Polski 
English 
Español 
हिन्दी 
العربية 
Português do Brasil 
Русский 
日本語 
Deutsch 
한국어 
Français 
Türkçe 
Tiếng Việt 
Italiano 
简体中文 Spiekanie polega na ogrzewaniu proszku do określonej temperatury przez określony czas, a następnie schłodzeniu materiału w celu uzyskania produktu o pożądanych właściwościach. Cały ten proces specjalnej obróbki cieplnej nazywa się spiekaniem.
Dzięki spiekaniu porowate proszki stają się produktem o określonej teksturze i właściwościach. Chociaż atrybuty produktu są związane z wieloma czynnikami przed spiekaniem, w wielu przypadkach proces spiekania ma znaczący, a nawet dominujący wpływ na organizację i właściwości produktu końcowego.
Zgodnie z zasadą klasyfikacji metalurgii proszków podczas spiekania spiekanie węglików spiekanych należy do wielofazowego spiekania cieczy. Z punktu widzenia charakterystyki procesu spiekania spiekanie węglika spiekanego może odbywać się przez ochronę wodorową, spiekanie próżniowe, spiekanie na gorąco, prasowanie izostatyczne na gorąco i tym podobne.
Zmiany w spiekanym ciele podczas spiekania
Po spiekaniu wypraski z węglika spiekanego najłatwiej zaobserwowaną zmianą jest to, że skurcz objętościowy zwartego bloku, zwiększona wytrzymałość, a powierzchnia stopu wykazuje połysk metaliczny. Zazwyczaj wypraska ma porowatość około 50%, podczas gdy wyrób powinien ogólnie być mniejszy niż 0,2%, co jest prawie całkowicie gęste. Przed spiekaniem należy również delikatnie obchodzić się z blokiem prasującym, aby uniknąć jego uszkodzenia w procesie produkcyjnym, podczas gdy spiekane produkty mają wytrzymałość na różne warunki pracy.
W odróżnieniu od procesu formowania proszku zmiana właściwości spieku wskazuje, że zachodzą zmiany jakościowe między cząstkami proszku w procesie spiekania, co oznacza, że wiązanie ziaren stopu zastępuje kontakt między cząstkami proszku, które sprawiają, że stop tworzy ciało stałe, tworząc w ten sposób doskonałe właściwości fizyczne i mechaniczne.
Kilka etapów procesu spiekania
Proces spiekania węglików spiekanych można podzielić na cztery podstawowe etapy.
1. Usunięcie środka formującego i etap wstępnego spalania (<800 ° C)
W pierwszym etapie obręcz spiekania zmienia się w następujący sposób:
1) Usunięcie środka formującego. Na początkowym etapie spiekania, wraz ze wzrostem temperatury, środek formujący stopniowo pęka (taki jak guma) lub odparowuje (taki jak parafina) i wyklucza spiekany korpus. Jednocześnie środek formujący jest mniej więcej Spiekany korpus jest zwęglany.
2) Redukcja tlenku na powierzchni proszku. Wodór spiekany w wodorze może redukować tlenki kobaltu i wolframu. Podczas spiekania próżniowego redukcja węgla w tej temperaturze nie jest silna.
3) Stan cząstek proszku zmienia się ze sobą. W tej temperaturze naprężenie kontaktowe między cząstkami proszku jest stopniowo eliminowane, związany proszek metalu zaczyna odzyskiwać i rekrystalizować, cząstki zaczynają dyfundować na powierzchni, a wytrzymałość wypraski ulega poprawie.
2. Stopień spiekania w fazie stałej (800 ° C ~ temperatura eutektyczna)
Temperatura eutektyczna odnosi się do temperatury, w której eutektyczna faza ciekła zaczyna pojawiać się w spiekanym ciele, gdy temperatura stopniowo wzrasta, a dla WC-Co temperatura eutektyczna w czasie spiekania równowagi wynosi 1340%.
