燒結是硬質合金生產過程中的*后一道主要工序。
株洲金信硬質合金有限公司擁有17年的行業經驗,供應各種硬質合金,燒結的目的是使多孔的粉末壓坯變為具有一定的結構和性能的合金。 合金的結構和性能固然取決于燒結之前的許多工藝因素,但是在某些條件下,燒結工藝對硬質合金的結構和性能有著重大的、甚至是決定性的影響。 硬質合金的燒結過程比較復雜,既有物理變化,也有化學反應,但主要是:燒結體致密化;碳化物晶粒長大;膠結相成分的變化以及合金結構的形成等。
株洲金信硬質合金有限公司的整個燒結過程大致可以分為哪幾個階段呢?
一、低溫燒結階段 通常指1000℃以下的燒結過程。在此階段中碳化鎢于鈷中的溶解度應當小于4%,因此,碳化鎢向鈷中的擴散過程還不活躍,只進行表面擴散。此時在鈷粉顆粒之間的接觸區域產生某些“焊接”,而彼此接觸的碳化鎢顆粒間亦可產生很微弱的連接。燒結體在此溫度下的線收縮為0.8%左右,強度增加不大,僅可滿足機械加工的需要。 實際生產中,有時也將這一階段作為一個單獨的過程。此時通常叫做“預燒”。 這階段的其它作用是:隨著溫度的升高,成型劑逐漸被排除,粉末顆粒表面的氧化物被逐漸還原,粉末顆粒之間的接觸應力逐漸消除,以及從氣氛中吸收碳(如果氣氛中有碳的話)等。
二、高溫燒結階段 從1000℃到燒結溫度。含碳化鎢70%以上的工業合金,屬于過共晶合金。當燒結溫度為1400℃時,燒結體在此溫度區間將發生如下的變化:隨著溫度的升高,碳化鎢繼續溶于固態鈷中,所形成的固溶體的成分應該沿a″a′線變化。當達到共晶溫度(1340℃)且固溶體的成分達到a′點時,燒結體內開始出現共晶成分(d點)的液相。然而燒結體的原始組成是不平衡的。因此,只有在此溫度下保持足夠的時間才能達到平衡狀態,即全部固γ溶體的成分達到a′點。稍高于共晶溫度時,則固γ溶體全部進入相當于共晶成分(d點)的液相。繼續升溫時,液相的成分沿dc線變化。當液相成分達到c點后,系統達到新的平衡狀態,此時燒結體由成分為c點的液相和剩余的碳化鎢相所組成。在燒結溫度(1400℃)下繼續保溫時,除碳化鎢晶粒長大外,按狀態圖來說,不會發生成分和相的變化。 隨著碳化鎢向固相鈷中擴散,以及鈷相顆粒間焊接作用的加強,燒結體在此階段發生激烈的收縮,并在液相出現之后由于粘性流動的加強,收縮過程迅速完成。 然而實際的燒結過程要復雜得多。
三、冷卻階段 從燒結溫度到室溫。如果整個冷卻過程處于平衡狀態的話,則成分符合燒結體冷卻時,應該首先從液相中析出碳化鎢,并在降到共晶溫度后形成WC+γ二元共晶。因此,合金的組織應該是:原始WC+從液相中析出的WC+共晶(WC+γ)。實際合金的組織總是WC+γ,,而與冷卻速度無關。然而冷卻速度可能影響到合金中γ相的成分(與燒結體的*終含碳量有關),從而影響到合金的性能。
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