W?rmebehandlungsprozess der Pulvermetallurgie

Die Anwendung von pulvermetallurgischen Materialien in der modernen Industrie ist immer umfangreicher geworden. Bei der Anwendung komplexer Teile mit hoher Dichte und hoher Pr?zision, die geschmiedete Stahlteile ersetzen, wurde mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Pulvermetallurgietechnologie eine schnelle Entwicklung erreicht. Aufgrund des Unterschieds im nachfolgenden Behandlungsprozess weisen seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften jedoch immer noch einige M?ngel auf. In diesem Artikel wird der W?rmebehandlungsprozess von pulvermetallurgischen Werkstoffen kurz erl?utert und analysiert, seine Einflussfaktoren analysiert und Strategien zur Verbesserung des Prozesses vorgeschlagen.

I. Einleitung
Pulvermetallurgische Materialien werden in der modernen Industrie, insbesondere in der Automobilindustrie, im t?glichen Bedarf, in Maschinen und Anlagen usw., immer h?ufiger eingesetzt., pulvermetallurgische Materialien haben einen gro?en Anteil eingenommen. Sie haben offensichtliche Vorteile beim Ersetzen von Gusseisenwerkstoffen mit geringer Dichte, geringer H?rte und Festigkeit und werden dank der rasanten Entwicklung der Pulvermetallurgietechnologie allm?hlich bei der Anwendung von Pr?zisions- und komplexen Teilen mit hoher H?rte, hoher Pr?zision und Festigkeit popul?r. Der W?rmebehandlungsprozess von vollst?ndig dichtem Stahl war erfolgreich, aber bei der W?rmebehandlung von pulvermetallurgischen Materialien gibt es aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von pulvermetallurgischen Materialien und des unterschiedlichen W?rmebehandlungsprozesses immer noch einige M?ngel. Bei der technischen Erforschung von pulvermetallurgischen Werkstoffen durch verschiedene Gie?erei- und Schmelzbetriebe, Warmschmieden, Pulverspritzgie?en, hei?isostatisches Pressen, Flüssigphasensintern, kombiniertes Sintern und andere W?rmebehandlungs- und Folgebehandlungsverfahren, bei den physikalischen und mechanischen Eigenschaften von pulvermetallurgischen Werkstoffen Defekte W?hrend Der Verbesserung wurden bestimmte Effekte erzielt, die Festigkeit und Verschlei?festigkeit von pulvermetallurgischen Werkstoffen verbessert und der Anwendungsbereich der Pulvermetallurgie stark erweitert.
2. W?rmebehandlungsprozess von pulvermetallurgischen Materialien

Die W?rmebehandlung von pulvermetallurgischen Werkstoffen sollte nach ihrer chemischen Zusammensetzung und Korngr??e bestimmt werden. Das Vorhandensein von Poren ist ein wichtiger Faktor. Die beim Pressen und Sintern von pulvermetallurgischen Werkstoffen gebildeten Poren verlaufen durch das gesamte Bauteil. Das Vorhandensein von Poren beeinflusst die Art der W?rmebehandlung. Und Wirkung.

Die W?rmebehandlung von pulvermetallurgischen Werkstoffen hat verschiedene Formen: Abschrecken, chemische W?rmebehandlung, Dampfbehandlung und spezielle W?rmebehandlung:

1. Abschreckender W?rmebehandlungsprozess

Aufgrund des Vorhandenseins von Poren ist die W?rmeübertragungsrate von pulvermetallurgischen Materialien niedriger als die von dichten Materialien, so dass die H?rtbarkeit w?hrend des Abschreckens relativ schlecht ist. Au?erdem ist w?hrend des Abschreckens die Sinterdichte des Pulvermaterials proportional zur W?rmeleitf?higkeit des Materials; Aufgrund des Unterschieds zwischen dem Sinterprozess und dem dichten Material ist die Gleichm??igkeit der inneren Struktur des pulvermetallurgischen Materials besser als die des dichten Materials, es gibt jedoch einen kleineren mikroskopischen Bereich. Inhomogenit?t, daher ist die vollst?ndige Austenitisierungszeit 50% l?nger als bei den entsprechenden Schmiedeteilen. Wenn Legierungselemente hinzugefügt werden, ist die vollst?ndige Austenitisierungstemperatur h?her und die Zeit l?nger.

