燒結是為粉末加熱到高于大約絕對熔點一半的溫度,粉末顆粒會粘結在一起的熱處理過程。各種燒結的共同點是在粉體壓坯強度升高時,伴隨表面積的縮小。這是因為在燒結溫度下發(fā)生原子運動,逐漸形成顆粒間的結合造成的。
液相燒結是混合粉末在燒結溫度下,在固相顆粒間形成液相,液相的形成可以由一種低熔點粉末熔化,或者兩種粉末形成共晶相,或者將低熔點預合金粉末加熱到兩相區(qū),形成液相。液相燒結是液相在固體顆粒間產(chǎn)生的毛細管力促使粉末體快速致密化,毛細管力是相當大的內(nèi)力,無須施加外力。
固相燒結包括單相燒結,混合固相燒結,人們對此研究很多,應用也很多,但尚缺乏定量的研究。固相燒結和液相燒結同屬無壓燒結。
無壓燒結在燒結之前經(jīng)冷壓成坯,然后進行燒結,應使無壓浸漬燒結在壓坯燒結之前達到一定的致密度。
固相燒結過程中包括第二固相,壓坯均勻化,活化燒結,它類似于液相燒結,第二固相可以加快顆粒間的結合。
常用熱壓燒結的原理概述
人造金剛石制品生產(chǎn)中,應用較多的是熱壓燒結。將混合粉加熱到一定溫度后,施加壓力使其致密化。
1.普通熱壓 應用較普通的是將混合粉裝入模具后首先給自身電阻加熱,達到一定溫度后加壓致密化,也有用中頻感應加熱,箱式爐加熱等。
2.電火花熱壓燒結語 電火花熱壓燒結,在加熱初期施一輕壓,通電后粉末顆粒放電,加熱收縮,壓頭自動跟蹤使其不發(fā)生長弧放電,放電過程結束后加重壓,這時靠電阻加熱均勻化成型。
電火花燒結的優(yōu)點如下:因粉末顆粒間的放電,可擊穿粉末表面的氧化皮和吸附氣體,然后將它們排除,改善燒結質量十分明顯,是先進的生產(chǎn)工藝;電火花燒結燒結時間短,約幾秒到幾分鐘;節(jié)能,適用于燒結金剛石工具和超耐熱材料。
3.熱等靜壓燒結語 熱等靜壓燒結是指把壓坯裝入耐熱柔性包裝物中,放到容器中通高壓高溫氦氣實現(xiàn)燒結,熱等靜壓燒結各向壓力相等,燒結體致密化程并高,也可以用于熱壓或無壓燒結件的二次致密化處理,這種燒結方法應用不普遍,價格也高。
液相燒結中還有無壓浸漬燒結,壓坯的施壓方式也有用冷等靜壓制成壓坯的,冷等靜壓的傳壓介質可以用高壓油,氣,水等。