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硬質合金燒結的種類
專欄:熱點聚焦
發(fā)布日期:2015-11-04
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燒結是一種特殊的熱處理的工藝,其目的是使多孔性的粉末壓胚變?yōu)榫哂幸欢ńY構和性能的合金,燒結是硬質合金生產(chǎn)過程中的最后一道程序,合金的結構和性能固然取決于燒結之前的許多工藝因素,但在某些條件下,燒結工藝對其有著重大的,甚至是決定性的影響。 硬質合金的燒結屬于多元系的液相燒結,其過程比較復雜,既有物理變化,也有化學變化,但主要的是物理變化,包括燒結體的致密化、碳化物晶粒長大、粘結相成分及結構的變化以及合金組織的形成等。 若想使燒結能有效進行,粉末顆粒之間必須緊密接觸。因此,燒結通常應用于壓制的或者模制的粉末,而不是松散粉末。雖然大多數(shù)粉末零件在制造過程中都要進行燒結,但在這種情況下,主要是利用燒結使顆粒間實現(xiàn)冶金結合。模具零件通常屬于這種情況,因為其尺寸控制是極其重要的。 依靠燒結過程達到高密度的工藝通常有三種。使用非常細的粉末顆粒,縮短燒結后期的體擴散路徑,并且具有高的初始表面積,在初期階段促進燒結過程,這就是注射成形使用細粉的一個原因,因為在注射成形工藝中,燒結是獲得高性能的主要機制。燒結過程出現(xiàn)液相時,無論液相是瞬時還是長存的,都可促進顆粒的重排。使用高溫燒結可以在燒結的過程中伴隨局部熔化。 液相燒結 使用低熔點粉末與高熔點粉末的緩和粉末時,燒結過程將出現(xiàn)液相。此液相有助于顆粒的重排和壓胚的致密化。金屬陶瓷通常使用這種方法生產(chǎn),使用這種方法可以得到幾乎沒有孔的結構。 瞬時液相燒結 液相燒結的一個分支是瞬時液相燒結,在這種場合下,粉末混合中含有低熔點相,液相僅在一個短暫的時間內存在。這個過程并不是作為主要的致密化方法,二是使密度進一步提高,例如,在高合金鋼或工具鋼生產(chǎn)中,可使密度從壓胚密度的80%提高到95%。 高溫燒結 如果將壓胚的溫度提升到十分靠近平衡相圖的固相線時,由于合金元素的微笑偏析,將形成的液相池。這些少量的液相可促進燒結過程的致密化。盡管這種高溫燒結的條件有點兒極端,但這種方法適用于很多合金體系,特別是工具鋼與其他高合金鋼。 反應燒結 反應燒結充分利用了粉末冶金的靈活性,其中粉末混合粉壓胚在燒結的過程中會發(fā)生自維持反應,如能恰當?shù)目刂七@個反應,則能使壓胚快速致密化并生產(chǎn)新的合金,如果控制不當,將得不到所需成分的合金。 |