Pulvermetallurgi sintringsprocess

Sintring är en värmebehandling som appliceras på en pulverpresskropp för att ge styrka och integritet.Temperaturen som används för sintring är under smältpunkten för huvudbeståndsdelen av pulvermetallurgimaterialet.

Efter packningen hålls närliggande pulverpartiklar samman av kallsvetsar, vilket ger presskroppen tillräcklig "grönstyrka" för att hanteras.Vid sintringstemperatur orsakar diffusionsprocesser att halsar bildas och växer vid dessa kontaktpunkter.

Det finns två nödvändiga prekursorer innan denna "solid state sintring"-mekanism kan äga rum:
1. Avlägsnande av presssmörjmedlet genom avdunstning och förbränning av ångorna
2.Reduktion av ytoxiderna från pulverpartiklarna i presskroppen.

Dessa steg och själva sintringsprocessen uppnås i allmänhet i en enda, kontinuerlig ugn genom klokt val och zonindelning av ugnsatmosfären och genom att använda en lämplig temperaturprofil genom hela ugnen.

Sinterhärdning

Sintringsugnar finns tillgängliga som kan tillämpa accelererade kylningshastigheter i kylzonen och materialkvaliteter har utvecklats som kan omvandlas till martensitiska mikrostrukturer vid dessa kylningshastigheter.Denna process, tillsammans med en efterföljande härdningsbehandling, är känd som sintringshärdning, en process som har dykt upp under de senaste åren har ett ledande sätt att förbättra sintringshållfastheten.

Transient vätskefassintring

I en presskropp som endast innehåller järnpulverpartiklar skulle sintringsprocessen i fast tillstånd generera viss krympning av presskroppen när sintringshalsarna växer.En vanlig praxis med järnhaltiga PM-material är emellertid att göra en tillsats av fint kopparpulver för att skapa en övergående flytande fas under sintring.

Vid sintringstemperatur smälter kopparn och diffunderar sedan in i järnpulverpartiklarna och skapar svullnad.Genom noggrant val av kopparhalt är det möjligt att balansera denna svullnad mot den naturliga krympningen av järnpulverskelettet och ge ett material som inte förändras i dimensioner alls under sintringen.Koppartillsatsen ger också en användbar solid lösningsförstärkande effekt.

Permanent sintring i flytande fas

För vissa material, såsom hårdmetaller eller hårdmetaller, tillämpas en sintringsmekanism som involverar generering av en permanent vätskefas.Denna typ av sintring i vätskefas innebär användning av en tillsats till pulvret, som kommer att smälta före matrisfasen och som ofta skapar en så kallad bindefas.Processen har tre steg:

Omarrangemang
När vätskan smälter kommer kapillärverkan att dra in vätskan i porerna och även få korn att omordnas till ett mer gynnsamt packningsarrangemang

Lösning-fällning
I områden där kapillärtrycken är höga, kommer atomer företrädesvis att gå i lösning och sedan fällas ut i områden med lägre kemisk potential där partiklar inte är nära eller i kontakt.Detta kallas kontaktutjämning och förtätar systemet på ett sätt som liknar korngränsdiffusion vid solid state sintring.Ostwald-mognad kommer också att ske där mindre partiklar går i lösning företrädesvis och fälls ut på större partiklar vilket leder till förtätning.

Slutlig förtätning
Förtätning av det fasta skelettnätverket, flytande rörelse från effektivt packade områden till porer.För att permanent vätskefassintring ska vara praktiskt, bör huvudfasen vara åtminstone något löslig i vätskefasen och "bindemedel"-tillsatsen bör smälta innan någon större sintring av det fasta partikelnätverket inträffar, annars kommer omlagring av korn inte att ske.

 f75a3483


Posttid: 2020-09-09