什么是烧结？耐用材料热加工完整指南

烧结是一种热加工工艺，通过施加热量和/或压力，将松散的细小颗粒转化为坚实、连贯的团块，而不会完全熔化材料。这种工艺广泛应用于粉末冶金、陶瓷和塑料等行业，用于制造耐用、坚固的部件。烧结过程通常包括三个阶段：用粘接剂形成一个绿色部件，通过加热去除粘接剂，以及在高温下将颗粒熔化。在烧结过程中，原子在颗粒边界扩散，将它们粘合在一起，形成一个固体部件。这种方法尤其适用于钨和钼等熔点较高的材料，对于制造复杂形状和提高材料性能至关重要。

要点说明：

烧结的定义:
- 烧结是一种热加工工艺，通过加热和/或加压，在不完全熔化材料的情况下，将松散的细小颗粒转化为固体。
- 它被用于各种行业，包括粉末冶金、陶瓷和塑料行业，用于制造耐用和坚固的部件。
烧结工艺的各个阶段:
- 阶段 1：形成绿色部分:
  - 将初级混合粉末与粘合剂（通常是蜡或聚合物）混合，然后制成所需的形状。
  - 粘合剂将粉末颗粒暂时固定在一起。
- 第二阶段：去除粘接剂:
  - 加热绿色部分，使粘接剂蒸发或烧掉。
  - 这一步骤为最后的粘合阶段做好准备。
- 第三阶段：粒子融合:
  - 温度升高到颗粒开始熔化的程度：
    - 表面熔化:颗粒表面轻微熔化，使其在接触点处粘合。
    - 中间粘合:中间粘合剂（如青铜）在不改变主材料的情况下熔化并耦合颗粒。
  - 这一阶段的结果是形成具有更好机械性能的固体内聚团块。
烧结机理:
- 原子扩散:
  - 原子越过粒子的边界扩散，将它们融合在一起。
  - 发生这种扩散的原因是加工过程中施加的高温和高压。
- 未完全熔化:
  - 材料不会被熔化至液化状态，在保持原有特性的同时，还能提高强度和耐用性。
烧结的应用:
- 粉末冶金:
  - 用于生产形状复杂、强度高的金属部件。
- 陶瓷:
  - 可制造耐用陶瓷产品，如陶器和工业部件。
- 塑料和其他材料:
  - 用于将塑料颗粒或其他材料粘合成固体形式。
烧结的优点:
- 材料效率:
  - 通过使用细粉，最大限度地减少材料浪费。
- 复杂形状:
  - 允许生产传统制造方法难以实现的复杂而精确的形状。
- 增强性能:
  - 提高材料的机械性能，如硬度、强度和耐用性。
- 高温材料:
  - 适用于熔点极高的材料，如钨和钼。
适合烧结的材料:
- 金属:常见的烧结金属包括铁、铜和不锈钢。
- 陶瓷:用于陶器、瓷砖和工业陶瓷。
- 塑料:用于生产塑料部件。
- 高熔点材料:钨、钼和其他难熔金属。
烧结的主要考虑因素:
- 温度控制:
  - 精确的温度调节对于确保粒子在不完全熔化的情况下正确熔合至关重要。
- 压力应用:
  - 压力有助于压实颗粒和加强原子扩散。
- 粘合剂的选择:
  - 粘接剂的选择会影响生坯的稳定性和最终产品的质量。
- 材料特性:
  - 烧结工艺必须根据特定材料的熔点、颗粒大小和所需特性进行定制。

总之，烧结是一种多功能、高效的热加工工艺，可在不完全熔化细小颗粒的情况下将其转化为坚固耐用的材料。通过了解其阶段、机理和应用，制造商可以利用烧结技术生产出各行各业的高质量部件。

汇总表：

方面	细节
定义	一种利用热量/压力将细小颗粒转化为固体物质的热加工工艺。
阶段	1.形成绿色部分 2.清除粘接剂 3.粒子融合
关键机制	原子在颗粒边界扩散，无需完全熔化。
应用	粉末冶金、陶瓷、塑料和高熔点材料。
优势	材料效率高、形状复杂、性能更强、适合高温。
材料	金属（铁、铜）、陶瓷、塑料、钨、钼。
主要考虑因素	温度控制、压力应用、粘接剂选择、材料特性。