粉末冶金演讲ppt

主讲人：开绍东烧结炉与烧结气氛本章需要了解和掌握的要点：简述粉末冶金烧结用间歇式炉，连续炉的特点掌握炉子的结构，包括各个加热带、耐火材料、加热元件、结构方式等对温度控制和控温仪表有一定了解讨论使用烧结气氛的目的、控制气氛的重要性，能给出三种重要气氛与压坯之间的化学反应能掌握烧结钢渗碳与脱碳反应原理1.间歇式炉,连续炉的特点:间歇式炉体积普遍要比连续式窑炉小，由于该窑炉每烧制一次产品必须等待降温后才能取出，而再烧制的时候又需要升温，所以单位能耗比连续式窑炉要高。该窑炉比较适合生产小批量，规格不能量产的大件产品。连续炉特点是能连续生产，能耗要比间歇式窑炉小，能大量生产同类型的小型产品，其中以日用陶瓷辊道窑最为明显。2.1加热带：三个温度带：预热带:炉子的进口区，温度高于压坯中润滑剂分解温度，润滑剂被分解的气相产物由烧结气氛带出炉体。高温烧结带：完成压坯的烧结。金属与烧结气氛发生必要反应，压坯内部发生固结这里包括升温至烧结温度并且保温一段时间。冷却带：烧结好的零件通过冷却带逐渐由高温降低到低温。2.2耐火材料和加热元件：对耐火材料的选择：耐火材料不能含有氧化铁等杂质。因为如果含有杂质的话，这些杂质结果反映所分解出的C对加热元件和耐火材料都是有害的对加热元件的选择：加热元件有金属和非金属的，镍-铬合金可以加热到1150℃；钼加热元件可用于1890℃的高温，但需要用氢气或者氨气保护；碳化硅制作的陶瓷加热元件可以用到电加热中，加热温度可达到1330℃.3温度控制和控温仪表：根据炉温的高低，可以用热电偶或辐射高温计来测量和控制烧结炉的温度。热电偶的工作原理：将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。炉温用简单的通断式控制器控制：当热电偶测定的温度在设定的温度以下时，开关打开，电路通电，烧结炉继续加热；当温度高于设定温度时，则电路断开，使烧结温度降低。4烧结气氛：第一个目的是为了控制压坯与周围环境间的化学反应。烧结气氛不仅要保证还原反应进行的彻底，而且要防止压坯二次氧化；另外一个目的就是排出烧除润滑剂产生的气体或固体残留物。

烧结气氛的还原反应：用氢气作为烧结气氛，烧结铁碳时发生：FeO+H2<—

>Fe+H2O烧结气氛的渗碳脱碳反应：Fe+2CO=(Fe、C)+CO2

Fe+CH4=(Fe、C)+2H2

Fe+CO+H2=(Fe、C)+H2O5烧结钢渗碳与脱碳反应原理

吸热性气氛中的气体影响铁的渗碳和脱碳过程，首先考虑CO和CO2两个组分的气氛：平衡常数：K=ac（CO2体积分数）/（CO体积分数）2式中ac是吸热性气氛的碳势，与气相平衡的奥氏体中含碳量一致。渗碳/脱碳反应的平衡常数K值取决于温度。渗碳还是脱碳则取决于CO2体积分数对CO体积分数的平方之比。对于渗碳脱碳反应，CO2体积分数对CO体积分数平方的任一比率都与奥氏体中碳的一定活度相关，即与合金中某一碳的质量分数相关，其平衡常数是一个常数，是CO2体积分数对CO体积分数平方的比值与碳势的乘积。如果这个比值增大，那么碳势就降低，相当于奥氏体含碳量降低，于是出现脱碳；反之，比值减小，碳的活度增大，相当于奥氏体中含碳量