真空烧结材料对产品密度的影响范文

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《现代冶金杂志》2015年第一期

1实验过程

1.1样品制备（1）样品原料：巴斯夫Catamold316LW注射喂料；（2）样品形状：28mm圆形工件（注件制品）；（3）注射机器：日精80tMIM注射机；（4）脱脂设备：克莱默催化脱脂炉（160L）；（5）烧结设备：宁波岛津真空炉(200L)；（6）保护气体：10kPa氩气15L/min。所有样品注件坯均在同样的注射参数下制备，取25件无披锋、气泡、砂孔等不良缺陷的样品，分成5组，每组5件（全部标记）进行测试，其注件密度结果如表1所示。由表1可以看出，数值保持均匀、稳定,波动很小，注件密度可视为是基本一致的。

将测完密度之注件坯放入烘箱，调至40℃烘干30min以上，取出后冷却至室温，然后将每组注件坯用同样的方式摆放在陶瓷板上，再放入相同层数的脱脂炉内依次进行脱脂。各批次注件脱脂参数均一致，氮气5m3/h、酸量240mL/h，脱脂完成后再将注件放入烧结炉进行烧结。

1.2烧结曲线设定烧结曲线设定如表2所示。

1.3烧结过程烧结是MIM工艺中最重要的工序之一，不但脱除残余粘结剂，还消除了粉末颗粒之间的孔隙，使得MIM产品达到全致密或接近全致密化。各批次样品摆放方式和位置均相同，前期均在氮气氛围进行脱脂烧结，保温至800℃后依次设定420min、360min、300min、240min、210min升温至烧结温度（此段保持10kPa氩气15L/min），保温时间120min后强制冷却至室温，开炉取出烧结样品，各组样品做金相分析显示均为奥氏体，按标记测定每个样品密度，其结果如表3所示。

2试验结果分析

依据烧结后的样品密度数据可以看出，经过曲线3和4(即300min、240min升温至最高烧结温度)烧结后的样品密度高，且比曲线1明显高出很多；曲线5烧结后的产品虽然密度也有提高，但产品已经出现一定变形，这是由于升温过快使得空隙缩小，同时应力迅速增大，空隙内部还有间隙来不及全部消除，而粉末驱动能被动的被削弱，这样在冷却阶段就会出现应力释放而变形；较慢的升温速率同样会因为晶界扩散速度较慢而粉末表面驱动能在不断消耗，在晶界运动扩散过程无法达到晶格较好的重叠和滑移，这样内部还有一定的空隙无法消除，从而无法达到较好的致密化。

3结束语

影响产品最终致密化的因素较多，经过对产品外观和密度的综合考量，在岛津炉真空压力下烧结316L样品升温4h～5h的实验条件下，能保证样品有较高的密度；这一烧结工艺不但缩短了烧结时间，还有效提高材料密度，保证了316L制品的性能，同时可调高烧结产能。

作者：张新房陈兴敏单位：深圳正和忠信股份有限公司MIM部