無模燒結

運用粉末冶金製造多孔材料的方法有多種,既有帶模燒結法,也有無模燒結法。為了避免脫模難等問題,無模燒結得到了運用。

簡介

對於製造高孔隙度多孔材料或製品而言,可採用松裝燒結法,該方法對於製造大尺寸產品來說,往往由於燒結後脫模困難等原因,而無法採用。實際中,由於所要研製的產品為超長(L>540mm)、超大(大管徑,Φ=90mm)、薄壁(δ=2.5mm)、高孔隙度(ε>30%)的不鏽鋼多孔阻尼管件,適於採用松裝燒結法,而不宜於帶模燒結。為了解決脫模難等問題,經試驗,研究出一種新的無模燒結技術。

無模燒結的流程

將原料金屬粉末松裝入包套,為了裝料均勻及消除粉末顆粒“拱橋效應”,採用震動裝料;裝套後,將其置入燒結盒內,卸去定型套,用耐高溫填料充填定位;將燒結盒移入燒結爐內進行燒結;燒結中,低熔點金屬熔化,流入燒結盒底部液流槽內;燒結後,取出燒結坯,送化學處理。同時將沉於燒結盒液流槽內的低熔點金屬熔融塊取出,送去回收處理。化學處理工藝是採用侵蝕劑將燒結坯中殘留的低熔點金屬侵蝕掉,基體金屬則不被侵蝕而保留下來。化學處理後,經清洗、烘乾而獲得所制產品。

無模燒結中的關鍵技術

包套金屬材料的選擇

包套金屬材料必須具備的性質有:它的熔點應低於產品基體金屬熔點,且熔點差要適宜,在燒結溫度未達到保溫溫度時就熔化;低熔點金屬在熔融狀態下不與產品基體金屬形成固溶體;在化學處理工藝中,易被侵蝕劑侵蝕,而產品基體金屬則不被或極少被侵蝕劑所侵蝕。

燒結溫度的控制

整個燒結過程分升溫、低熔點金屬熔化、燒結保溫、降溫冷卻等階段。其中升溫與低熔點金屬熔化階段的溫度控制至關重要,在此時間段內,低熔點金屬將發生一個熱力學及動力學反應的過程,即一個由軟化變形-熔融-液態流動-流入燒結盒底部的過程,必須控制升溫速度,既要保證低熔點金屬有充裕的時間完成這一反應過程,又要保證基體金屬在熱應力和流體作用下不會出現骨架坍塌現象。

侵蝕劑的選擇及濃度配製

當選定了低熔點包套金屬材質後,據此來選擇侵蝕劑及確定配製濃度。一般可選用酸、鹼溶液作侵蝕劑,而配製的濃度則應依據實驗而定,既應保證一定的侵蝕速度,又要保證基休金屬不受侵蝕,還應考慮便於低熔點金屬回收。

銅基多孔過濾元件的無模燒結

銅基多孔過濾元件是自動化生產線中不可缺少的元件,具有透過性能好、過濾精度高強度高、耐衝擊、耐高溫,可加工焊接,可清洗再生等優點。廣泛套用於氣源處理、濾油濾氣等氣動元件、液壓元件的製作。

通過無模燒結的方法所得到的樣品的過濾度符合下列規定、規格(μm)10、15、25、50、75、100的過濾分別不大於(μm)15、35、60、85、110元件能承受1.5倍公稱壓力的耐壓試驗,保壓1min無損傷和永久變形。元件表面無裂痕、凹穴和明顯的氧化變色磕碰痕跡。

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