来源:原创 2021-01-15 浏览量:5562
硬质合金是由各种碳化物和铁族元素组成,这些材料的典型特点就是,通过液相烧结可以达到几乎100%理论密度,烧结后,低的残余孔隙度是成功应用硬质合金于金属切削、石油开采钻头或者金属成形模具等高应力使用工况的关键。既然硬质合金烧结加工如此重要,西迪小编便来和你仔细讲讲那些你不知道的硬质合金烧结加工工艺。
硬质合金烧结加工,必须仔细控制,以获得希望的显微组织和化学成分。在很多应用场合,硬质合金都是以烧结态应用的。烧结态合金表面经常承受条件苛刻的摩擦和应力,在大多数的切削金属应用中,刀头表面的磨耗深度只要超过0.2~0.4mm,工具就被判定报废,所以,提高硬质合金的表面性能是相当重要的。硬质合金烧结加工主要的有两种基本方法:一种是氢气烧结——在氢气中与常压下通过相反应动学来控制零件成分,另一种是真空烧结——采用真空环境或降低环境气体压强,通过减缓反应动力学来控制硬质合金成分。
真空烧结有着更为广泛的工业应用。有时,还采用烧结热等静压和热等静压,这些技术都对硬质合金的生产有着重要的影响。氢气烧结:氢气是还原性的气氛,但当氢气与烧结炉壁或承载装置发生反应时会改变其他成分,提供合适的碳化势以维持与硬质合金的热力学平衡。真空烧结与氢气烧结相比,主要有以下几个优点:
首先真空烧结能极好的控制产品成分,在1.3~133pa压强下,碳和氧气在气氛与合金之间的交换速率非常低。影响成分变化的主要因素是碳化物颗粒中的氧含量,因而在烧结硬质合金的工业生产中,真空烧结占有优势。氢气烧结时,由于氢气的渗入以及氢与陶瓷炉部件的反应,使得炉内的气氛气体的氧化势增高。真空烧结不存在这些问题,炉内氧化势比氢气烧结时低,因此,含有对氧化很敏感的碳化钛,碳化钽和碳化铌的合金,真空烧结工艺,更为合适。
其次,真空烧结可灵活的控制烧结制度,特别是加热升温阶段的升温速率,以满足生产的需要。真空烧结是间歇式操作,可灵活调节所需要的烧结制度,而氢气烧结大多是连续烧结工艺,很能实现对各烧结阶段的温度进行准确的控制。
烧结热等静压:烧结热等静压有时也称之为过压烧结和加压烧结。烧结炉实际上是一个可以充压的真空烧结炉,为了减少或消除残留空隙在烧结温度下当零件内形成封闭孔隙后,往炉内充以惰性气体对其施加等静压力,氩气压力在1.5~10Mpa,远低于通常意义的热等静压压力。一个具体的烧结过程,包括润滑剂清除、氧化物还原和碳化物合金烧结。当碳化物烧结出现闭孔时,才将炉内的低压热的静压力升到较高的水平。热等静压是在一个专门设计的高压容器中进行的,利用氩气加压到100Mpa,温度和传统的烧结温度大体一样。通常是先烧结,在作等静压后续处理,以消除少量用正常烧结工艺消除不了的残留空隙。热等静压机是主要的关键投资,作为烧结的后处理工序,它增加了作业成本、能量和气体的消耗和生产周期。热等静压生产的硬质合金具有晶粒细小,含量低的特点,因而强度更高但无论采用烧结热等静压还是后热等静压,只有建立了时间、温度和压力之间的合适关系,才能得到比氢气的烧结和真空烧结产品高的强度。
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