粉末冶金演講ppt

主講人：開紹東燒結爐與燒結氣氛本章需要了解和掌握的要點：簡述粉末冶金燒結用間歇式爐，連續(xù)爐的特點掌握爐子的結構，包括各個加熱帶、耐火材料、加熱元件、結構方式等對溫度控制和控溫儀表有一定了解討論使用燒結氣氛的目的、控制氣氛的重要性，能給出三種重要氣氛與壓坯之間的化學反應能掌握燒結鋼滲碳與脫碳反應原理1.間歇式爐,連續(xù)爐的特點:間歇式爐體積普遍要比連續(xù)式窯爐小，由于該窯爐每燒制一次產(chǎn)品必須等待降溫后才能取出，而再燒制的時候又需要升溫，所以單位能耗比連續(xù)式窯爐要高。該窯爐比較適合生產(chǎn)小批量，規(guī)格不能量產(chǎn)的大件產(chǎn)品。連續(xù)爐特點是能連續(xù)生產(chǎn)，能耗要比間歇式窯爐小，能大量生產(chǎn)同類型的小型產(chǎn)品，其中以日用陶瓷輥道窯最為明顯。2.1加熱帶：三個溫度帶：預熱帶:爐子的進口區(qū)，溫度高于壓坯中潤滑劑分解溫度，潤滑劑被分解的氣相產(chǎn)物由燒結氣氛帶出爐體。高溫燒結帶：完成壓坯的燒結。金屬與燒結氣氛發(fā)生必要反應，壓坯內(nèi)部發(fā)生固結這里包括升溫至燒結溫度并且保溫一段時間。冷卻帶：燒結好的零件通過冷卻帶逐漸由高溫降低到低溫。2.2耐火材料和加熱元件：對耐火材料的選擇：耐火材料不能含有氧化鐵等雜質(zhì)。因為如果含有雜質(zhì)的話，這些雜質(zhì)結果反映所分解出的C對加熱元件和耐火材料都是有害的對加熱元件的選擇：加熱元件有金屬和非金屬的，鎳-鉻合金可以加熱到1150℃；鉬加熱元件可用于1890℃的高溫，但需要用氫氣或者氨氣保護；碳化硅制作的陶瓷加熱元件可以用到電加熱中，加熱溫度可達到1330℃.3溫度控制和控溫儀表：根據(jù)爐溫的高低，可以用熱電偶或輻射高溫計來測量和控制燒結爐的溫度。熱電偶的工作原理：將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。爐溫用簡單的通斷式控制器控制：當熱電偶測定的溫度在設定的溫度以下時，開關打開，電路通電，燒結爐繼續(xù)加熱；當溫度高于設定溫度時，則電路斷開，使燒結溫度降低。4燒結氣氛：第一個目的是為了控制壓坯與周圍環(huán)境間的化學反應。燒結氣氛不僅要保證還原反應進行的徹底，而且要防止壓坯二次氧化；另外一個目的就是排出燒除潤滑劑產(chǎn)生的氣體或固體殘留物。

燒結氣氛的還原反應：用氫氣作為燒結氣氛，燒結鐵碳時發(fā)生：FeO+H2<—

>Fe+H2O燒結氣氛的滲碳脫碳反應：Fe+2CO=(Fe、C)+CO2

Fe+CH4=(Fe、C)+2H2

Fe+CO+H2=(Fe、C)+H2O5燒結鋼滲碳與脫碳反應原理

吸熱性氣氛中的氣體影響鐵的滲碳和脫碳過程，首先考慮CO和CO2兩個組分的氣氛：平衡常數(shù)：K=ac（CO2體積分數(shù)）/（CO體積分數(shù)）2式中ac是吸熱性氣氛的碳勢，與氣相平衡的奧氏體中含碳量一致。滲碳/脫碳反應的平衡常數(shù)K值取決于溫度。滲碳還是脫碳則取決于CO2體積分數(shù)對CO體積分數(shù)的平方之比。對于滲碳脫碳反應，CO2體積分數(shù)對CO體積分數(shù)平方的任一比率都與奧氏體中碳的一定活度相關，即與合金中某一碳的質(zhì)量分數(shù)相關，其平衡常數(shù)是一個常數(shù)，是CO2體積分數(shù)對CO體積分數(shù)平方的比值與碳勢的乘積。如果這個比值增大，那么碳勢就降低，相當于奧氏體含碳量降低，于是出現(xiàn)脫碳；反之，比值減小，碳的活度增大，相當于奧氏體中含碳量