粉末冶金原理與工藝燒結(jié)爐及燒結(jié)氣氛

粉末冶金原理與工藝-燒結(jié)原理周瑞

2011年4月2第七章

燒結(jié)氣氛

sinteringatmosphere31.燒結(jié)氣氛的作用與分類作用：控制燒結(jié)體與環(huán)境之間的化學(xué)反響—保護(hù)作用如氧化和脫碳及時(shí)帶走燒結(jié)坯體中潤(rùn)滑劑和成形劑的分解產(chǎn)物—凈化作用4分類氧化性氣氛：如純Ag或Ag-氧化物復(fù)合材料及氧化物陶瓷的燒結(jié)復(fù)原性氣氛：含有H2或CO組份的燒結(jié)氣氛如硬質(zhì)合金燒結(jié)用氫氣氛，鐵基、銅基粉末冶金零件的含氫氣氛惰性或中性氣氛：Ar,He,N2,真空滲碳?xì)夥眨汉休^高的導(dǎo)致燒結(jié)體滲碳的組元，如CO,CH4,碳?xì)浠衔餁怏w氮基氣氛：含氮量很高的燒結(jié)氣氛10%H2+N25以電解氫的本錢為參考：H2：1.0；氮基〔nitrogen-based〕氣氛：0.6；分解氨〔dissociatedammonia〕：0.4；吸熱性氣氛(endothermalgas)：0.2；放熱性氣氛(exothermalgas)：0.1；真空(vaccum)：昂貴〔設(shè)備投資大〕不同燒結(jié)氣氛的本錢比較62.復(fù)原氣氛〔reducingatmosphere〕金屬粉末燒結(jié)過程中的作用：保護(hù)金屬不發(fā)生氧化使壓坯中金屬氧化物復(fù)原MeO+H2→H2O+Me(吸熱反響)Kp=PH2O/PH2T↑,Kp↑因而，氫氣氛的復(fù)原能力隨溫度升高而增強(qiáng)，低溫時(shí)的復(fù)原能力低7露點(diǎn)：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氣氛中水蒸汽開始凝結(jié)的溫度氣氛中含水量愈多，露點(diǎn)愈高水蒸汽體積分?jǐn)?shù)〔VH2O〕與氣氛露點(diǎn)〔TDP〕間的關(guān)系為：lg〔VH2O)=-0.237+0.0336TDP–1.74×10-4TDP2+5.05×10-7TDP3(TDPisin℃)8電解氫的露點(diǎn)通常為幾攝氏度〔經(jīng)冷凍枯燥可降低露點(diǎn)〕分解氨氣體為-40—-50℃93.含碳?xì)夥誐eO+CO→CO2+Me〔放熱反響〕Kp=Pco2/PcoT↑，Kp↓因而，CO在低溫時(shí)具有較強(qiáng)的復(fù)原能力104.可控碳勢(shì)氣氛滲、脫碳原理以CO為主的氣氛Fe+2CO→Fe(C)+CO2Kp=(αc.Pco2)/(αFe.Pco2)αc-碳在鐵中的固溶度；αFe=1在給定的燒結(jié)條件，要控制待燒結(jié)鐵基材料的碳含量〔即〕，必須控制Pco2/Pco2即氣相中兩組分的濃度比11要使αc↑，那么要降低分壓比，↑CO濃度假設(shè)燒結(jié)體中碳含量高于αc，發(fā)生脫碳現(xiàn)象假設(shè)燒結(jié)體中碳含量高于αc，發(fā)生滲碳現(xiàn)象12碳勢(shì)某一含碳量的材料在某種氣氛中燒結(jié)時(shí)既不滲碳也不脫碳，以材料中的碳含量表示氣氛的碳勢(shì)13有機(jī)碳?xì)浠衔餁怏w：Fe+CH4→Fe(C)+2H2〔吸熱反響〕Kp=PH22.αc/PCH4在一定平衡條件下，αc取決于PH22/PCH4。H2+CO混合氣體：Fe+CO+H2→Fe(C)+H2OKp=PH2O.αc/(Pco.PH2)滲碳反響不僅取決于CO的濃度，而且與露點(diǎn)有關(guān)在高、低溫下均具有較強(qiáng)的復(fù)原能力14吸熱型氣氛需從外部供熱的裂解氣與放熱型比較，H2含量高，CO2濃度較低是一種復(fù)原性更強(qiáng)、碳勢(shì)