1. 粉末冶金烧结后的硬度
1、石墨 石墨的优点是耐腐蚀性和自润滑性好,摩擦系数小,耐热冲击性好并容易加工,缺点是机械强度低,有孔隙。石墨的这两个缺点可以用浸渍和渗碳的方法改善。浸渍石墨可分为浸树脂和浸渍金属两种。浸树脂石墨耐腐蚀性好,但不耐高温(耐温约170~200℃);浸渍金属石墨高温性好(浸青铜、铝、铅等耐高温可达400~500℃),但耐腐蚀性差。石墨是使用最广泛的非金属材料,用作中低转速机械密封的动环和高速机械密封的静环。好的石墨,肉眼看来致密,手指摸上去不大脱粉,不大染黑手指。
2、陶瓷 陶瓷的优点是耐腐蚀性好,硬度很高,耐磨性好,缺点是脆性大以及硬度过高而难以加工。应用较多是氧化铝陶瓷,还有金属陶瓷。陶瓷多用于腐蚀性介质、中低速的场合。
3、堆焊硬质合金 在碳钢、铬钢和铬镍钢的密封面上堆焊硬质合金,优点是硬度高,耐磨性好,耐温性好(500℃以下),耐腐蚀或汽蚀性好,缺点是易产生气孔、夹渣和表面硬度不均匀。
4、碳化钨合金 由碳化钨、碳化钛等硬度高、熔点高的金属碳化物,是用加粘结剂粉末冶金的办法,压制烧结成型。优点是硬度、强度都很高,耐磨、耐高温、耐腐蚀,线膨胀系数低,缺点是性脆,加工困难。碳化钨是应用最广泛的端面密封副材料,多用作中低转速机械密封的静环,高速机械密封的动环。
2. 粉末冶金烧结气氛介绍
这得要看粉末冶金中粉末成份以及烧结处理方法:
1、如果成份中铜是相对不活泼成份,那烧结过程中烧损量最大的不是铜,而是更活泼的金属,铜不仅不会损失,反而含量会提高;反之,铜的烧损量大,会有流失。
2、如果烧结处理在惰性气氛中进行,那就不存在烧损问题,铜就不可能流失;当然,除非烧结及降温过程中出现铜的偏析。
3. 粉末冶金烧结后的硬度变化
硬质合金是一种粉末冶金材料,通过压制、烧结后就达到了硬度HRC85-93,硬度非常高,不需淬火了。可直接磨、线切割、电脉冲、抛光加工。性能特点硬质合金焊接刀片硬度高(86~93HRA,相当于69~81HRC);热硬性好(可达900~1000℃,保持60HRC);耐磨性好。硬质合金刀具比高速钢切削速度高4~7倍,刀具寿命高5~80倍。制造模具、量具,寿命比合金工具钢高 20~150倍。可切削50HRC左右的硬质材料。
但硬质合金脆性大,不能进行切削加工,难以制成形状复杂的整体刀具,因而常制成不同形状的刀片,采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
4. 粉末冶金烧结尺寸变化
烧结机的生产操作烧结机的生产操作内容包括:生产的工艺联系,设备的开停管理,点火温度的控制,混合料的水分、碳量的控制,料层厚度的选择和烧结机速度的控制,真空制度和烧结终点的控制。这里着重介绍后三点的操作。
一、烧结机机速与料层高度
烧结机机速与料层高度对烧结过程和产质量有着直接的影响。烧结机速度只允许在较窄的范围内调整。它主要根据料层的垂直烧结速度来决定,目的在于保证烧结终点能在预定的地区完结。所谓料层的垂直烧结速度就是在烧结过程中,混合料料层自上而下烧结,燃烧层厚度方向的移动速度,以毫米/分来表示。
料层厚度对烧结过程热利用及烧结矿成品率的影响是突出的。料层太厚,料层阻力加大,水汽冷凝现象加剧,容易导致料层透气性变坏,从而降低垂直烧结速度。薄料层烧结是可以提高烧结速度和机速。但是因为强度差的表层烧结矿相对增加,成品率必然下降。因此,适宜的料层高度应该根据优质、高产的原则统一考虑。比如,原料条件,设备能力等。当料层透气性好,抽风能力较强,可以考虑适当提高料层厚度或加快机速来提高烧结机的产量。
在实际生产操作上,一般不提倡用调整料层厚度的方法来控制烧结终点,而应采用改变机速的方法来控制烧结过程的进行。只是在料层透气性发生较大的变化时,改变机速不能满足要求的情况下才采取改变料层厚度的方法。而且为了稳定烧结操作,防止忽快忽慢的大幅度调整,要求调整间隔时间不能低于10分钟,每次机速调整的范围不能高于± 0.5米/分钟。
