当热金属被压缩时,会经历一个称为热压的过程。
这种方法将热量和压力结合起来,形成金属和陶瓷粉末等硬脆材料。
它广泛应用于切削工具和技术陶瓷等行业。
压缩热金属时会发生什么?5 个关键步骤说明
1.施加热量和压力
首先在石墨模具中填充松散粉末或预压缩部件。
这种模具允许加热到极高的温度,通常约为 2,400 °C(4,350 °F)。
压力最高可达 50 兆帕(7,300 磅/平方英寸)。
高温和高压的结合促进了烧结过程。
在此过程中,颗粒会在接触点处粘结在一起,从而减少孔隙率并提高密度。
2.加热类型
热压工艺主要使用三种加热方式:感应加热、间接电阻加热和现场辅助烧结技术(FAST)或直接热压。
每种方法都能确保材料得到均匀有效的加热,从而促进烧结过程。
3.温度、压力和时间的影响
温度和压力对产品的收缩率和最终密度有很大影响。
温度越高、压力越大,压制坯料的收缩越强,密度稳定所需的时间也越短。
保温时间也起着至关重要的作用。
一旦达到某个临界值,保温时间的进一步延长不会提高密度,这表明致密化过程已经完成。
4.脱氧和大气控制
高温会导致金属氧化,这在烧结过程中是不可取的。
为防止氧化,可通过引入氮气和抽取氧气在烧结室中形成惰性气氛。
这种惰性气体起着屏障的作用,可防止氧化并确保烧结金属的完整性。
5.结论
热压是粉末冶金的关键工艺,它不仅能形成材料,还能提高材料的机械性能,如密度、硬度和强度。
通过仔细控制温度、压力和气氛,可以生产出孔隙率最小、机械性能最佳的高质量金属部件。
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