初学者看高温烧结部分

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烧结件最初是粉末压实件,有时被称为“绿色”件。在熔炉中加热——这一过程被称为烧结——将粉末颗粒粘在一起,创造出可供使用的坚硬部件。

铁基粉末冶金部件的烧结通常在2020-2100°F左右完成。如果在较高的温度下进行,这个过程就叫做“高温烧结”。高温烧结会改变零件的性能,从而产生惊人的性能影响。任何指定或购买烧结金属零件的人都应该知道两者的区别,并了解这种工艺如何使价格和性能都受益。

下面是常规烧结和高温烧结的区别。我们还将通过描述一些高温烧结和包裹的优点和缺点可以从这种高级过程中获益的应用程序

什么是高温烧结与常规烧结?

烧结是一种扩散连接的过程。在物质的熔点以下,相邻的金属颗粒开始共享分子。这种形式“脖子”在将它们锁定到刚性结构的晶粒之间。

冶金家在受控气氛中进行烧结。它有两个功能:

  1. 去除表面的氧化物,这样就可以进行扩散连接

  2. 排除炉内氧气,防止进一步氧化

高温烧结炉通常比普通烧结炉的温度高100到250度。这种差异可能看起来很小,但却有着引人入胜的含义对于部件性能,运营成本和炉结构。

(DYK?两个不同的选项烧结和烧结钎焊非常适合优化项目的成本效率,实力等等。)

定义“高温”

并非所有的高温都是一样的。

OEM客户来到粉末金属零件制造商,各种定义为“高温烧结”。在某种程度上,定义取决于您的观点。

例如,在不锈钢方面,我们已经听到了2100°称为“高温”。从技术上讲,这是(几乎)正确的,因为传统的烧结在2050°处进行。

我们更倾向于认为"高温的"对于结构型粉末金属零件,如2100°。对于不锈钢PM部件,我们认为2350°是一个准确的描述。

如果你是在烧结这些材料,下面是我们所说的高温:

  • 铝:1350°

  • 铜:1900°

  • 铁:2150°

  • Tungsten:3200°

因此,它非常取决于您使用的材料。

更高温度烧结的好处

较高的烧结温度会增加扩散连接,使剩余的气孔变得更圆,改善所得的机械性能。谷物之间的颈部生长大,谷物之间的毛孔缩小并变成了微小的足球。这种孔的收缩导致强度的显着改善。

在一项研究中,研究人员能够增加组件:

  • 抗拉强度提高30%

  • 弯曲疲劳强度达15%

  • 冲击能量(韧性测量)50%

你可能没意识到,但是你的规格可能比你应该考虑性能的地方少了几百度。重要的是让客户了解部件需要做什么才能达到你想要的性能。这就是PM部件制造商应该介入的地方。具有高端功能的部件制造商可能看起来更贵,但他们也会为你提供更高的烧结温度以获得最佳性能。

缺点与常规烧结

烧结金属部件强度的改进以成本为代价。(不总是有警告吗?)

组件本身实际上会缩小尺寸等它准备好装运的时候。这可以由您的金属零件制造商在设计压实工具时解决。有时制造商限制最高温度以更好地控制零件尺寸。

也许与买家和最终用户更加相关,高温烧结更昂贵。这并不一定意味着通过这一过程生产的零件将更加昂贵。

在粉末冶金和微粒材料国际会议上提出的一篇论文(PM²TEC)解决了这一明显的矛盾。用于高温烧结的炉子比常规温度工作更昂贵。此外,生产率趋于较低。

最重要的是,在2150°的范围之上,烧结皮带寿命大幅下降。幸运的是,一些聪明的零部件制造商已经设计了一些装置,避免了一些皮带寿命问题。

尽管如此,供应商的高生产和设备成本不可避免地限制了您自己的成本效益——除非您利用这个机会从改进的部件性能中获益。

由于烧结金属能使零件更坚固,所以有可能改用不那么贵的粉末材料。在某些情况下——这是非常具体的应用——这实际上可以导致更便宜的烧结零件。你可以利用这些改进的性能的另一个方法是设计更小的部件,需要更少的材料,因此投资更少。

用于高温烧结的金属零件

高温烧结的最佳候选者是项目中涉及的部件受到高拉伸,可能是疲劳载荷。这些包括电器和枪支, 但特别是在汽车行业。由于重量是现代汽车的首要问题,任何减少零件尺寸的机会都是对燃油经济性目标的潜在贡献。

改进的属性也为烧结金属开辟了新的应用。更具体地,增加的冲击强度意味着烧结金属可以考虑锻铁和钢是目前王的地方。括号和钩子是示例 - 我们也喜欢听到你的其他想法。

更昂贵的过程可能更便宜?

大多数粉末金属部件在2050°F左右烧结,但一些特定的应用可以受益于高温烧结。该过程更昂贵,但可以导致低成本的零件,具有智能设计和高温烧结专家的指导手。

评估烧结的价值并不总是和温度有关。像大气条件这样的因素也很重要。如果您需要更多地了解这些更多技术因素,它可能是最好的联系PM零件供应商

接下来:超高温烧结

通过独特的,粉末冶金最近的进步,您可以再迈出你的组件——通过一种我们称之为超高温烧结的过程。

Ultra-high-temp烧结UHTS (UHTS)定义为在接近2500°f的温度下烧结铁粉。UHTS增强了常规高温烧结的优点。

如果你有任何关于烧结水平的问题,直接问专家工程师。这很简单点击以下内容:

询问工程师Weber Knapp按钮


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