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粉末冶金材料的热处理工艺

作者: 来源: 日期:2019/10/28 18:34:40 人气:419

粉末冶金材料的热处理工艺您了解吗?如今粉末冶金材料被应用得越来越广泛,它们在取代低密度、低硬度和强度的铸铁材料方面已经具有明显优势。粉末冶金材料的热处理有淬火、化学热处理、蒸汽处理和特殊热处理几种形式:

1、淬火热处理工艺

粉末冶金材料由于孔隙的存在,在传热速度方面要低于致密材料,因此在淬火时,淬透性相对较差。另外淬火时,粉末材料的烧结密度和材料的导热性是成正比关系的;粉末冶金材料因为烧结工艺与致密材料的差异,内部组织均匀性要优于致密材料,但存在较小的微观区域的不均匀性,所以,奥氏体化时间比相应锻件长50%,在添加合金元素时,奥氏体化温度会更高、时间会更长。

在粉末冶金材料的热处理中,为了提高淬透性,通常加入一些合金元素如:镍、钼、锰、铬、钒等,它们的作用跟在致密材料中的作用机理相同,可明显细化晶粒,当其溶于奥氏体后会增加过冷奥氏体的稳定性,确保淬火时的奥氏体转变,使淬火后材料的表面硬度增加,淬硬深度也增加。另外,粉末冶金材料淬火后都要进行回火处理,回火处理的温度控制对粉末冶金材料的的性能影响较大,因此要根据不同材料的特性确定回火温度,降低回火脆性的影响,一般的材料可在175-250℃下空气或油中回火0.5-1.0h。

2、化学热处理工艺

化学热处理一般都包括分解、吸收、扩散三个基本过程,比如,渗碳热处理的反应如下:

2CO≒[C]+CO2 (放热反应)

CH4≒[C]+2H2 (吸热反应)

碳分解出后被金属表面吸收并逐渐向内部扩散,在材料的表面获得足够的碳浓度后再进行淬火和回火处理,会提高粉末冶金材料的表面硬度和淬硬深度。由于粉末冶金材料的孔隙存在,使得活性炭原子从表面渗入内部,完成化学热处理的过程。但是,材料密度越高,孔隙效应就越弱,化学热处理的效果就越不明显,因此,要采用碳势较高的还原性气氛保护。根据粉末冶金材料的孔隙特点,其加热和冷却速度要低于致密材料,所以加热时要延长保温时间,提高加热温度。

粉末冶金材料的化学热处理包括渗碳、渗氮、渗硫和多元共渗等几种形式,在化学热处理中,淬硬深度主要与材料的密度有关。因此,可以在热处理工艺上采取相应措施,比如:渗碳时,在材料密度大于7g/cm3时适当延长时间。通过化学热处理可提高材料的耐磨性,粉末冶金材料的不均匀奥氏体渗碳工艺,使处理后的材料渗层表面的含碳量可达2%以上,碳化物均匀分布于渗层表面,能够很好地提高硬度和耐磨性能。

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