燒結(jié)原理

　　一、燒結(jié)原理：將粉末壓坯在低于其主要成分熔點的溫度下進(jìn)行加熱保溫，然后以一定的方式和速度進(jìn)行冷卻，從而提高壓坯強(qiáng)度和各種物理機(jī)械性能，并達(dá)到一定金相要求的一種過程。

　　人們一般還把金屬粉末燒結(jié)過程分類為：1、單相粉末（純金屬、固熔體或金屬化合物）燒結(jié)；2、多相粉末（金屬—金屬或金屬—非金屬）固相燒結(jié)；3、多相粉末液相燒結(jié)；4、熔浸。

燒結(jié)爐基本組成

　　粉末冶金燒結(jié)電爐一般由預(yù)熱帶、燒結(jié)帶、冷卻帶三個部份組成，其作用分別如下：

　　1、預(yù)熱帶：預(yù)熱粉末壓坯與燒除潤滑劑；

　　2、燒結(jié)帶：以使壓坯在規(guī)定溫度下保溫足夠長的時間，從而獲得燒結(jié)零件所需的物理-機(jī)械性能；

　　3、冷卻帶：包括預(yù)冷帶和水套冷卻帶。以使壓坯從高溫緩慢冷卻到再結(jié)晶溫度，然后快速冷卻以得到產(chǎn)品的最終組織結(jié)構(gòu)

燒結(jié)時壓坯尺寸

　　在生產(chǎn)中對制品的尺寸與形狀精度要求都非常高，因此，在燒結(jié)過程中控制壓坯的密度和尺寸的變化是一個極為重要的問題。影響燒結(jié)零件密度和尺寸變化的因素有：

　　1、孔隙的收縮與清除：燒結(jié)會導(dǎo)致孔隙的收縮與清除，也就是使燒結(jié)體體積減小。

　　2、包裹的氣體：壓制成形時，可能在壓坯中形成許多封閉的孤立孔隙，加熱壓坯量，這些孤立孔隙中的空氣會發(fā)生膨脹。

　　3、化學(xué)反應(yīng)：壓坯內(nèi)和燒結(jié)氣氛中某些化學(xué)元素與壓坯原料中含有一定量的氧發(fā)生反應(yīng)，生成氣體或揮發(fā)或殘留在壓坯中，使得壓坯收縮或脹大。

　　4、合金化：兩種或多種元素粉末間的合金化，一元素溶解于另一元素中形成固溶體時，基本點陣可能發(fā)生脹大或收縮。

　　5、潤滑劑：當(dāng)金屬粉末中混有一定量潤滑劑和將其壓制成壓坯時，在一定的溫度下，混入的潤滑劑被燒除使壓坯產(chǎn)生收縮，可是若分解產(chǎn)生的氣體物質(zhì)不能到達(dá)燒結(jié)體表面時，則可能引起壓坯脹大。

　　6、壓制方向：在燒結(jié)時，壓坯的尺寸變化，在垂直或平行于壓制方向上是不等的，一般說，垂直方向（徑向）尺寸變化率較大，平行方向（軸向）尺寸變化率較小。

影響燒結(jié)因素

　　1、材料的性質(zhì)，包括各種界面能與自由能：擴(kuò)散系數(shù)；粘性系數(shù)；臨界剪切應(yīng)力，蒸氣壓和蒸發(fā)速率，點陣類型與結(jié)晶形態(tài)；異晶轉(zhuǎn)變新生態(tài)等。

　　2、粉末的性質(zhì)：包括顆粒大小；顆粒的形狀與形貌；顆粒的結(jié)構(gòu)；顆粒的化學(xué)組成。

　　3、壓坯的物理性能：包括壓制密度，壓制殘余應(yīng)力，顆粒表面氧化膜的變形或破壞以及壓坯孔隙中氣體等。

　　4、燒結(jié)工藝參數(shù)：包括保溫時間，加熱及冷卻速度，燒結(jié)氣氛等。