W temperaturze przed pojawieniem się fazy ciekłej, oprócz procesu kontynuowanego w poprzednim etapie, niektóre reakcje w fazie stałej w spiekanym ciele są zintensyfikowane, prędkość dyfuzji jest zwiększona, a plastyczny przepływ cząstek jest wzmocniony, tak że spiekane ciało wykazuje znaczny skurcz.
3. Etap spiekania w fazie ciekłej (temperatura eutektyczna ~ temperatura spiekania)
Kiedy pojawia się faza ciekła spiekanego korpusu, skurcz spiekanego korpusu jest szybko zakończony, a ziarna węglika rosną i tworzą szkielet, układając w ten sposób podstawową strukturę stopu.
4. Etap chłodzenia (temperatura spiekania ~ temperatura pokojowa)
Na tym etapie mikrostruktura i skład fazy spoiwa stopu zmieniają się nieco w zależności od warunków chłodzenia. Po schłodzeniu uzyskuje się stop końcowej mikrostruktury.
O tłoczeniu na gorąco
Prasowanie na gorąco to proces, w którym prasowanie i spiekanie są wykonywane jednocześnie. Oprócz zwykłego zastosowania technologii ogrzewania oporowego i nagrzewania indukcyjnego istnieją również nowe procesy i urządzenia, takie jak próżniowe prasowanie na gorąco, wibracyjne prasowanie na gorąco, wyrównanie prasowania na gorąco, prasowanie izostatyczne.
1. Mechanizm zagęszczania w procesie prasowania na gorąco
Proces, w którym proszek końcowego dodatku jest umieszczany w grafitowej matrycy, tak aby spiekanie i prasowanie odbywały się jednocześnie, nazywa się prasowaniem na gorąco.
Chociaż prasowanie na gorąco odbywa się jednocześnie z dwoma procesami prasowania i spiekania, nie ma zasadniczej różnicy w stosunku do zwykłego formowania na zimno i spiekania. Z punktu widzenia efektu, prasowanie na gorąco znacznie skraca przejście fazowe i czas formowania stopu. Można zatem powiedzieć, że proces prasowania na gorąco jest aktywowanym procesem spiekania. Porównano proces zagęszczania stopów wytworzonych dwiema metodami produkcji. Na podstawie krzywej gęstość stopu – czas spiekania widać, że proces spiekania trwa 1-2 godziny, a prasowanie na gorąco zajmuje tylko 3 do 10 minut.
Proces spiekania podczas prasowania na gorąco jest wysoce niezrównoważonym procesem. Gdy mieszanina proszku jest stale ogrzewana pod ciśnieniem, warstwa tlenku na powierzchni proszku ulega rozkładowi pod ciśnieniem i może zostać zredukowana przez węgiel. Jednak w przeciwieństwie do procesu spiekania, prasowanie na gorąco nie ma wystarczająco dużo czasu, aby zrównoważyć rozpuszczalność WC w Co, a proces rekrystalizacji przez fazę ciekłą nie zachodzi podczas procesu prasowania na gorąco. Dlatego skurcz produktu prasowanego na gorąco różni się od zwykłej metody spiekania.
Poza tym niektóre badania wykazały, że skurcz produktów prasowanych na gorąco jest spowodowany procesem przepływu. Przed pojawieniem się fazy ciekłej zależy głównie od przepływu tworzywa sztucznego. Kiedy pojawia się faza ciekła, ponowne wyrównanie cząstek węglika pod działaniem ciśnienia jest również nazywane przepływem fazy ciekłej, tak że wypraska jest skurczona. Ponieważ czas prasowania na gorąco jest krótki, trudno jest przeprowadzić dyfuzję i rekrystalizację.
Oprócz temperatury i ciśnienia sprzyjających kurczeniu się procesu spiekania, czas utrzymywania ma również wpływ na gęstość prasowanego na gorąco produktu. Im wyższa temperatura, tym większa siła oka, tym bardziej intensywny skurcz wypraski z upływem czasu w trakcie prasowania na gorąco i tym krótszy jest czas, w którym gęstość prawie całkowicie przestaje się zmieniać. Po osiągnięciu określonego czasu przetrzymywania gęstość brykietów nie będzie dalej rosła i wydłużanie czasu przetrzymywania będzie bez znaczenia.
