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举例说明粉末冶金产品具体的制造方法

2021-05-19 10:54:40

这篇文章主要介绍的是粉末冶金产品的制造方法:1、粉末压制(或冷压):无压成型:这用于多孔零件。将粉末倒入或振动到模具中,然后加热到烧结温度。(松散烧结)。然后将零件从模具中取出。用于压实的压力机可以是机械操作的,也可以是液压操作的。可以理解,粉末在压力下的行为不像液体,即压力不是均匀分布的。这是因为颗粒本身之间以及颗粒和工具之间的摩擦。为此,通常使用两个冲头来压实模具中的金属粉末。

这导致更强和更密集的部分。冲头位于模具的两端,通常彼此独立操作。在自动压力机中,机器的每个冲程产生一次或多次压力,这些压力用于需要低压的小零件。

在压实过程中,颗粒之间的空隙减少。粒子也会因为压力而变形,它们会互相锁定。粒子的表面不规则被展平。使用的压力高到足以产生粉末的冷焊。冷焊赋予绿色强度,将零件固定在一起,便于搬运。密度也增加了。柔软有延展性的金属粉末容易变形;因此,对于锡,0.75千克/平方毫米的压力就足够了;而对于钨和耐火材料,可能需要80至160千克/平方毫米的压力。

对于任何特定的金属或合金,通常都有一个较佳压力,它能在给定的能量消耗下产生较佳结果。超过这个较佳值,压力的进一步增加不会相应地增加密度、抗拉强度等性能。在压实过程中,施加的压力应均匀,并从上下同时施加。

施加压力的速度也非常重要,因为过快的速度可能会导致一些空气滞留,并导致某些缺陷。有时蜡和肥皂被用来润滑粉末和产生更均匀的压力分布。这些尤其有助于减少模具壁的摩擦。然而,由于冷焊受到抑制,生坯强度降低。通过上述方法获得的压坯不坚固和致密。为了改善这些性能,部件应该烧结。未烧结部件的强度称为原始强度。

粉末冶金

热压:

不可能令人满意地冷压非常硬的粉末(如钻石)。使用高于金属再结晶温度的热压,消除加工硬化并生产成形的高密度零件。重要的是在真空或中性或还原气氛中进行热压,否则金属可能被氧化。

选择模具材料以适应遇到的温度很重要。1000℃以下可以使用金属模具,1000℃以上可以使用石墨模具。石墨的优点是价格便宜,易于加工,抗热震,并提供自己的还原气氛。粉末也可以通过轧制、锻造或挤压热成型。

2、烧结:

在可控气氛下,将粉末压块在炉中加热到至少一种主要成分的熔点以下,称为烧结。在烧结炉中,部件被逐渐加热并浸泡在所需的温度下,该温度取决于材料的类型。

在加热操作的这个循环中,粉末将自己粘合成一个整体。烧结温度和时间随使用的压缩载荷、粉末类型和成品零件的强度要求而变化。几个例子是:

烧结导致压制操作产生的易碎生坯的强化。除了增强部件之外,烧结还增加了导电性、密度和延展性。由于收缩随着烧结温度的升高而增加,因此所选择的烧结温度是强度和尺寸稳定性之间的折衷。选择提供可接受的小尺寸变化的较高温度。

当压制后要烧结不同粉末的混合物,并且压块中的单个粉末冶金具有明显不同的熔点时,所用的烧结温度高于其中一种组分粉末的熔点。熔点低的金属会变成液体。

当粉末的固相可溶于液态金属时,固态金属可能会通过液相发生显著扩散,这将在颗粒之间形成良好的结合并导致高密度。

大多数冷压粉末冶金制品在烧结过程中会收缩。通常,影响收缩的因素包括颗粒尺寸、使用的压力、烧结温度和时间。通过仔细选择金属粉末并确定压力、烧结温度和时间,可以控制收缩量。应该确定收缩或体积变化的量,以允许在制造给定形状的过程中使用的模具设计的这种变化。

直到完成主动高温烧结,才能获得与高度结合相关的全部强度。假设在室温下,在一个未经评估的系统中制造了一个压坯,在加热时,粉末颗粒之间的粘附力的第壹次增加将发生在150℃左右,但难熔金属(钨、钼、钽等)除外。).与此同时,组件的孔隙率将有可测量的增加。这种行为是由于吸收气体的去除。在进一步加热时,达到烧结非常快速进行的温度,在该温度下,作用随着时间逐渐减弱。部件的主要结构和性能变化发生在此时(再结晶)。


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