燒結(jié)工藝及燒結(jié)爐的使用
2024-07-12
一、燒結(jié)工藝
燒結(jié):在低于主要成分熔點(diǎn)的溫度下對(duì)粉末或壓坯進(jìn)行熱處理,目的是通過(guò)顆粒之間的冶金結(jié)合來(lái)提高其強(qiáng)度。
包裝材料:在預(yù)燒或燒結(jié)過(guò)程中,為了隔離和保護(hù)壓坯而嵌入其中的材料。
預(yù)燒結(jié):在低于最終燒結(jié)溫度的溫度下對(duì)壓坯進(jìn)行熱處理。
壓力:燒結(jié)時(shí)施加單軸壓力的燒結(jié)工藝。
松粉燒結(jié)、重力燒結(jié):無(wú)需壓制的粉末燒結(jié)
液相燒結(jié):具有至少兩種組分的粉末或壓塊在形成液相的狀態(tài)下燒結(jié)。
過(guò)度燒結(jié):燒結(jié)溫度過(guò)高和/或燒結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致產(chǎn)品最終性能下降的燒結(jié)。
燒結(jié)不足:燒結(jié)溫度太低和(或)燒結(jié)時(shí)間太短,使制品達(dá)不到燒結(jié)所要求的性能。
二、燒結(jié)爐的使用
a.使用氫氣或分解氨時(shí),必須先通入氮?dú)?,待爐內(nèi)空氣完全排盡后方可通電升溫,以防尖叫、爆炸。
b.對(duì)于采用鉬絲作為加熱元件的燒結(jié)爐,通電前應(yīng)向爐體內(nèi)通入保護(hù)氣體,防止鉬絲氧化、變脆。
c.應(yīng)用明火將爐門及煤氣出口燒盡,防止因氧氣進(jìn)入或氫氣排出而發(fā)生爆炸和煤氣中毒的危險(xiǎn)。
d.若加熱元件為鐵鉻鋁電阻絲,在升溫到1100℃時(shí)應(yīng)停留一段時(shí)間(約30min)然后再升溫,以防止電阻絲表面溫度過(guò)高而損壞。
e.操作前及操作中應(yīng)經(jīng)常檢查風(fēng)量、水量是否符合要求,檢查設(shè)備、電氣、爐溫等控制儀表是否正常。
f.停爐前應(yīng)切斷電源,爐溫降至200℃以下時(shí)應(yīng)停止供氣、供水。
g.除停爐檢修外,應(yīng)避免頻繁停機(jī)。燒結(jié)爐頻繁啟停,加熱元件易老化,耐火材料易破裂,爐內(nèi)氣氛不純凈,爐溫易波動(dòng)。
燒結(jié)爐廣泛應(yīng)用于各種加工和制造應(yīng)用,在這些應(yīng)用中,材料必須通過(guò)持續(xù)加熱小心地致密化。礦物沉積物通常通過(guò)自然燒結(jié)形成,原子擴(kuò)散導(dǎo)致地質(zhì)樣品中的顆粒融合成高密度礦石。對(duì)這種反應(yīng)的理解為現(xiàn)代粉末冶金工藝提供了信息,使我們能夠形成精細(xì)調(diào)節(jié)的致密金屬產(chǎn)品,其中元素具有極端熔點(diǎn),例如鎢 (W)。
三、燒結(jié)爐的工作原理
粉末冶金燒結(jié)爐最常采用固態(tài)燒結(jié)方法,即將粉末狀金屬壓入耐熱模具中,并長(zhǎng)時(shí)間加熱。粉末不能加熱到熔點(diǎn),而是必須保持在恒定溫度下,以促使粉末顆粒相互擴(kuò)散,形成結(jié)晶鍵。這樣可以形成具有極致密、高強(qiáng)度機(jī)械性能的固體材料塊。
考慮到粉末冶金通常涉及熔點(diǎn)極高的高強(qiáng)度金屬的粘合,燒結(jié)爐必須配備加熱室,能夠達(dá)到耐火溫度,并具有高度的溫度控制和加熱均勻性。例如,鎢 (W) 的熔點(diǎn)是所有純金屬中最高的;6192°F (3422°C)。為了制造可成形的鎢合金,可以將鎢粉與鎳粉 (Ni) 熔合,從而大大降低燒結(jié)溫度至 2191°F (1200°C)。
在超過(guò) 2191°F 的溫度下長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)金屬合金需要配備耐火加熱元件和極佳耐熱絕緣材料的節(jié)能批量燒結(jié)爐。這些組件可實(shí)現(xiàn)各種粉末冶金反應(yīng)的高溫?zé)Y(jié),并通過(guò)有效地使機(jī)器免受其自身嚴(yán)格的生產(chǎn)條件的影響來(lái)優(yōu)化整個(gè)燒結(jié)爐。
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