粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過成形和燒結(jié),制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方,因此,一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),它已成為解決新材料問題的鑰匙,在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。
影響燒結(jié)體性能的因素很多,主要是粉末體的性狀、成形條件和燒結(jié)的條件。燒結(jié)條件的因素包括加熱速度、燒結(jié)溫度和時間、冷卻速度、燒結(jié)氣氛及燒結(jié)加壓狀況等。
?。?)燒結(jié)溫度和時間
燒結(jié)溫度的高低和時間的長短影響到燒結(jié)體的孔隙率、致密度、強(qiáng)度和硬度等。燒結(jié)溫度過高和時間過長,將降低產(chǎn)品性能,甚至出現(xiàn)制品過燒缺陷;燒結(jié)溫度過低或時間過短,制品會因欠燒而引起性能下降。
2)燒結(jié)氣氛
粉末冶金常用的燒結(jié)氣氛有還原氣氛、真空、氫氣氛等。燒結(jié)氣氛也直接影響到燒結(jié)體的性能。在還原氣氛下燒結(jié)防止壓坯燒損并可使表面氧化物還原。如鐵基、銅基制品常采用發(fā)生爐煤氣或分解氨,硬質(zhì)合金、不銹鋼常采用純氫?;钚越饘倩螂y熔金屬(如鈹、鈦、鋯、鉭)、含TiC的硬質(zhì)合金及不銹鋼等可采用真空燒結(jié)。真空燒結(jié)能避免氣氛中的有害成分(H2O、O2、H2)等的不利影響,還可降低燒結(jié)溫度(一般可降低100~150℃)。
粉末冶金燒結(jié)方法
?。?)液相燒結(jié)粉末壓坯中如果有兩種以上的組元,燒結(jié)有可能在某種組元的熔點(diǎn)以上進(jìn)行因而燒結(jié)時粉末壓坯中出現(xiàn)少量的液相。
(2)加壓燒結(jié)在燒結(jié)時,對粉末體施加壓力,以促進(jìn)其致密化過程。加壓燒結(jié)有時與熱壓(hotpressing)為同義詞,熱壓是把粉末的成形和燒結(jié)結(jié)合起來,直接得到制品的工藝過程。
?。?)活化燒結(jié)在燒結(jié)過程中采用某些物理的或化學(xué)的措施,使燒結(jié)溫度大大降低,燒結(jié)時間顯著縮短而燒結(jié)體的性能卻得到改善和提高。
?。?)電火花燒結(jié)粉末體在成形壓制時通入直流電和脈沖電,使粉末顆粒間產(chǎn)生電弧而進(jìn)行燒結(jié),在燒結(jié)時逐漸地對工件施加壓力,把成形和燒結(jié)兩個工序合并在一起。