Bei der W?rmebehandlung von pulvermetallurgischen Werkstoffen werden zur Verbesserung der H?rtbarkeit einige Legierungselemente wie Nickel, Molybd?n, Mangan, Chrom, Vanadium usw. verwendet. werden normalerweise hinzugefügt. Ihre Rolle ist die gleiche wie bei dichten Materialien, die Kristalle erheblich verfeinern k?nnen. Granulate erh?hen, wenn sie in Austenit gel?st sind, die Stabilit?t des unterkühlten Austenits, stellen die Austenitumwandlung w?hrend des Abschreckens sicher, erh?hen die Oberfl?chenh?rte des Materials nach dem Abschrecken und erh?hen die Abschrecktiefe. Au?erdem müssen die pulvermetallurgischen Werkstoffe nach dem Abschrecken angelassen werden. Die Temperaturregelung der Anlassbehandlung hat einen gr??eren Einfluss auf die Leistung der pulvermetallurgischen Werkstoffe. Daher sollte die Anlasstemperatur entsprechend den Eigenschaften verschiedener Materialien bestimmt werden, um den Effekt der Anlassspr?digkeit zu verringern. Allgemeine Materialien k?nnen in Luft oder ?l bei 175-250 ℃ für 0,5-1,0 Stunden angelassen werden.

2. Chemischer W?rmebehandlungsprozess

Die chemische W?rmebehandlung umfasst im Allgemeinen drei grundlegende Prozesse der Zersetzung, Absorption und Diffusion. Zum Beispiel ist die Reaktion der Aufkohlungsw?rmebehandlung wie folgt:
2CO≒[C]+CO2 (exotherme Reaktion)
CH4≒[C]+2H2 (endotherme Reaktion)

Nachdem der Kohlenstoff zersetzt ist, wird er von der Metalloberfl?che absorbiert und diffundiert allm?hlich in das Innere. Nach Erreichen einer ausreichenden Kohlenstoffkonzentration auf der Oberfl?che des Materials erh?ht die Abschreckungs- und Anlassbehandlung die Oberfl?chenh?rte und H?rtungstiefe von pulvermetallurgischen Materialien. Aufgrund des Vorhandenseins von Poren in pulvermetallurgischen Materialien dringen Aktivkohleatome von der Oberfl?che in das Innere ein, um den Prozess der chemischen W?rmebehandlung abzuschlie?en. Je h?her jedoch die Materialdichte ist, desto schw?cher ist der Porosit?tseffekt und desto weniger offensichtlich ist der Effekt der chemischen W?rmebehandlung. Daher sollte zum Schutz eine reduzierende Atmosph?re mit h?herem Kohlenstoffpotential verwendet werden. Entsprechend den Poreneigenschaften von pulvermetallurgischen Materialien ist die Aufheiz- und Abkühlrate niedriger als die von dichten Materialien, daher sollte die W?rmeerhaltungszeit verl?ngert und die Erw?rmungstemperatur beim Erhitzen erh?ht werden.

Die chemische W?rmebehandlung von pulvermetallurgischen Werkstoffen umfasst verschiedene Formen wie Aufkohlen, Nitrieren, Schwefeln und Multielement-Co-Infiltration. Bei der chemischen W?rmebehandlung h?ngt die H?rtungstiefe haupts?chlich von der Dichte des Materials ab. Daher k?nnen entsprechende Ma?nahmen im W?rmebehandlungsprozess ergriffen werden, beispielsweise wenn die Materialdichte w?hrend des Aufkohlens gr??er als 7 g / cm3 ist, sollte die Zeit entsprechend verl?ngert werden. Chemische W?rmebehandlung kann die Verschlei?festigkeit des Materials verbessern. Der ungleichm??ige Austenitaufkohlungsprozess von pulvermetallurgischen Materialien kann dazu führen, dass der Kohlenstoffgehalt der Oberfl?che des behandelten Materials mehr als 2% erreichen kann und die Karbide gleichm??ig auf der Oberfl?che der aufgekohlten Schicht verteilt sind. , Kann die H?rte und Verschlei?festigkeit verbessern.

3. Dampfbehandlung

Die Dampfbehandlung besteht darin, die Oberfl?che des Materials durch Erhitzen von Dampf zu oxidieren, um einen Oxidfilm auf der Oberfl?che des Materials zu bilden, wodurch die Leistung von pulvermetallurgischen Materialien verbessert wird. Insbesondere für den Korrosionsschutz auf der Oberfl?che von pulvermetallurgischen Materialien ist die Gültigkeitsdauer offensichtlicher als die der Bl?ubehandlung, und die H?rte und Verschlei?festigkeit der behandelten Materialien sind offensichtlich erh?ht.

