金属烧结是一种在不使材料熔化的情况下,利用热量和压力将金属颗粒固结成固体的过程。
这一过程可增强金属的结构完整性、强度和其他性能,使其适用于各种应用。
金属烧结是如何进行的?4 个关键阶段说明
1.初始阶段
烧结过程始于在熔炉中加热金属粉末。
温度升高到一定程度后会形成马氏体晶体结构,这是一种硬而脆的钢。
在这一阶段,颗粒不会完全熔化;相反,颗粒会被压实,通常是借助外部压力或通过冷焊等方法。
这种初始固结为颗粒提供了足够的强度,使其能够承受进一步的加工。
2.中间过程
在中间阶段,颗粒的密度会随着开始合并而增加。
这通常是通过瞬态液相烧结或永久液相烧结等方法实现的。
在瞬态液相烧结中,金属粉末中会加入熔点较低的材料,如铜。
加热时,铜熔化并与金属结合,从而增强材料的整体强度。
在永久液相烧结中,会加入碳化物等材料,这些材料会流入缝隙和裂缝中,进一步加强颗粒之间的结合。
3.最后阶段
烧结的最后阶段需要加入液体和粘合剂添加剂。
这种添加剂有助于填充金属中残留的孔隙,提高金属的整体密度和强度。
然后对金属进行冷却,使其形成坚固、致密的结构,并保持原始压实粉末的形状和尺寸。
4.应用和优点
烧结可用于制造各种金属产品,包括钢结构部件、过滤用多孔金属、钨丝和切割工具。
该工艺尤其适用于生产具有复杂几何形状或内部特征的零件,这些零件用传统方法制造具有挑战性。
此外,烧结工艺效率高,可进行大规模生产,是许多行业经济上可行的选择。
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