如果没有粉末冶金中的烧结概念,关于现代金属制造的效率和性能可能性的讨论是不完整的。
粉末冶金(PM)中的烧结是什么?传统的烧结工艺是利用粉末冶金改进零件的主要方法。该工艺加热压实部分,以融合松散结合的颗粒,以提高强度和硬度。烧结后,粉末金属部分通常通过再加热进行热处理,以允许淬火和回火。这进一步增加了压实构件的硬度和强度。
粉末冶金的一个优点是能够烧结零件,然后,由于控制冷却,创建一个多种强度和硬度组合.在这个范围的一端是非常缓慢的冷却,以创建一个软磁部件;另一种极端是有效的气氛淬火,以形成与淬火硬度相同的马氏体组织,但不需要额外的加工。
在几种金属硬化工艺中,烧结硬化最为突出。为什么?它将烧结和硬化的优点结合到一个操作中。你减少了次要的操作并享有更高的尺寸精度。
对于冶金知识:传统热处理(再加热和淬火)在具有高硬度但相当脆的部分内形成马氏体。回火会略微降低硬度,但会显著提高强度。在PM和常规零件制造中,这已经是一种可靠的硬化方法。
然而,使用专用烧结炉再加上工程粉末材料创造了消除再加热步骤并将其合并到烧结步骤的机会。你会得到同样的转变以及强度和硬度的好处。
让我们更深入地了解是什么烧结金属零件和硬化突出从其他热处理服务和竞争的制造工艺。阿尔巴尼亚瑞典滚球
烧结硬化和常规烧结工艺的定义
在这种特殊形式的热处理过程中,热量是在受控气氛下施加的,因此温度达到峰值低于熔点初级的混合金属.今天,特殊的烧结炉无需进行昂贵的烧结后热处理.最终得到的零件要么是成品,要么是半成品,不需要或很少需要二次加工。
烧结硬化是一个加速冷却过程下的热处理保护伞。不同之处在于它增加了金属的硬度,使它在施加压力时更能抵抗变形.
烧结硬化消除了二次烧结的需要淬火硬化处理并提供更好的尺寸控制。当然,加快生产过程可以降低生产成本和劳动力成本。
显而易见的反应是,这是一种潜在的成本节约。但我们也会讨论这种操作的环保性质。你正在拯救地球,除了在公差和堆积方面以更少的钱获得更多的好处!
烧结硬化与其他热处理工艺
在金属制造中有几种热处理工艺。但今天你的制造商可以烧结硬化零件,有效地热处理和烧结在同一时间。
想象一下烧成一个零件所消耗的能量。然后你必须重新建立所有的能量(常规)热处理零件。在能源效率时代,烧结硬化可以节省60%热处理PM零件所需的能源成本。这是推进粉末金属部件“绿色”理念的好方法。
能源消耗会影响生产成本,所以对比如下你可能会感兴趣:把这些数字看作完成每个过程所花费的时间和精力的比例:
传统的烧结, |
烧结硬化, |
常规烧结:1.0 |
常规烧结:1.0 |
热处理:0.6(可根据操作要求更高) |
加热再加热:0 |
回火0.1 |
回火0.1 |
总额:1.7 |
总额:1.1 |
适当的热处理控制最终零件的硬度和强度。您友好的粉末冶金公司可以通过精心烧结来获得一些性能性能。但与传统热处理工艺相比,烧结工艺可以使零件硬化质量相当,尺寸精度更高.
其他热处理工艺包括:
- 调质
- 渗碳
- 沉淀硬化
- 回火(也用于烧结硬化零件)
回火可以增加韧性,但也会导致硬度下降。
(相关文章:韧性与硬度)
烧结成本与其他热处理工艺的比较
粉末金属是汽车行业低成本制造的关键组成部分。可能还有其他的).粉末金属的许多优点消除了与其他制造方法相关的高成本成形技术的需要。
烧结金属产品具有很大的净成形能力,并消除或减少了将昂贵的金属去除工艺纳入生产线的需要。这也大大减少了废物和废弃的副产品,从而提高了盈利能力,满足了具有生态意识的公司(以及州和国家!)的标准。
好吧,但是性能呢?
烧结硬化零件具有较高的强度和硬度,为各种工业提供了优异的性能。它们的耐用性和适应性使它们在以下方面取得了成功:
- 传动装置
- 草坪及花园设备
- 枪支
- 航空航天应用
- 军事应用
- 汽车生产
这些行业的工程师如果能找到少数几个具有烧结硬化能力的粉末冶金供应商,就会拥有竞争优势。
超越典型
记住:不需要额外的热处理!
如果您认为将烧结和硬化合并为一个简单的步骤对您来说是有意义的,请讨论您的方案最终用途和性能需求和你的粉末金属制造商。机会是,粉末冶金是一个成本效益的替代你目前的做事方式。
并不是每个PM制造商都有这些能力。更难得的是能做到这一点的制造商烧结时同时硬化高温而且超高的温度.在提出涉及粉末冶金中这些先进类型烧结的计划之前,请咨询您的制造商。
要获得更多关于粉末冶金烧结过程的信息,以及它如何影响您的零件性能,请咨询下面的工程师或查看我们的其他资源:
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(编者注:本文最初发表于2019年7月,最近进行了更新。)