【正文】 燒結(jié)具備上述優(yōu)點(diǎn)，以致產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，使用壽命延長。 三、真空的一般知識 真空與真空度真空：低于大氣壓的低壓氣體特定空間。真空度：特定低壓空間氣體稀薄程度。 真空的獲得：根據(jù)物理學(xué)的氣體分子運(yùn)動論：密閉容器中氣體作用在器壁上的壓強(qiáng)決定于單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均平動能。P=2/3nm/2V2，這樣，減少容器中氣體的分子數(shù)以增大氣體分子的平均自由路程就能獲得真空。 真空的測量測量真空的方法采用真空計(jì)。真空燒結(jié)采用的真空計(jì)有：真空壓力表、麥克勞真空計(jì)、熱電偶真空計(jì)和電離真空計(jì)。真空的表示方法和真空區(qū)域的劃分真空狀態(tài)下氣體的稀薄程度往往用氣體的壓強(qiáng)表示。1Pa=1N/m2。1巴=105 Pa=，1乇= Pa。國內(nèi)通常根據(jù)低氣壓的不同范圍，把真空劃分為如下五個(gè)區(qū)域：粗真空：760—10乇，低真空10—103乇，高真空103—108乇，超高真空108—1012乇，極高真空＜1012乇。在工業(yè)實(shí)際使用中，一般把真空劃分為三個(gè)區(qū)域：低真空10—102乇、中真空102—104乇、高真空105—107乇根據(jù)上述劃分，硬質(zhì)合金真空燒結(jié)通常屬于低真空范圍。—，有時(shí)為了排氣完全，在固相燒結(jié)末期也采用高真空。 167。2 真空燒結(jié)工藝的基本過程 一、真空燒結(jié)過程劃分為三個(gè)階段： 第一階段為脫蠟（膠）預(yù)燒階段（室溫—800℃） 主要作用排除石蠟（橡膠）、吸附水及吸附氣體。（＜550℃）表面低價(jià)氧化物被還原（550600℃），Co2O3+C→Co+CO（300℃開始） WO3+C→W+CO（400℃開始） 脫氣階段（1050—1200℃） 難熔金屬氧化物被還原、碳化MeO+C→Me+CO MeO+C→MeC+CO 燒結(jié)階段：粘結(jié)金屬Co的蒸發(fā) 主要作用是完成致密化、再結(jié)晶、晶粒長大過程，實(shí)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整。 真空燒結(jié)的實(shí)質(zhì)是在一氧化碳和鈷蒸汽的低壓氣氛中進(jìn)行的燒結(jié)過程。 冷卻階段二、真空燒結(jié)過程中的溫度和真空度變化曲線 167。 一、真空度：其大小直接影響合金的脫氣程度碳量變化和鈷損失。 脫氧 MeO+C→Me+CO（1） 溫度越高，碳活化程度高，脫氧徹底；（2） 真空度高，反應(yīng)進(jìn)行越徹底。脫氣溫度控制在固相燒結(jié)較高階段1050—1200℃，—1小時(shí)。鈷蒸發(fā)損失：與溫度、真空度、燒結(jié)時(shí)間有關(guān)。燒結(jié)溫度和時(shí)間一定，真空度高，鈷蒸發(fā)損失大；燒結(jié)溫度高和時(shí)間長，鈷蒸發(fā)損失大。碳量變化及調(diào)整真空度越高，碳損失大；氧含量越高（碳氧反應(yīng)以及金屬氧化物被碳還原和碳化），脫碳越嚴(yán)重。—%，%%以上；—%二、燒結(jié)溫度由于真空燒結(jié)可使液相提早出現(xiàn)真空能改善液相對碳化鎢的潤濕性以及真空下燒結(jié)體孔隙中的氣體被排除，因而促進(jìn)了真空燒結(jié)的致密化過程。這樣，與氫氣燒結(jié)比較真空燒結(jié)的溫度可降低50—100℃.根據(jù)燒結(jié)溫度—矯頑磁力曲線確定燒結(jié)溫度三、升溫速度（脫蠟?zāi)z——預(yù)燒——真空燒結(jié)在同一爐內(nèi)進(jìn)行）370—400℃是殘留石蠟的排除（橡膠排除450—500℃）升溫速度盡量慢一些，避免產(chǎn)品發(fā)生裂紋。脫蠟（膠）后快速升溫1050—1200℃脫氧（溫度越高和真空度越高，脫氧越快）。緩慢升溫?zé)Y(jié)并保溫60—90分鐘四、冷卻速度方式：自然、強(qiáng)制（NAr、—）He：，價(jià)格貴。N2：。 Ar：冷卻性能較差，價(jià)格貴。強(qiáng)制冷卻作用：（1）縮短冷卻時(shí)間和生產(chǎn)周期；（2）達(dá)到晶粒控制，強(qiáng)化粘結(jié)相。出爐：燒結(jié)結(jié)束后，爐溫降至≤80℃，放氣，打開爐門出爐。167。一、 分類：按作業(yè)方式分：間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式。按爐體形式分：臥式、立式。