二、混合料水、碳含量的控制
烧结混合料的水、碳含量对烧结过程的变化起着非常重要的作用。
烧结过程是许多物理化学反应的综合过程。影响混合料水、碳变化的因素很多,因而必须从生产过程中反映出来的现象进行分析判断。混合料的水分大小与粒度组成、化学成分、亲水性以及季节气候条件有关,同时还与原料的配比,特别是生石灰、消石灰配比,混合料温度以及混合料的贮存时间等因素有着密切关系。在混合料含水量相同的情况下,宏观现象是粒度大的表面看起来水分偏大,粒度小的则水分偏小。亲水性强的物料,看起来水分不大,而实际上却水分较大,而亲水性差的物料看起来水分偏大,而实际水分不一定大。
混合料水分的变化除可以从机头直接取混合料观察外,机头机尾的仪表也都有反映。一般水分过大时,圆辊布料机下料不畅,料层会自动减薄,布料机后面出现鳞片状,点火器火焰向外喷,点火料面有黑点,负压略有升高,机尾烧结矿层断面红火层变暗,强度变差。若水分过小时,点火器火焰外喷,料面有浮灰,总管负压升高,机尾出现“花脸”、烧不透的现象,烧结矿孔小且发松疏散。
燃料用量的判断,可以直接从机尾料层断面来进行判断。当燃料适宜时,断面正常,不发散,不溜台车,红、黑层分明没有火苗。燃料多时,红层厚且发亮,有火苗,烧结矿成大孔薄壁结构,同时返矿量减少,粘台车严重。燃料少时,红层薄而且断面红火层发暗,断面松散孔小,灰尘大,返矿量增多。燃料粒度大时,局部过熔白亮,冒火苗,局部发黑松散,且粘台车。从点火器来看:燃料多时料面红的延续长,点火温度正常时,料面发亮过熔。燃料少时,台车出点火器后料面发暗,很快变黑。点火温度正常时,虽然表面有部分熔化,但上层烧不成块,一捅即碎。从仪表来看:燃料多时,总管负压升高,总管废气温度升高,机尾风箱温度也将上升。燃料少时,温度下降,总管负压变化不大或略高。
总括来讲,经验表明,当水、碳适宜时,生产稳定,其表现为:
1、点火器的火焰均匀顺利地抽入料层,台车离开点火器后,料面红至4~5号风箱。机尾断面整齐,气孔均匀,无夹生料,赤红部分占断面的1/2。
2、台车在机尾翻转时,烧结矿顺利卸下,不粘料。
3、机尾落下的烧结矿块度均匀,粉末少。
4、在不变动料层厚度的条件下,垂直烧结速度,大烟道及风箱的废气温度,真空度只在很窄的范围内波动,烧结终点稳定。
当水、碳的添加量不适宜时,烧结机看火工应该及时与混合机看水工或者配料室联系加减水或燃料,同时应该考虑到调整水或燃料的滞后过程,相应的采用增减料层,提、降点火温度,加、减机速进行调整。
三、烧结终点的控制
烧结终点表示烧结过程的结束,所以正确控制烧结终点是生产操作的重要环节。一般判断终点的主要依据有:
1、仪表所反映的主管废气温度、负压,机尾末端三个风箱的温度、负压差
2、机尾断面黑、红、厚、薄。
3、成品烧结矿和返矿的残碳量。
生产稳定时,烧结终点基本不变。如果记器仪表反映主管负压升高,废气温度下降,这意味着终点后移。反之,如负压下降,温度上升,意味着终点提前。
在烧结过程到达终点的风箱上时,料层的燃烧反应基本完毕,故该风箱废气温度最高,一般可达280~300℃以上。它比前后相邻的风箱的废气温度要高25~40℃。终点以后的风箱,由于上部台车的物料全部变成烧结矿层,透气性良好,再加上烧结机端部漏风的影响,故负压随之下降,与前一个风箱的差值在100毫米水柱左右。主管废气温度不能太低。否则,由于终点控制不当,会使烧结矿质量下降,同时也会使废气中蒸汽冷凝,导致风机叶片挂泥及废气中的SO2生成亚硫酸,腐蚀风机叶片,缩短了风机转子的使用寿命。因而,一般规定主管废气温度为110~150℃。
5. 粉末冶金的烧结温度
粉末冶金含油轴承烧结在锡青铜粉中加入铁粉研制成铁青铜烧结轴承材料,其铁含量的加入与收缩率、耐磨性的关系,并得出铁粉的最佳加入量为40%。根据铁-铜合金的烧结原理及状态图,得出铁铜合金的材料的烧结温度随铁粉加入量的增加而增高,最佳烧结温度为820-850℃。