烧结是一种金属制造工艺,涉及使用金属粉末、热量和压力来促进不同材料之间的原子扩散和结合。这一过程最终会形成一个固体块,而不会达到金属的液化点。
5 个关键步骤说明
1.初始加热
该工艺首先将金属粉末加热到促进原子扩散但仍低于金属熔点的温度。
这一温度通常足以产生马氏体结晶结构。
2.压实
加热后,对金属粉末进行压实,通常使用冷焊来提高压实粉末的强度。
这一步骤对于最终产品达到理想的形状和密度至关重要。
3.添加元素
根据不同的应用,可以添加铜粉或硬质合金等元素。
这一阶段可以是瞬态液相烧结,也可以是永久液相烧结,具体取决于所使用的金属。
4.最后阶段
在最后阶段,引入液体和粘合剂添加剂,以填充金属中残留的孔隙,确保结构致密坚固。
5.冷却
然后冷却烧结部件,使结构凝固,完成烧结过程。
详细说明
初始加热
加热阶段至关重要,因为它启动了原子扩散过程。
固体金属粉末中的原子受热后开始剧烈振动。
这种增强的运动使原子能够在材料中移动,最终导致颗粒之间的结合。
温度受到严格控制,以确保低于金属的熔点,防止液化。
压实
压实是为了使金属颗粒紧密接触,促进原子扩散和结合。
在此阶段使用冷焊可增加压实粉末的强度,确保初始结构坚固。
添加元素
在烧结过程中添加其他元素或化合物可以提高最终产品的性能。
例如,添加铜可以提高导电性,而添加硬质合金可以提高硬度和耐磨性。
瞬态液相烧结和永久液相烧结之间的选择取决于应用的具体要求和所涉及的材料。
最后阶段
引入液体和粘合剂添加剂有助于填充烧结初始阶段后可能残留的孔隙。
这一步骤对获得高密度结构至关重要,而高密度结构对烧结金属的机械强度和耐用性至关重要。
冷却
烧结过程结束后,对零件进行冷却。
冷却阶段至关重要,因为它决定了烧结金属的最终微观结构和性能。
受控冷却可防止出现裂纹和残余应力等缺陷。
应用和优点
烧结金属具有高强度、良好的耐磨性和近净形等独特性能,因此被广泛应用于各种领域。
汽车、航空航天和电子等行业利用烧结金属制造要求精确和耐用的部件。
金属烧结的优点包括成本效益高、能源效率高,以及只需极少的机加工就能生产出复杂形状的产品。
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