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如何提高不锈钢粉末冶金的密度
添加时间:2016/10/14

  不锈钢粉末冶金在制造的时候容易产生孔隙,这会影响其使用,使其力学性能、耐腐蚀性和耐磨性下降,限制了不锈钢粉末冶金的应用。而不锈钢粉末冶金的这些性能又都随密度的增大而提高,所以,提高不锈钢粉末冶金的密度是自在必行的,那么,如何提高不锈钢粉末冶金的密度?
1、超固相线烧结
  传统不锈钢烧结一般采用固相烧结,然而,固相烧结时不锈钢内部会残留大量孔隙,使其致密度和性能降低。而超固相线液相烧结,使不锈钢预合金粉末在烧结时形成液相,液相通过流动填充孔隙进而提高烧结体的致密度和性能。
  不同于普通的液相烧结,超固相线液相烧结是对预合金粉的烧结,且在烧结过程中始终是单一相,烧结温度位于固相线和液相线之间,在该温度下预合金粉颗粒的晶粒内、晶界处及颗粒表面均形成液相,颗粒在液相毛细管力作用下实现重排,其表面曲率变化较大的地方将优先溶解,通过液相流动传质,在大颗粒凹陷处或孔隙处析出,达到快速传递物质的目的,从而使烧结体达到致密。
  在1400 ℃超固相线液相烧结所得到的316L不锈钢,其致密度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性均高于1200 ℃下固相烧结的产品。然而,因烧结温度过高,会使晶粒过度长大,造成过烧,应注意避免。
2、采用合适的添加剂
  在粉体中添加某些低熔点的合金元素,通过其在烧结时形成的液相可以大大降低其孔隙率,从而使不锈钢满足更高的性能要求。例如,在304不锈钢粉中添加2%~8%的铜基合金,由于铜的熔点较低,在960℃时就开始形成液相,到1000 ℃时全部形成液相,当温度高于铜的熔点时,液相的流动使得表面气孔不断球化和缩小;由于铜对不锈钢基体有较好的润湿性,可均匀分布在不锈钢基体上,使得烧结体的气孔显著减少,显微硬度也明显提高。在添加量为8%时,1350℃烧结后的密度提高至7.05g/cm3。
  通过添加合适的强化相也可以改进粉末冶金不锈钢的性能,特别是力学性能。例如,在316L不锈钢中添加1.5%~3%(体积分数)SiC,由于SiC和不锈钢基体之间的交互作用,形成了低熔点的Fe-SiC相,提高了烧结体的致密度,使其硬度和耐磨性均有所提高。
  以上就是关于如何提高不锈钢粉末冶金的密度的讲解,与传统熔炼工艺生产的不锈钢相比,不锈钢粉末冶金具有所生产的零件接近净成型、尺寸精度高、材料利用率高、组织结构均匀等优点,已广泛应用于机械、化工、船舶、汽车、仪器仪表等行业。