治金行業(yè)管理粉末知識分析(ppt68頁)(參考版)
2025-01-09 21:35本頁面
【正文】 作業(yè)： 闡述發(fā)生在燒結過程中的一些主要現(xiàn)象。 ，使的其在熱處理冷卻時產(chǎn)生熱應力和組織應力，而引起制品尺寸等變形現(xiàn)象。 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，一般要用保護氣氛或固體填料。 粉末冶金制品中的孔隙，可以使加熱介質及冷卻介質進入，并同孔隙表面發(fā)生作用。如切削刃鈍，將造成過大的摩擦和表面撕裂、切削面毛糙。 對粉末冶金制品的切削，建議最好采用硬質合金刀具。 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。 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。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。 主要為提高制品密度，以提高強度的工藝叫復壓。 精整和復壓 精整：燒結后的粉末冶金制品，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。 另外，真空燒結含碳材料時也會發(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，或者調節(jié)真空泵的抽空量。 真空燒結 但是，真空下的液相燒結，粘結金屬易揮發(fā)損失。它主要用于活性和難熔金屬Be、 Th、 Zr、 Ta、 Nb等金屬以及硬質合金，磁性材料與不銹鋼等的燒結。 真空燒結 真空燒結實際上是低壓 (減壓 )燒結，真空愈高，愈接近中性氣氛，愈與材料不發(fā)生任何化學反應。 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，當未飽和水蒸氣變成飽和水蒸氣時，有極細的露珠出現(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。對露點可以通過調節(jié)空氣與甲烷的混合比例來控制。 吸熱型與放熱型氣氛 氣 體 標 準 成 分 應 用 舉 例 吸 熱 型 40%H2， 20%CO， 1%CH4，39%N2 FeC， FeCu等高強度零件爆炸性極法 放 熱 型 80%H2， 6%CO， 6%CO2，8%N2 純鐵、 FeCu燒結零件，有爆炸性 吸熱型與放熱型氣氛 吸熱型氣體具有強的還原性。 對用空氣轉化而且 空氣與煤氣的比例較高 (空氣與甲烷按 ～ 10的比例混合 )時，轉化過程中反應放出的熱量足夠維持轉化器的反應溫度，轉化效率較高，這樣得到的混合氣體稱 放熱型氣體 。 吸熱型與放熱型氣氛 碳氫化物 (甲烷、丙烷等 )是天然氣的最主要成分，也是焦爐煤氣、石油氣的組成成分。 當用純氫時，其還原平衡反應為： Me+H2→ Me+H2O， 平衡常數(shù)： 當采用 CO時，其還原平衡反應為： MeO+CO→ Me+CO2， 平衡常數(shù) : 在指定的燒結溫度下，上述兩個反應的平衡常數(shù)都為定值，即有一定的分壓比。 還原性氣氛 燒結時最常采用含有 H CO成分的還原性或保護性氣體，它們對大多數(shù)金屬在高溫下均有還原性。 CO2或水蒸氣對銅合金的燒結也屬于中性氣氛； (4)滲碳氣氛： CO、 CH4以及其它碳氫化合物氣體對于燒結鐵或低碳鋼是滲透性的； (5)氮化氣氛：用于燒結不銹鋼及其它含鉻鋼的 N2和 NH3。 氣氛的作用和分類 燒結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。 ? （ 3）趨近終極密度階段 受擴散控制的蠕變?yōu)橹饕獧C構，此時的晶粒長大使致密化速度大大降低，達到終極密度后，致密化過程結束。此時的致密化速度較高，主要取決于粉末的粒度、顆粒形狀和材料的斷裂強度與屈服強度。因為晶?？焖匍L大，會使孔隙在致密化過程的早期就成為粗大的晶內(nèi)孔隙，因而停止了這些孔隙的收縮。壓坯密度一般隨熱壓溫度的升高而連續(xù)增大。為了使最終制品中的孔隙度小，原始粉末粒度應該要小些。 影響熱壓的因素 ? 熱壓效果受時間、粉末粒度、熱壓溫度等因素的影響。這些材料的熔點很高，在高溫下會分解或形成其它化合物，因此用熔煉的方法不易制取。因此，熱壓就是把壓制成形和燒結同時進行的一種工藝方法。全致密工藝是將壓力和溫度同時并用，以達到消除孔隙的目的。在這種類形的混合相燒結中，主要的作用是體積擴散過程。然而，鎳作為在鐵粉表面的涂層元素可以有助于燒結。 另外，鎳對鐵的奧氏體起相穩(wěn)定化作用。通常，燒結體的致密程度是隨燒結溫度下鐵素體穩(wěn)定化的程度提高而增加的。例如，鉬、磷和硅可以穩(wěn)定上述鐵素體。 例如，鐵在 910℃ 時，體心立方相的鐵素體比面心立方相的奧氏體體積擴散能力要高 330倍。此時，預加負荷很小，達到一定溫度后控制輸入的電功率并增大壓力，直至完全致密化。由于高頻電流通過粉末形成的機械脈沖波的作用，致密化過程在極短時間內(nèi)即可完成。加熱粉末是靠火花放電產(chǎn)生的熱和通過粉末與模具的電流。 電火花燒結 概念：也叫電活化壓力燒結，利用粉末間火花放電所產(chǎn)生的高溫，并且同時受外應力作用的一種特殊燒結方法。為了盡可能的把燒結體孔隙中的鹵化物清洗掉，在燒結終了時，還必須通入強烈的氫氣流。當鹵化物的含量過高時。 燒結氣氛中加入氯化氫的方法有：①在燒結爐中直接通入氯化氫；②在燒結填料中加入氯化銨，當氯化銨分解時就生成氯化氫。其結果是有助于擴散、粘性流動等物質遷移過程的進行，強化了燒結過程，使收縮大大提高。 添加合金元素的活化機理：大多認為體積擴散是主要的。 (2)添加少量合金元素 少量合金元素的加入可以促使燒結體的收縮，進而改善燒結體的性能。 采用濕氫可有效的降低鉬的燒結溫度。 (1)預氧化燒結 預氧化還原反應：在燒結過程中，還原一定量的氧化物對金屬的燒結具有良好的作用。 活化燒結 電火花燒結 相穩(wěn)定化 活化燒結 活化燒結：利用化學或物理的措施，使燒結溫度降低，燒結過程加快，或使燒結體密度和其它性能得到提高的方法。 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改善
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