真空烧结-东北大学_第1页
真空烧结-东北大学_第2页
真空烧结-东北大学_第3页
真空烧结-东北大学_第4页
真空烧结-东北大学_第5页
已阅读5页,还剩20页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

真空烧结1硬质合金的烧结烧结:使多孔的粉末压坯变成具有一定结构和性能的合金。硬质合金的氢气烧结氢气间隙炉:随炉子尺寸的增加其结构复杂;工艺:1.脱蜡+预烧;2.烧结;能耗比较氢气烧结日益昂贵;

H2和物料带入的水分及空气:进出料时氢气点火燃烧生成的部分水;杂质气体通过各温度带引起合金脱碳、渗碳、渗氮、还原、氧化等反应2真空烧结的特点真空烧结气氛真空烧结的致密化真空烧结的效果3真空烧结气氛真空烧结气氛的优势真空炉中的气氛稳定变化不大;无H2带来的不良反应;物料带入的气氛和吸附空气在炉子升温前的冷抽过程可基本去除;氧含量减至最低。真空度的选用原则(133-0.13Pa)4真空度的选用原则影响真空度选用的因素:原料含氧、碳量真空炉材料真空炉的泄漏率真空度选用原则:成形剂的彻底排除氧化物在尽可能低的温度被碳还原挥发去除的所有能挥发的杂质元素减少有用合金元素的挥发控制合金含碳量5真空烧结的致密化三种不同成分合金烧结(实践)和氢气烧结线收缩同温度和时间的关系线收缩/%ΔL×102/L6真空度及温度对致密化的影响真空烧结较好的去除颗粒表面的氧化膜,改善了碳化物同粘结相的湿润性促进了烧结过程、降低烧结温度,加速合金收缩的速度。真空烧结对线收缩速度的影响随(W,Ti)C在合金中的含量增加而提高;活化烧结压坯孔隙内气体量减少,气体产物更易排出,溶于金属的气体脱除WC-10%Co合金在不同温度及压强下的线收缩12.7%16.1%7真空烧结的效果耐磨性及强度显著提高降低生产成本检验项目氢气烧结真空烧结硬度HRA91.091.6抗弯强度/MPa12301950抗压强度/MPa42004470比例极限/MPa17201760弹性模数×103MPa530570切削试样:深度3.18mm后面磨损速度200m/min2min月牙洼磨损0.43mm0.71mm0.127mm0.381mmWC-TiC8%TaC11.5%-Co8.5%合金氢气及真空烧结平均物理力学性能的比较8硬质合金真空烧结淬火理论依据烧结淬火工艺烧结二次加热淬火烧结直接淬火影响烧结淬火的主要因素真空烧结淬火对硬质合金性能和结构的影响9影响烧结淬火的主要因素加热温度:800-1500℃;保温时间:fewmin-2h;加热介质(气氛):盐浴、氮气、真空等;淬火介质:油、水、气体(氮气、氩气、液氮等);回火:200-700℃、1-40h,真空炉或氢气保护;设备:高温盐浴炉、饱和气氛加热炉、真空烧结淬火炉真空度:6.6-0.66Pa10真空烧结淬火对性能和结构的影响不同真空淬火工艺对合金性能的影响室温抗弯强度提高5-30%,Co含量越高,效果越明显;冲击疲劳韧度提高100-300%;硬度提高0.2-1HRA,磁力和密度变化不大。不同牌号的硬质合金,淬火温度至关重要;其他因素有相同的影响和范围。真空淬火合金微区结构的影响真空淬火对合金硬质相的影响11真空烧结淬火合金微区结构的影响编号合金中WC的含量α‑Co(111)/ε-Co(1011)衍射峰高比相分析烧结态直油淬态烧结态直油淬态123456780258101215185.012.716.817.530.030.4--1.812.515.230.635.348.048.5-Co相Co相Co相Co相Co相,WC微量Co相,WC少量Co相,WCCo相,WCCo相Co相Co相Co相Co相Co相,WC微量Co相,WC少量Co相,WCCo基合金X射线衍射分析结果12真空烧结淬火合金微区结构的影响Co基合金成分与结构的变化在烧结态Co基合金中,WC在Co相中的饱和溶解度为10%左右,而在淬火态合金中12%,α‑Co/ε-Co比值随Co中溶解的WC量的增加而增大,直到出现WC相。融入Co相的WC相对α‑Co向ε-Co的晶型转变起到了抑制作用。

