Pulvermetallurgi sintringsprosess

Sintring er en varmebehandling som påføres en pulverkompakt for å gi styrke og integritet.Temperaturen som brukes til sintring er under smeltepunktet til hovedbestanddelen av pulvermetallurgimaterialet.

Etter komprimering holdes nabopulverpartikler sammen av kalde sveiser, som gir kompakten tilstrekkelig "grønn styrke" til å håndteres.Ved sintringstemperatur forårsaker diffusjonsprosesser at halser dannes og vokser ved disse kontaktpunktene.

Det er to nødvendige forløpere før denne "solid state sintring"-mekanismen kan finne sted:
1. Fjerning av presssmøremiddelet ved fordampning og brenning av dampene
2.Reduksjon av overflateoksider fra pulverpartiklene i kompakten.

Disse trinnene og selve sintringsprosessen oppnås generelt i en enkelt, kontinuerlig ovn ved fornuftig valg og sonering av ovnsatmosfæren og ved å bruke en passende temperaturprofil gjennom hele ovnen.

Sinterherding

Sintringsovner er tilgjengelige som kan bruke akselererte kjølehastigheter i kjølesonen, og det er utviklet materialkvaliteter som kan transformeres til martensittiske mikrostrukturer ved disse kjølehastighetene.Denne prosessen, sammen med en påfølgende herdingsbehandling, er kjent som sintringsherding, en prosess som har dukket opp de siste årene, har et ledende middel for å forbedre sintringsstyrken.

Transient væskefase sintring

I en kompakt som inneholder bare jernpulverpartikler, ville solid state sintringsprosessen generere noe krymping av kompakten når sintringshalsene vokser.En vanlig praksis med jernholdige PM-materialer er imidlertid å lage en tilsetning av fint kobberpulver for å skape en forbigående væskefase under sintring.

Ved sintringstemperatur smelter kobberet og diffunderer deretter inn i jernpulverpartiklene og skaper svelling.Ved nøye valg av kobberinnhold er det mulig å balansere denne svellingen mot den naturlige krympingen av jernpulverskjelettet og gi et materiale som ikke endrer seg i dimensjoner i det hele tatt under sintringen.Kobbertilsetningen gir også en nyttig solid løsningsstyrkende effekt.

Permanent væskefase sintring

For visse materialer, slik som sementerte karbider eller hardmetaller, brukes en sintringsmekanisme som involverer generering av en permanent væskefase.Denne typen væskefasesintring innebærer bruk av et tilsetningsstoff til pulveret, som vil smelte før matriksfasen og som ofte vil skape en såkalt bindefase.Prosessen har tre stadier:

Omorganisering
Når væsken smelter, vil kapillærvirkning trekke væsken inn i porene og også føre til at korn omorganiseres til et mer gunstig pakkingsarrangement

Løsning-utfelling
I områder hvor kapillærtrykket er høyt, vil atomer fortrinnsvis gå i løsning og deretter utfelles i områder med lavere kjemisk potensiale der partikler ikke er nære eller i kontakt.Dette kalles kontaktutflatning og fortetter systemet på en måte som ligner på korngrensediffusjon ved solid state sintring.Ostwald-modning vil også forekomme der mindre partikler vil gå i løsning fortrinnsvis og utfelles på større partikler som fører til fortetting.

Endelig fortetting
Fortetting av det solide skjelettnettverket, flytende bevegelse fra effektivt pakkede områder inn i porene.For at permanent flytende fasesintring skal være praktisk, bør hovedfasen være minst lett løselig i væskefasen og "bindemiddel"-additivet bør smelte før noen større sintring av det faste partikkelnettverket skjer, ellers vil omorganisering av korn ikke forekomme.

 f75a3483


Innleggstid: juli-09-2020