BuB粉末冶金烧结工艺-powder metallurgical sintering process

  fenmo yejin shaojie gongyi 粉末冶金烧结工艺(powder metallurgieal sintering Process)将粉末或粉末压坯经过加热 而得到强化和致密化制品的方法和技术。烧结是粉末 冶金过程中最重要的工序。在烧结过程中，由于温度的 变化粉末坯块顺粒之间发生粘结等物理化学变化，从 而增加了烧结制品的电阻率、强度、硬度和密度，减小 了孔隙度并使晶粒结构致密化。 根据致密化机理或烧结工艺条件的不同，烧结可 分为液相烧结、固相烧结、活化烧结、反应烧结、瞬时 液相烧结、超固相烧结、松装烧结、电阻烧结、电火花 烧结、微波烧结和熔浸等。 为了控制周围环境对烧结制品的影响并调整烧结 制品成分，在烧结中使用以下几类不同功能的烧结气氛:

(1)氧化性气氛，包括纯氧、空气、水蒸气等，用 于贵金属的烧结，氧化物弥散强化材料和某些含氧化 物质点电接触材料的内氧化烧结以及预氧化活化烧结;

(2)还原性气氛，包括氢、分解氨、煤气、转换天 然气等，用于烧结时还原被氧化的金属及保护金属不 被氧化，广泛用于铜、铁、钨、钥等合金制品的烧结中;

(3)惰性或中性气氛，包括氮、氢、氦及真空等;

(4) 渗碳气氛，即CO，CH;及其他碳氢化合物的气体，对于铁及低碳钢具有渗碳作用;

(5)渗氮气氛，即NH3 以及对于某些合金系而言的NZ。对于不同合金，上述 分类可以有变化。在烧结过程中，在不同阶段可能采用不同的气氛。 烧结制度包括升温、高温烧结、冷却等几个部分。在烧结时，根据需要，可以采用快速升温，也可以采用 慢速升温;可以直接升温到最高烧结温度，也可以分阶 段逐步升温，如在需预烧或脱除成形剂和润滑剂时的 情况，烧结温度和保温时间由金属特性和制品尺寸决定。冷却也有慢冷、快冷和淬火等几种情况。

 在烧结过程中，粉末体发生以下一系列变化:表面 吸附的水分或气体挥发或分解;应力松弛;发生回复和 再结晶;原子在颗粒表面、晶界或晶内扩散，使颗粒间 的结合由机械结合逐步转变为冶金结合，化学组分均 匀化;在有液相存在时，发生颗粒重排，固相物质的溶 解和析出，液相网络提供一物质输运的快速通道。在这 些过程的综合作用下，能获得满足一定物理、化学和几 何特性要求的材料或零件。

 烧结过程受许多因素影响，它们可分为3类。

第1 类与材料的温度特性有关，包括自由表面能、界面能和 体积自由能，以及点阵、晶界、表面扩散系数等。

第2 类为粉体特性，包括有效接触面积、表面活性、体积活 性、接触面取向等。第3类为外部因素，包括烧结气氮、 烧结温度、烧结保温时间、升温及降温速度、颗粒表面 层附层状态等。 常用的烧结设备有箱式炉、管式炉、马弗炉、碳管 炉、感应炉、推舟炉、带式炉、辊式炉、反射炉等，分 间断式、半连续、连续式等几类。采用的加热方式有包 阻加热，以镍铬合金、铁铬铝合金、钨、铂、碳化硅、 硅化铂等作为发热元件。还可以用碳管来通电发热，有 时也利用坯块本身的电阻。感应加热的应用也很普遍。 除电能外，天然气、燃油、煤亦可作为加热能源。根居 对温度、升降温速度、气氛、生产的连续与否等要求， 选禅烧结炉及加热。