Ponadto proszki z defektami krystalicznymi mogą osiągnąć większą gęstość stopu, ponieważ obecność defektów może aktywować proces prasowania na gorąco.
2. charakterystyka procesu prasowania na gorąco
Proces prasowania na gorąco daje swoim produktom wyjątkowy zestaw zalet. Dlatego proces ten odgrywa ważną rolę w produkcji węglika spiekanego. Główną cechą tego procesu jest.
a. Produkt tłoczony na gorąco ma wysoką gęstość i dobrą wydajność. Porowatość produktu prasowanego na gorąco jest bardzo niska, a gęstość prawie osiąga wartość teoretyczną. Jednocześnie, ponieważ czas prasowania na gorąco jest krótki, ziarna węglika nie rosną z powodu procesu rekrystalizacji, więc węgiel produktu jest drobniejszy niż ziarna kryształu wolframu, co sprawia, że produkt prasowany na gorąco ma wyższą twardość i lepszą odporność na zużycie , szczególnie nadaje się do produkcji precyzyjnych narzędzi, takich jak precyzyjne rolki i precyzyjne części zużywające się.
b. Ciśnienie prasowania jest niewielkie i może wytwarzać produkty na dużą skalę. Nacisk jednostkowy wymagany do prasowania na gorąco wynosi tylko około jednej dziesiątej prasowania na zimno. Ponadto rozmiar produktu można zwiększyć przez spawanie, a zatem rozmiar produktu prasowanego na gorąco jest ograniczony zdolnością prasy do mniejszej niż ciśnienie na zimno.
Obecnie masa wyrobów z węglików spiekanych wytwarzanych przez prasowanie na gorąco może osiągnąć kilkadziesiąt kilogramów, a nawet setki kilogramów.
c. Może wytwarzać produkty o skomplikowanych kształtach. Ze względu na prasowanie na gorąco materiały proszkowe mają termoplastyczność i dobrą płynność, dzięki czemu można je wytwarzać w produkty o skomplikowanych kształtach, takie jak cienkościenne rurki i produkty, takie jak cylindry kulkowe. Jednak w przypadku długich elementów nadal występuje przypadek, w którym gęstość jest nierówna, a spawane długie części są często nierównomiernie spawane.
re. Może wytwarzać produkty o dużych rozmiarach i nieodkształcone. Metoda prasowania na gorąco eliminuje wady deformacji tłoczenia na zimno i spiekania i może uzyskiwać długie elementy bez zginania i pustych produktów o względnie dokładnych wymiarach. Jednak z powodu prasowania na gorąco kobalt jest wytłaczany z powierzchni produktu, co nie tylko powoduje utratę kobaltu (od 1 do 3%), ale także powoduje, że powierzchnia tłoczonego na gorąco produktu jest szorstka, co jest trudne do czyszczenia i obróbki.
mi. Nadaje się do produkcji jednoczęściowej. Narzędzia do prasowania na gorąco są łatwe w produkcji i mają krótki cykl produkcyjny, dlatego szczególnie nadają się do pilnej produkcji pojedynczej lub niewielkiej produkcji.
f. Niska wydajność i wysokie koszty. Metoda prasowania na gorąco może wytwarzać tylko jeden do kilku produktów jednocześnie. Koszt formy jest wysoki, a okres użytkowania krótki. Dlatego nie nadaje się do produkcji na dużą skalę. Jest ogólnie stosowany do produkcji metody spiekania na zimno. produkt.
sol. Wymagana jest wysoka technologia operacyjna. Podczas procesu prasowania na gorąco kombinacja temperatury i ciśnienia, wzrostu temperatury i szybkości chłodzenia oraz kontroli skurczu odgrywają decydującą rolę w działaniu produktu i wadach. Dlatego operator musi mieć wysoki poziom umiejętności.
Warto zauważyć, że rozwój równowagi prasowania na gorąco i izostatycznego prasowania na gorąco eliminuje niektóre niedociągnięcia procesu prasowania na gorąco.
