粉末冶金零件生產(chǎn)加工中的燒結工藝

粉末冶金零件生產(chǎn)加工中的燒結工藝是粉末冶金基本的工序之一，對粉末冶金零件的物理和力學性能起著決定性的作用。
  燒結是一種高溫熱處理，涉及到燒結爐、燒結氣氛、燒結條件的選擇和控制等方面的知識，因此燒結是一個非常復雜的過程。同時，燒結又是能源消耗大、設備投資高、產(chǎn)品質(zhì)量特性不能充分測定的特殊工序，所以它是影響粉末冶金零件質(zhì)量和成本重要的環(huán)節(jié)之一。燒結的工序非常關鍵，必須嚴格把關，確保燒結零件的質(zhì)量。因此，操作人員需要進行專門的技能培訓，全面了解和掌握燒結的基本原理，燒結工藝（如材料、溫度時間、燒結氣氛、環(huán)境等），燒結氣氛的作用，以及影響燒結產(chǎn)品質(zhì)量的因素等方面的知識，以便熟練掌握燒結操作技能和提高分析問題的能力。
  粉末冶金零件壓坯是如何燒結的呢？燒結是將粉末或壓坯在低于主要組分熔點的溫度下進行的熱處理。目的是使粉末顆粒間產(chǎn)生冶金結合，即使粉末顆粒之間由機械粘合轉變成原子之間的晶界結合。
  粉末冶金零件壓坯燒結的目的，由壓制所獲得的壓坯雖然有了機械零件的外形和尺寸，但它的強度非常低，無法滿足使用的要求。未燒結前，壓坯只是粉末顆粒界面接觸的混合體，而非真正意義上原子結合的材料。因此必須要通過燒結，使壓坯成為冶金意義上的材料，賦予粉末冶金零件所需要的力學性能和物理性能。鐵粉壓坯經(jīng)過燒結后期強度和伸長率大幅提高，如采用1200℃的溫度燒結，抗拉強度可從零提高到200MPa,伸長率從零提高到8％。
  粉末冶金機械零件壓坯燒結的要求。
  1. 尺寸和形狀的精度要求。燒結零件的尺寸、形狀精度包括表面粗糙度要滿足設計的要求。燒結會使燒結體發(fā)生收縮或膨脹，并且由于壓坯密度分布不均勻以及爐子溫度的不均勻，燒結體還會發(fā)生變形，因此通過燒結，燒結產(chǎn)品的尺寸和形狀會發(fā)生變化。這就需要嚴格的控制燒結條件，才能保證燒結產(chǎn)品的尺寸和形狀精度要求。
  2. 密度的要求。在燒結中，由于發(fā)生了粉末顆粒之間的燒結，以及燒結產(chǎn)品的收縮或膨脹，因此燒結產(chǎn)品的密度、孔隙度和空隙連同形狀發(fā)生變化。相對密度和孔隙度表征粉末冶金零件密度的高低。作為自潤滑的粉末冶金含油軸承還有連通空隙的要求。
  3. 組織機構的要求。粉末冶金零件與其他材料一樣，在其內(nèi)在性能取決于組織結構，表征粉末零件的組織結構因子的有：晶粒度、相結構、相的分布、合金成分的分布以及孔隙度、孔隙大小和孔隙形狀。粉末冶金零件組織結構的形成和變化主要發(fā)生在燒結過程中。
  4. 力學性能和物理性能的要求。終的燒結零件要達到所需要的力學性能和物理性能。力學性能包括強度、硬度、伸長率和沖擊韌性等；物理性能包括密度、導電性、導熱性和磁性等。
  粉末冶金零件的燒結分為，固相燒結和液相燒結。固相燒結簡單說是粉末冶金顆粒之間冶金結合的燒結，液相燒結是粉末冶金中某些分子顆粒在高于熔點溫度產(chǎn)生液態(tài)的燒結。粉末冶金壓坯零件的燒結過程可以分為，預燒結潤滑脂脫除-高溫燒結-冷卻。

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