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精密管技术

提高精密小径管的密度

  • 发布时间:2020-11-05

在烧结过程中,粉末粒子之间产生了冶金结合。随烧结精密小径管的密度提高,精密小径管的强度、延性、韧性、导电率和热导率也随之增加。如果将不同的材料进行混合,相互扩散可以促进形成合金相和金属间化合物。

由于密度增加,精密小径管尺寸会发生收缩。为满足预期的公差要求,压实生坯的尺寸必须适当的大于实际工件尺寸。在烧结过程中,会残留部分孔隙;压制和烧结粉末冶金产品的残余孔隙率一般保留在5%~25%范围。

精密小径管

采用高温烧结,可进一步提高精密小径管密度和均质化程度,由此促进孔隙圆整和提高合金元素均匀性,使精密碳钢钢管热处理能达到预期的效果。在传统烧结温度1150℃(2100℉)下烧结,大部分氧化物发生还原,但小径精密管某些元素(如锰和铬)的氧化物需在更高温度的还原性气氛中才可发生还原。

这些氧化物降低力学性能,影响合金的热处理效果。高温烧结不仅提高改善了力学性能,也使粉末冶金精密小径管的热处理工序更加容易。网通常采用网带式炉对粉末冶金钢生坯进行烧结,过带式炉的最高工作温度通常为1150℃,现已有超该最高工作温度的网带式炉。

当烧结温度高于1150℃,通常广泛采用推杆式炉。采用更高的烧结温度(1150~1315℃,或2100~2400℉)的一个主要问题是增加了设备维护成本。压制和烧结精密小径管实现达到更高密度的工艺是,复压复烧(doublepressinganddoublesintering,DPDS)工艺。

通常情况下,该工艺的难度在于,初次烧结后碳发生溶解,粉末冶金精密小径管硬度太高,难以再进行压制。通过降低初次烧结温度,仅使少量石墨发生溶解,使该预烧结(presintered)精密小径管可容易进行再次压制,进一步致密化;第二次烧结温度采用正常烧结或高于正常烧结的温度。

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通过复压复烧结工艺,精密合金小径管的密度可高达95%的理论密度。在传统压制和烧结工序中,通常压制确定了尺寸,但在烧结工序中,精密小径管致密化会使尺寸发生改变,产生收缩。此外,如小径精密钢管烧结过程有非均匀加热和冷却,可能发生翘曲或变形。

可采用再次压制、模压或定型方法恢复或提高尺寸精度。在冷加工和进一步提高密度的共同作用下,可提高精密小径管25%~50%的强度。根据粉末冶金钢精密小径管性能要求,可采用淬火加回火达到所需的强度或硬度要求。

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