WC-Co合金Co相结构的变化随着淬火温度的提高,α‑Co/ε-Co比值增大α‑Co/ε-Co比值峰值对应的合金抗弯强度最高值13真空烧结Fe-Al基合金例子14Fe-Al基金属间化合物金属间化合物:

Ni-Al系,Ti-Al系,Fe-Al系Fe-Al金属间化合物的特点:优点:比强度高高的抗氧化性高的耐腐蚀性:S化气氛中优于不锈钢及防腐涂层成本低:为不锈钢的1/3缺点:脆性、断裂抗力差、低塑性、成型性差15研究目的采用Fe、Al单质粉末通过真空烧结制取近终成形的FeAl基合金制品,有效解决铁铝金属间化合物加工成形的困难;获得均匀细小的FeAl组织晶粒,提高FeAl基合金材料的性能。16材料及试验方法实验材料:99.75%,Fe粉、99.85%,Al粉,粒度均为200目,配比为原子比Fe∶Al=1∶1实验工艺流程:球磨压坯烧结成分、组织及力学性能分析17制备方法球磨:QM-1F型行星球磨机,室温,氩气保护,转速200r/min,分别球磨2、4、6、8、10、12h,球磨介质:玛瑙球,球料比为10∶1(质量分数,%)压坯:60t材料试验机,压力为1.5GPa,将粉末置于冷压模中保压10min,压制成110mm×10mm的坯料。烧结:管式电阻炉进行真空烧结,升温速率10℃/min,真空度为3×10-3Pa,200℃下除气10min,烧结620℃×4h。18成分、组织及力学性能分析方法X射线衍射实验:D/MAX-RC型衍射仪,Cu靶,Kαλ0.1504nm,

40kV,80mA。扫描电镜观察:日立S2570型,粉末颗粒形貌特征力学测试试样:烧结态。硬度测试:国产HX21000型显微硬度计,8点的平均值。横向断裂强度:三点弯曲法,断裂韧性:单边切口法(SENB),

5个试样的平均值。Fe和Al组元的晶粒尺寸和微观应变由衍射峰的半高宽求得19球磨粉末分析T球磨增加,Fe和Al的衍射峰变宽,强度减弱,晶粒尺寸细化,晶格畸变增加;球磨4h,形成了纳米晶复合粉,球磨8h,Al的衍射峰完全消失。在Al非晶化后,仍有个别Fe晶面的衍射峰,Al比Fe更易发生塑性变形,导致Al晶粒在球磨过程中由于承受较大的塑性变形而细化。球磨12h,只有金属间化合物FeAl的衍射峰。20球磨时间对Fe-Al晶粒尺寸的影响21不同球磨时间获得的Fe-Al材料形貌22烧结体的力学性能23真空烧结Fe-Al试样弯曲断口分析经620℃×4h烧结试样的室温弯曲断口形貌,室温下的弯曲断裂特征呈典型的韧窝断口,呈现高塑性塑性的提高由于随着晶粒尺寸的减小,晶界的密度增高,在晶界区域扩散系数较大,存在着大量的短程快扩散路径所致。组织均化。由于在机械合金化过程中Al均匀弥散分布于Fe中,且随着球磨的进行,形成均匀的固溶体,通过烧结后得到了力学性能均一的组织24结论高能球磨使Fe、Al混合粉形成具有层片结构的复合粉,且球磨时间越长,复合粉颗粒中的Fe、Al层片越薄越均匀。高能球磨

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论