真空燒結材料對產品密度的影響范文

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《現代冶金雜志》2015年第一期

1實驗過程

1.1樣品制備（1）樣品原料：巴斯夫Catamold316LW注射喂料；（2）樣品形狀：28mm圓形工件（注件制品）；（3）注射機器：日精80tMIM注射機；（4）脫脂設備：克萊默催化脫脂爐（160L）；（5）燒結設備：寧波島津真空爐(200L)；（6）保護氣體：10kPa氬氣15L/min。所有樣品注件坯均在同樣的注射參數下制備，取25件無披鋒、氣泡、砂孔等不良缺陷的樣品，分成5組，每組5件（全部標記）進行測試，其注件密度結果如表1所示。由表1可以看出，數值保持均勻、穩定,波動很小，注件密度可視為是基本一致的。

將測完密度之注件坯放入烘箱，調至40℃烘干30min以上，取出后冷卻至室溫，然后將每組注件坯用同樣的方式擺放在陶瓷板上，再放入相同層數的脫脂爐內依次進行脫脂。各批次注件脫脂參數均一致，氮氣5m3/h、酸量240mL/h，脫脂完成后再將注件放入燒結爐進行燒結。

1.2燒結曲線設定燒結曲線設定如表2所示。

1.3燒結過程燒結是MIM工藝中最重要的工序之一，不但脫除殘余粘結劑，還消除了粉末顆粒之間的孔隙，使得MIM產品達到全致密或接近全致密化。各批次樣品擺放方式和位置均相同，前期均在氮氣氛圍進行脫脂燒結，保溫至800℃后依次設定420min、360min、300min、240min、210min升溫至燒結溫度（此段保持10kPa氬氣15L/min），保溫時間120min后強制冷卻至室溫，開爐取出燒結樣品，各組樣品做金相分析顯示均為奧氏體，按標記測定每個樣品密度，其結果如表3所示。

2試驗結果分析

依據燒結后的樣品密度數據可以看出，經過曲線3和4(即300min、240min升溫至最高燒結溫度)燒結后的樣品密度高，且比曲線1明顯高出很多；曲線5燒結后的產品雖然密度也有提高，但產品已經出現一定變形，這是由于升溫過快使得空隙縮小，同時應力迅速增大，空隙內部還有間隙來不及全部消除，而粉末驅動能被動的被削弱，這樣在冷卻階段就會出現應力釋放而變形；較慢的升溫速率同樣會因為晶界擴散速度較慢而粉末表面驅動能在不斷消耗，在晶界運動擴散過程無法達到晶格較好的重疊和滑移，這樣內部還有一定的空隙無法消除，從而無法達到較好的致密化。

3結束語

影響產品最終致密化的因素較多，經過對產品外觀和密度的綜合考量，在島津爐真空壓力下燒結316L樣品升溫4h～5h的實驗條件下，能保證樣品有較高的密度；這一燒結工藝不但縮短了燒結時間，還有效提高材料密度，保證了316L制品的性能，同時可調高燒結產能。

作者：張新房陳興敏單位：深圳正和忠信股份有限公司MIM部