【正文】 燒結(jié)氣氛按其功用可分成五種基本類型： (1) 氧化氣氛：包括純氧、空氣、水蒸氣?？捎糜谫F金屬的燒結(jié)，氧化物彌散化材料的內(nèi)氧化燒結(jié)、鐵和銅基零件的預(yù)氧化燒結(jié)； (2)還原氣氛：如純氫、分解氨、煤氣、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化氣； (3)惰性或中性氣體：包括活性金屬、高純金屬燒結(jié)用的 N Ar、He以及真空。 CO2或水蒸氣對銅合金的燒結(jié)也屬于中性氣氛； (4)滲碳?xì)夥眨?CO、 CH4以及其它碳?xì)浠衔餁怏w對于燒結(jié)鐵或低碳鋼是滲透性的； (5)氮化氣氛：用于燒結(jié)不銹鋼及其它含鉻鋼的 N2和 NH3。 目前工業(yè)用燒結(jié)氣氛主要有：氫氣、分解氨氣、吸熱或放熱型氣體以及真空。 還原性氣氛 燒結(jié)時最常采用含有 H CO成分的還原性或保護(hù)性氣體，它們對大多數(shù)金屬在高溫下均有還原性。 氣氛的還原能力由金屬的氧化 還原反應(yīng)的熱力學(xué)決定。 當(dāng)用純氫時，其還原平衡反應(yīng)為： Me+H2→ Me+H2O， 平衡常數(shù)： 當(dāng)采用 CO時，其還原平衡反應(yīng)為： MeO+CO→ Me+CO2， 平衡常數(shù) : 在指定的燒結(jié)溫度下，上述兩個反應(yīng)的平衡常數(shù)都為定值，即有一定的分壓比。只有氣氛中分壓比的值低于平衡常數(shù)規(guī)定的臨界分壓比，還原反應(yīng)就能進(jìn)行，高于臨界分壓比，則金屬被氧化。 吸熱型與放熱型氣氛 碳?xì)浠?(甲烷、丙烷等 )是天然氣的最主要成分，也是焦?fàn)t煤氣、石油氣的組成成分。以這些氣體為原料，采用空氣和水蒸氣在高溫下進(jìn)行轉(zhuǎn)化 (實際上為部分燃燒 )，從而得到一種混合氣稱為 轉(zhuǎn)化氣 。 對用空氣轉(zhuǎn)化而且 空氣與煤氣的比例較高 (空氣與甲烷按 ～ 10的比例混合 )時，轉(zhuǎn)化過程中反應(yīng)放出的熱量足夠維持轉(zhuǎn)化器的反應(yīng)溫度，轉(zhuǎn)化效率較高，這樣得到的混合氣體稱 放熱型氣體 。 如果 空氣與煤氣的比例較小 (混合比例為 2～ 4時 )，轉(zhuǎn)化過程的熱量不足以維持反應(yīng)所需的溫度而要從外部加熱轉(zhuǎn)化器，則得到 吸熱型氣體 。 吸熱型與放熱型氣氛 氣 體 標(biāo) 準(zhǔn) 成 分 應(yīng) 用 舉 例 吸 熱 型 40%H2， 20%CO， 1%CH4，39%N2 FeC， FeCu等高強(qiáng)度零件爆炸性極法 放 熱 型 80%H2， 6%CO， 6%CO2，8%N2 純鐵、 FeCu燒結(jié)零件，有爆炸性 吸熱型與放熱型氣氛 吸熱型氣體具有強(qiáng)的還原性。其露點和碳勢都可加以控制。對露點可以通過調(diào)節(jié)空氣與甲烷的混合比例來控制。對碳勢可以通過調(diào)節(jié)其中的 CO2， H2O和 CH4中的任一成分來控制。 所謂 露點 (dew point)：是指氣體中的水份從未飽和水蒸氣變成飽和水蒸氣的溫度，當(dāng)未飽和水蒸氣變成飽和水蒸氣時，有極細(xì)的露珠出現(xiàn)，出現(xiàn)露珠時的溫度叫做“露點”，它表示氣體中的含水量，一般露點越低，表示氣體中的含水量越少，氣體越干躁。 所謂 氣氛的碳勢： 是指氣氛與含碳量一定的燒結(jié)材料在某種溫度下維持平衡 (不滲碳也不脫碳 )時，該材料的含碳量。 真空燒結(jié) 真空燒結(jié)實際上是低壓 (減壓 )燒結(jié)，真空愈高，愈接近中性氣氛，愈與材料不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。