4. Spezielles W?rmebehandlungsverfahren

Spezielle W?rmebehandlungsverfahren sind das Produkt der technologischen Entwicklung der letzten Jahre, einschlie?lich Induktionserw?rmungsh?rten, Laseroberfl?chenh?rten usw. Das Induktionsh?rten steht unter dem Einfluss von hochfrequentem elektromagnetischem Induktionswirbelstrom, die Erw?rmungstemperatur steigt schnell an und hat einen signifikanten Einfluss auf die Erh?hung der Oberfl?chenh?rte, ist jedoch anf?llig für Schwachstellen. Im Allgemeinen kann intermittierendes Erhitzen verwendet werden, um die Austenitisierungszeit zu verl?ngern; laser-Oberfl?chenh?rtung Das Verfahren besteht darin, Laser als W?rmequelle zu verwenden, um die Metalloberfl?che schnell aufzuheizen und abzukühlen, so dass die Unterstruktur innerhalb der Austenitk?rner keine Zeit hat, sich zu erholen und zu rekristallisieren, um eine ultrafeine Struktur zu erhalten.

3. Analyse von Einflussfaktoren der W?rmebehandlung pulvermetallurgischer Werkstoffe

Die Porosit?t, die w?hrend des Sinterprozesses von pulvermetallurgischen Materialien erzeugt wird, ist ihre inh?rente Eigenschaft und hat auch einen gro?en Einfluss auf die W?rmebehandlung, insbesondere auf die Beziehung zwischen der ?nderung der Porosit?t und der W?rmebehandlung. Um die Dichte und Korngr??e zu verbessern, haben die zugesetzten Legierungselemente auch einen gewissen Einfluss auf die W?rmebehandlung:

1. Die Auswirkung der Porosit?t auf den W?rmebehandlungsprozess

W?hrend der W?rmebehandlung von pulvermetallurgischen Materialien hemmt eine schnelle Abkühlung die Diffusion und Umwandlung von Austenit in andere Strukturen, wodurch Martensit erhalten wird, und das Vorhandensein von Poren hat einen gr??eren Einfluss auf die W?rmeableitung des Materials. Durch die W?rmeleitf?higkeitsformel:
W?rmeleitf?higkeit = theoretische W?rmeleitf?higkeit von Metall × (1-2 × Porosit?t) / 100
Es ist zu erkennen, dass die H?rtbarkeit mit zunehmender Porosit?t abnimmt. Andererseits beeinflussen Poren auch die Dichte des Materials, und die Auswirkung auf die Oberfl?chenh?rte und H?rtungstiefe des Materials nach der W?rmebehandlung h?ngt mit der Dichte zusammen, wodurch die Oberfl?chenh?rte des Materials verringert wird. Darüber hinaus kann wegen der Existenz von Poren Salzwasser w?hrend des Abschreckens nicht als Medium verwendet werden, um Korrosion durch Restsalz zu vermeiden. Daher wird die W?rmebehandlung im Allgemeinen in einem Vakuum- oder Gasmedium durchgeführt.

2. Der Einfluss der Porosit?t auf die Oberfl?chenh?rtungstiefe w?hrend der W?rmebehandlung

Der W?rmebehandlungseffekt von pulvermetallurgischen Materialien h?ngt mit der Dichte, Permeabilit?t (H?rtbarkeit), W?rmeleitf?higkeit und dem elektrischen Widerstand des Materials zusammen. Die Porosit?t ist die Hauptursache für diese Faktoren. Wenn die Porosit?t 8% überschreitet, dringt das Gas schnell durch die Hohlr?ume. Im Falle des Aufkohlungsh?rtens verringert eine Erh?hung der Aufkohlungstiefe den Effekt der Oberfl?chenh?rtung. Wenn die Infiltrationsrate des Aufkohlungsgases zu hoch ist, entstehen au?erdem beim Abschrecken weiche Stellen, die die Oberfl?chenh?rte verringern und das Material spr?de und verformt machen.

3. Der Einfluss von Legierungsgehalt und -typ auf die pulvermetallurgische W?rmebehandlung