使我對整個(gè)粉末冶金過程有了較為詳細(xì)的了解，特別是對燒結(jié)過程有了一個(gè)全面而充分的掌握，對其工藝流程的每個(gè)環(huán)節(jié)都有了充分的。對課本所學(xué)的知識有了很好的消化和吸收，起到了進(jìn)一步的鞏固和完善。這對我來說是一次學(xué)習(xí)和思想上的提高。我很珍惜這樣的學(xué)習(xí)機(jī)會，希望在以后的學(xué)習(xí)過程中，能夠更上一層樓。 在整個(gè)過程中，我感到 自己受益匪淺，首先是這次課程設(shè)計(jì)是我們所學(xué)課本知識的充分體現(xiàn)，整個(gè)工藝設(shè)計(jì)過程，在課程中，老師都有詳細(xì)而生動(dòng)的講解。我們依據(jù)課本而不照搬課本，將課本所學(xué)知識和現(xiàn)有的生產(chǎn)條件相結(jié)合，制定出適合我們的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備。這是實(shí)踐與理論的結(jié)合，是我們學(xué)習(xí)過程中最行之有效的方法。其次，此次設(shè)計(jì)還使我們鍛煉了獨(dú)立思考和分析問題，解決問題的能力，同時(shí)也使我們懂得合理分工和相互協(xié)作的重要性。 本次的課程設(shè)計(jì)所得的制品基本上達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。 最后，感謝我們的指導(dǎo)老師，在百忙之中，給與我們悉心的指導(dǎo)和大力的支持，并提出了很多 非常有價(jià)值的建設(shè)性意見 ,使我們學(xué)到了很多知識，同時(shí)，增長了社會閱歷，這些對將來的發(fā)展都是相當(dāng)有價(jià)值的。另外還要感謝實(shí)驗(yàn)室的老師，沒有他們的指導(dǎo)，就不可能取得這樣的成績。 28 十、參 考 文 獻(xiàn) [1] 粉末冶金學(xué) 王盤鑫 北京 :冶金工業(yè)出 1997 年 5月第 1 版 [2] 液相燒結(jié)粉末冶金材料 郭庚辰 化學(xué)工業(yè)出版社 2021 年 1 月第 1版 [3] 粉末冶金基礎(chǔ)理論與新技術(shù) 黃培云 中南大學(xué)出版社 [4] 金屬材料學(xué) 戴起勛 程曉農(nóng) 化學(xué)工業(yè)出版社 2021 年 8月第 1版 [5] 無機(jī)非金屬材料工學(xué) 林宗壽 武漢理工大學(xué)出版社 2021 年 8月第 3 版 [6] 粉末冶金基礎(chǔ)教程 韓鳳麟 華南理工大學(xué)出版社 2021 年 7 月第一版 [7] 粉末冶金機(jī)械零件實(shí)用技術(shù) . 周作平，申小平 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [8] 現(xiàn)代粉末冶金技術(shù) . 陳振華主編北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [9]范才河：密化噴射沉積 5A06 鋁合金楔壓致工藝的研究 [D]。湖南大學(xué) 。 2021年 [10]詹智?。悍勰┮苯鸱ㄖ苽?Al_2O_3/Cu 復(fù)合材料及其變形組織與性能的研究 [D]。西安理工大學(xué) 。 2021 年 [11]李 健：鉬粉末溫壓成形過程的有限元數(shù)值模擬研究 [D]。西北工業(yè)大學(xué) 。 2021 年 [12]付國新：機(jī)械球磨 TiAl 復(fù)合粉末及制坯工藝的研究 [D]。哈爾濱工業(yè)大學(xué) 。 2021 年