真空度通常為 101～ 105毫米汞柱。它主要用于活性和難熔金屬Be、 Th、 Zr、 Ta、 Nb等金屬以及硬質(zhì)合金，磁性材料與不銹鋼等的燒結(jié)。 真空燒結(jié) 真空燒結(jié)的主要優(yōu)點 ： (1)減少氣氛中有害成分 (H2O、 O N2)對產(chǎn)品的臟化； (2)真空是最理想的惰性氣體，當(dāng)不宜用其他還原性或惰性氣體時(如活性金屬的燒結(jié) )，或者對容易出現(xiàn)脫碳、滲碳的材料，均可采用真空燒結(jié)； (3)真空可改善液相燒結(jié)的潤濕性，有利于收縮和改善合金的組織； (4)真空有利于 Si、 Al、 Mg、 Ca等雜質(zhì)或其氧化物的排除，起到提純材料的作用； (5)真空有利于排除吸附氣體 (孔隙中殘留氣體以及反應(yīng)氣體產(chǎn)物 )，對促進(jìn)燒結(jié)后期的收縮作用明顯。 真空燒結(jié) 但是，真空下的液相燒結(jié)，粘結(jié)金屬易揮發(fā)損失。這不僅改變和影響合金的最終成分和組織，而且對燒結(jié)過程本身也起阻礙作用。 另外，真空燒結(jié)含碳材料時也會發(fā)生脫碳，這主要發(fā)生在升溫階段，一般是采用石墨粒填料做保護(hù)，或者調(diào)節(jié)真空泵的抽空量。 真空燒結(jié)和氣體保護(hù)氣氛燒結(jié)的工藝沒有根本區(qū)別，只是燒結(jié)溫度低一些，一般可降低 100～ 150℃ ，這對于提高爐子壽命，降低電能消耗以及減少晶粒長大均是有利的。 精整和復(fù)壓 精整：燒結(jié)后的粉末冶金制品，在模具中再壓一次，以獲得需要的尺寸公差和提高表面光潔度的工藝。 以獲得特定的表面形狀和適當(dāng)改善密度的工藝叫精壓。 主要為提高制品密度，以提高強(qiáng)度的工藝叫復(fù)壓。 精整是使制品表面層產(chǎn)生少許的塑性變形 (伴隨有彈性變形 )來實現(xiàn)的。一般外徑的精整余量為 ～ ，內(nèi)孔的精整余量為 ～ ，長度方向為 ～ 1毫米。精整所需壓力一般為成形壓力的 1/3～ 1/2。 粉末冶金的切削加工 補充切削加工，垂直壓制方向的溝槽、孔等。 粉末冶金制品雖然其硬度、抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能比化學(xué)成分相同的致密金屬低，但是在切削加工時，刀尖經(jīng)常處于斷裂切削狀態(tài)，切屑呈細(xì)碎狀，刀具尖部在切削時，還受到輕微沖擊。 切削粉末冶金制品的切削刀具壽命比切削一般金屬材料時低。因為粉末冶金制品導(dǎo)熱率低，使切削時產(chǎn)生的熱量貯積于切削帶。 對粉末冶金制品的切削，建議最好采用硬質(zhì)合金刀具。而且刀具的切削刃必須鋒利。如切削刃鈍，將造成過大的摩擦和表面撕裂、切削面毛糙。 粉末冶金制品的熱處理 不同孔隙度的粉末冶金制品經(jīng)過熱處理后，其機(jī)械性能是不同的。 粉末冶金制品中的孔隙，可以使加熱介質(zhì)及冷卻介質(zhì)進(jìn)入，并同孔隙表面發(fā)生作用。 孔隙降低燒結(jié)材料的導(dǎo)熱性，因而會降低粉末冶金制品內(nèi)部被加熱和冷卻的速度，影響制品的淬透性。 粉末冶金制品孔隙的存在，在熱處理過程中易發(fā)生氧化和脫碳現(xiàn)象，因此在加熱和加熱后移至淬火液的整個操作中，一般要用保護(hù)氣氛或固體填料。 粉末冶金制品的熱處理 粉末冶金制品中的孔隙，有時會起著缺口的作用，因此，孔隙也可能促使出現(xiàn)淬火裂紋。 ，使的其在熱處理冷卻時產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，而引起制品尺寸等變形現(xiàn)象。 粉末冶金制品的熱處理也是通過固態(tài)下的組織轉(zhuǎn)變來改變性能的。 作業(yè)： 闡述發(fā)生在燒結(jié)過程中的一些主要現(xiàn)象。