粉末冶金零件生產(chǎn)加工中的燒結(jié)工藝

粉末冶金零件生產(chǎn)加工中的燒結(jié)工藝是粉末冶金基本的工序之一，對粉末冶金零件的物理和力學(xué)性能起著決定性的作用。
  燒結(jié)是一種高溫?zé)崽幚?，涉及到燒結(jié)爐、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)條件的選擇和控制等方面的知識，因此燒結(jié)是一個非常復(fù)雜的過程。同時，燒結(jié)又是能源消耗大、設(shè)備投資高、產(chǎn)品質(zhì)量特性不能充分測定的特殊工序，所以它是影響粉末冶金零件質(zhì)量和成本重要的環(huán)節(jié)之一。燒結(jié)的工序非常關(guān)鍵，必須嚴(yán)格把關(guān)，確保燒結(jié)零件的質(zhì)量。因此，操作人員需要進(jìn)行專門的技能培訓(xùn)，全面了解和掌握燒結(jié)的基本原理，燒結(jié)工藝（如材料、溫度時間、燒結(jié)氣氛、環(huán)境等），燒結(jié)氣氛的作用，以及影響燒結(jié)產(chǎn)品質(zhì)量的因素等方面的知識，以便熟練掌握燒結(jié)操作技能和提高分析問題的能力。
  粉末冶金零件壓坯是如何燒結(jié)的呢？燒結(jié)是將粉末或壓坯在低于主要組分熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行的熱處理。目的是使粉末顆粒間產(chǎn)生冶金結(jié)合，即使粉末顆粒之間由機(jī)械粘合轉(zhuǎn)變成原子之間的晶界結(jié)合。
  粉末冶金零件壓坯燒結(jié)的目的，由壓制所獲得的壓坯雖然有了機(jī)械零件的外形和尺寸，但它的強(qiáng)度非常低，無法滿足使用的要求。未燒結(jié)前，壓坯只是粉末顆粒界面接觸的混合體，而非真正意義上原子結(jié)合的材料。因此必須要通過燒結(jié)，使壓坯成為冶金意義上的材料，賦予粉末冶金零件所需要的力學(xué)性能和物理性能。鐵粉壓坯經(jīng)過燒結(jié)后期強(qiáng)度和伸長率大幅提高，如采用1200℃的溫度燒結(jié)，抗拉強(qiáng)度可從零提高到200MPa,伸長率從零提高到8％。
  粉末冶金機(jī)械零件壓坯燒結(jié)的要求。
  1. 尺寸和形狀的精度要求。燒結(jié)零件的尺寸、形狀精度包括表面粗糙度要滿足設(shè)計(jì)的要求。燒結(jié)會使燒結(jié)體發(fā)生收縮或膨脹，并且由于壓坯密度分布不均勻以及爐子溫度的不均勻，燒結(jié)體還會發(fā)生變形，因此通過燒結(jié)，燒結(jié)產(chǎn)品的尺寸和形狀會發(fā)生變化。這就需要嚴(yán)格的控制燒結(jié)條件，才能保證燒結(jié)產(chǎn)品的尺寸和形狀精度要求。
  2. 密度的要求。在燒結(jié)中，由于發(fā)生了粉末顆粒之間的燒結(jié)，以及燒結(jié)產(chǎn)品的收縮或膨脹，因此燒結(jié)產(chǎn)品的密度、孔隙度和空隙連同形狀發(fā)生變化。相對密度和孔隙度表征粉末冶金零件密度的高低。作為自潤滑的粉末冶金含油軸承還有連通空隙的要求。
  3. 組織機(jī)構(gòu)的要求。粉末冶金零件與其他材料一樣，在其內(nèi)在性能取決于組織結(jié)構(gòu)，表征粉末零件的組織結(jié)構(gòu)因子的有：晶粒度、相結(jié)構(gòu)、相的分布、合金成分的分布以及孔隙度、孔隙大小和孔隙形狀。粉末冶金零件組織結(jié)構(gòu)的形成和變化主要發(fā)生在燒結(jié)過程中。
  4. 力學(xué)性能和物理性能的要求。終的燒結(jié)零件要達(dá)到所需要的力學(xué)性能和物理性能。力學(xué)性能包括強(qiáng)度、硬度、伸長率和沖擊韌性等；物理性能包括密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和磁性等。
  粉末冶金零件的燒結(jié)分為，固相燒結(jié)和液相燒結(jié)。固相燒結(jié)簡單說是粉末冶金顆粒之間冶金結(jié)合的燒結(jié)，液相燒結(jié)是粉末冶金中某些分子顆粒在高于熔點(diǎn)溫度產(chǎn)生液態(tài)的燒結(jié)。粉末冶金壓坯零件的燒結(jié)過程可以分為，預(yù)燒結(jié)潤滑脂脫除-高溫?zé)Y(jié)-冷卻。