按加熱方式分：感應(yīng)加熱（分中頻爐2500赫茲和高頻爐8000赫茲）和電阻加熱（鉬絲、石墨、碳棒、碳布）二、 真空爐的特點(diǎn) 嚴(yán)格的真空密封在真空爐設(shè)計(jì)中必須遵循一個(gè)基本原則，就是爐體要采用氣密焊接在爐體上盡量少開或者不開孔；少采用或避免采用動密封結(jié)構(gòu)，以盡量減少真空泄漏。安裝在爐體上的附件如水冷電極、熱電偶導(dǎo)出裝置都必須設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)。 加熱與隔熱材料只能在真空狀態(tài)下使用 冷卻裝置 采用低電壓大電流 要求能自動化三、 真空爐的真空系統(tǒng)必須具備的條件 必須能迅速將爐膛抽到所須壓力。一般要求在840分鐘內(nèi)達(dá)到101～102乇的真空度 真空泵抽力適當(dāng)，能排除整個(gè)操作周期放出的氣體。 系統(tǒng)的設(shè)備、儀器應(yīng)便于操作、維修。檢定真空系統(tǒng)的性能主要視系統(tǒng)的真空度、抽氣時(shí)間和漏氣率。四、 真空系統(tǒng)對真空泵的要求 真空泵的結(jié)構(gòu)須適于使用條件。 真空泵的真空度必須滿足工藝條件所需要的真空度。真空燒結(jié)一般101～102乇中進(jìn)行。 所選用的真空泵必須有足夠大的抽氣率，保證能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)把工藝過程中所產(chǎn)生的氣體抽走。 真空泵的連續(xù)工作時(shí)間必須滿足一個(gè)工藝循環(huán)要求。真空燒結(jié)需要連續(xù)工作12小時(shí)。真空泵的主要參數(shù)是：（1）極限壓強(qiáng)（極限真空度）——真空泵可以達(dá)到的最低壓強(qiáng)（或最高真空度）。（2）最大排氣壓強(qiáng)——真空泵排氣口所允許的最大壓強(qiáng)，一般機(jī)械真空泵高于大氣壓，約為900乇。（3） 抽氣速率——真空泵在一定進(jìn)口壓強(qiáng)下單位時(shí)間內(nèi)所抽走的氣體體積。五、 結(jié)構(gòu)： 爐體：爐體外層和內(nèi)層均用不銹鋼制造，爐門爐殼均為雙層水冷夾套結(jié)構(gòu)，爐體內(nèi)徑為1380毫米。 真空系統(tǒng)：由ZJ600羅茨泵和H150滑閥泵組成的真空機(jī)組、電動碟閥、氣動擋板閥、管路及真空規(guī)等組成。 加熱室：加熱室為矩形結(jié)構(gòu)。碳?xì)挚蚣苡刹讳P鋼和鋼網(wǎng)焊制而成。隔熱保溫層由數(shù)層石墨碳?xì)纸M成，并固定在框架上，以石墨管作為加熱元件，并用石墨夾具固定石墨管組成的矩形籠式加熱器。 捕蠟系統(tǒng)：大部分蠟蒸氣在爐體內(nèi)凝結(jié)收集，以免石蠟對真空系統(tǒng)的污染。并對相應(yīng)部位進(jìn)行加溫，防止管道和閥門等堵塞。 水循環(huán)系統(tǒng)： 氣動系統(tǒng)：作用是啟閉各類型氣動閥和轉(zhuǎn)換開關(guān)。由氣動三聯(lián)件、閥及管路組成。用經(jīng)凈化干燥的壓縮空氣作為氣源。 充氣系統(tǒng)：由電磁閥開關(guān)和微調(diào)閥等組成可靠的回填充氣系統(tǒng)和分壓控制系統(tǒng) 儀表、電氣控制系統(tǒng)：主要由加熱控制、真空控制和水循環(huán)控制等系統(tǒng)組成。由磁性調(diào)壓器、鎢錸熱電偶及程序控制器組成溫度檢測控制系統(tǒng)。由真空計(jì)和可編程控制器（PLC）及外部器件組成真空控制系統(tǒng)。四、雙聯(lián)臥式真空燒結(jié)爐性能型號加熱室尺寸mm最高溫度℃極限真空度Pa工作真空Pa壓力泄漏率Pa/h爐溫均勻性℃功率KW加熱元件mmGCA500914610460160010＜177。5240石墨管GCA30091430546016003＜177。5240六、 操作操作緊急情況處理： 常見故障產(chǎn)生的原因及處理167。4真空密封一、 真空密封 主要有以下幾種類型： 真空橡皮墊圈密封。它是一種接頭密封。爐蓋和凸緣之間的密封要求不高時(shí)一般采用此方法。 金屬密封。金屬墊密封也只能是接頭式密封。 威爾遜密封。這種密封用于零件須前后移動或轉(zhuǎn)動之處。 彈性密性墊的套管式或半圓形頂蓋密封。這種密封用于密封真空設(shè)備中的各種引入接頭。二、 真空檢漏檢漏部位：電極、熱電偶、放氣口、擋風(fēng)板、脫蠟管、捕蠟器方法：真空檢漏一般有兩類方法：A、真空檢漏法。它是把被檢件抽真空，并同檢漏器聯(lián)接在一起，在被檢件外進(jìn)行漏孔的檢查。 B、加壓檢漏法。它是在被檢件內(nèi)充入大于一個(gè)大氣壓的氣體或液體，在被檢件外進(jìn)行漏孔的檢查。 第五章20 / 20