什么是烧结金属?

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当你开始调查时粉末金属零件是如何制成的,了解烧结金属是必要的。的许多关于粉末冶金我们最喜欢的东西可以追溯到烧结过程

什么是烧结金属?幸运的是,尽管细节相当复杂,但基本的内容很容易理解。继续阅读,不仅可以更好地理解烧结零件,而且还可以了解粉末金属工艺如何创造高强度的零件,这些零件在比你意识到的更多的应用中是可行的。

什么是烧结金属零件?

要制造小的金属部件,你必须戳它们,戳它们,(通常)给它们加热。金属很顽固,而烧结则有帮助确保粉末在你的零件成型后表现良好

粉末冶金中的烧结过程(PM)涉及到加热一个压实的粉末来熔化粒子,这会导致更硬、更强的部分。虽然压实过程做了很多工作,但压机产生的物理压力不足以形成最终的、可工作的组件。烧结是之后的工序,这是生产粉末金属部件的最后一个重要步骤。

粉末金属烧结过程前和过程中

为了更清楚地了解粉末冶金是如何融入烧结的,让我们从粉末金属工艺的开始说起:

1.选择粉末成分

在与您讨论您的性能要求后,您的制造商将选择一种粉末成分,将产生正确的结果。

混合粉末将包括你需要的基本材料,如铁、镍、钼或铜。它还将包括其他物质,如润滑剂,以改善粉末流入模具。润滑剂被蒸发在单炉过程中,加热会导致烧结。

2.压实

把粉末倒进模具后,用很大的力把粉末压在一起。这种压力产生了强大到可以被调用的连接“绿色力量。”绿色的部分不会在你的手中完全粉碎,但它仍然需要通过烧结完成,以达到最佳的强度和硬度。

3.烧结

烧结法是把你的零件放进一个相当热的炉子里。我们的目标是控制温度,让它达到刚好低于熔点你零件的主要金属…但也不完全是烧结过程使金属颗粒结合在一起,所以你得到了一个能做你需要它做的零件。

烧结和融化

很容易认为它们很相似,但又有区别烧结和熔化的区别

熔化实际上使金属加热到足够的温度从固体变为液体。烧结是不同的,因为加热过程是高度控制的。你不需要熔化金属就能获得所需的增强性能。其中的一个烧结的优点你可以很容易地用高熔点的金属制造零件。

烧结可以完成很多,如果做得好,包括:

  • 消除压实粉末中的润滑剂
  • 减少了粉末表面的氧气含量
  • 形成颗粒间的烧结颈,减少气孔,提高强度
  • 在混合物中部分或完全扩散其他元素,如镍、铜和石墨

最后两点对客户来说非常重要。这些步骤可以为你的部件产生更好的性能。

高温烧结

传统的烧结和高温烧结是同一颜色的不同深浅。

在我们看来,烧结被认为是高温的,它需要发生在比特定金属的标准烧结温度高出100-250°F左右的温度(对于重铁材料)。对于铁-重金属,典型温度为2050°F。高温烧结比传统烧结更昂贵,因为你要为制造商设备的额外“活力”买单。

然而,额外的成本可以产生粉末金属材料的性能没有任何其他方式。一项研究表明,高温烧结零件在以下方面得到了改善:

  • 抗拉强度提高30%
  • 弯曲疲劳强度提高15%
  • 增加50%的冲击能量

这只是一项研究,但结果仍然令人印象深刻,我们在大楼里也看到了类似的结果。不过,也有一些潜在的缺点需要考虑:

  • 高温烧结炉比传统炉贵得多,成本会转嫁到客户身上。
  • 在高温下烧结的部件会比预期收缩得更多——您的制造商需要相应地计划。


粉末冶金的其他进展

今天,少数粉末冶金供应商正在超越通常认为的高温烧结温度。我们现在称之为超高温烧结通过将加热温度提高到2450-2500°F,进一步提高烧结金属的性能。

要了解更多关于烧结的知识,或者你的项目如何将粉末冶金的净成型能力与烧结的强化能力结合起来以提高零件性能,问问下面的工程师。或者,如果你想继续自己学习,请查看下面的相关资源。

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相关资源

(编者按:本文最初发表于2019年9月,最近进行了更新。)

主题:粉末冶金,常见问题解答,材料,属性,流程


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