燒結原理

燒結過程的分類方法很多,按燒結製品組元的多少可以分為單元系燒結和多元系燒結,如鎢、鉬條燒結屬於單元系燒結,硬質合金繞結則屬於多元系燒結。 按燒結時組元中相的狀態分為固相燒結和液相燒結,如鎢鉬的燒結過程中不出現液相,屬於固相燒結,硬質合金製品在燒結過程中會出現液相,屬於液相燒結。 從學習燒結過程的實質來說,將燒結過程分為固相燒結和液相燒結兩大類是比較合理的,但在生產中多按燒結工藝特點來進行分類。

所謂燒結就是將粉末壓坯加熱到一定溫度(燒結溫度)並保持一定的時間(保溫時間),然後冷卻下來,從而燒結使多孔的粉末壓坯變為具有一定組織和性能的製品,儘管製品性能與燒結前的許多工藝因素有關,但是在許多情況下,燒結工藝對最終製品組織和性能有著重大的甚至是決定性的影響。硬質合金的燒結過程是比較複雜的,但是這些基本知識又是必須掌握的。

分類

燒結過程的分類方法很多,按燒結製品組元的多少可以分為單元系燒結和多元系燒結,如鎢、鉬條燒結屬於單元系燒結,硬質合金繞結則屬於多元系燒結。

按燒結時組元中相的狀態分為固相燒結和液相燒結,如鎢鉬的燒結過程中不出現液相,屬於固相燒結,硬質合金製品在燒結過程中會出現液相,屬於液相燒結。按工藝特徵來分,可分為氫氣燒結、真空燒結、活化燒結、熱等靜壓燒結等。許多燒結方法都能用於硬質合金的燒結。此外,還可以依燒結材料的名稱來分,如硬質合金燒結,鉬頂頭燒結。

從學習燒結過程的實質來說,將燒結過程分為固相燒結和液相燒結兩大類是比較合理的,但在生產中多按燒結工藝特點來進行分類。

基本變化

硬質合金壓坯經過燒結後,最容易觀察到的變化是壓塊體積收縮變小,強度急劇增大,壓塊孔隙度一般為50%,而燒結後製品已接近理論密度,其孔隙一般應小於0.2%,壓塊強度的變化就更大了,燒結前壓坯強度低到無法用一般方法來測定,壓坯只承受生產過程中轉移時所必備的強度,而燒結後製品卻能達到滿足各種苛刻工作條件所需要的強度值,顯然製品強度提高的幅度較之密度的提高要大得多。

製品強度及其他物理機械能的突變說明在燒結過程中壓塊發生了質的變化。在壓制過程中,雖然由於外力的作用能增加粉末體的接觸面,而顆粒中表面原子和分子還是雜亂無章的,甚至還存在有內應力,顆粒間的聯結力是很弱的,但燒結後顆粒表面接觸狀態發生了質的變化,這是由於粉末接觸表面原子﹑分子進行化學反應,以及擴散、流動、晶粒長大等物理化學變化,使顆粒間接觸緊密,內應力消除,製品形成了一個強的整體,從而使其性能大大提高。

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