粉末冶金燒結(jié)
 燒結(jié)是使壓坯或松裝粉末體進(jìn)一步結(jié)合起來，以提高強(qiáng)度及其他性能的一種高溫處理工藝。它是粉末冶金的重要工序之一。在燒結(jié)過程中粉末顆粒要發(fā)生相互流動、擴(kuò)散、熔解、再結(jié)晶等物理化學(xué)過程，使粉末體進(jìn)一步致密，消除其中的部分或全部孔隙。
燒結(jié)方法 通常有以下幾類：
固相燒結(jié) 燒結(jié)溫度在粉末體中各組元的熔點(diǎn)以下，一般是0.7～0.8Tm（Tm為絕對熔點(diǎn)，以K計）。
液相燒結(jié) 粉末壓坯中如果有兩種以上的組元，燒結(jié)有可能在某種組元的熔點(diǎn)以上進(jìn)行，因而燒結(jié)時粉末壓坯中出現(xiàn)少量的液相。
加壓燒結(jié) 在燒結(jié)時，對粉末體施加壓力，以促進(jìn)其致密化過程。加壓燒結(jié)有時與熱壓(hot pressing)為同義詞，熱壓是把粉末的成形和燒結(jié)結(jié)合起來，直接得到制品的工藝過程。
活化燒結(jié) 在燒結(jié)過程中采用某些物理的或化學(xué)的措施，使燒結(jié)溫度大大降低，燒結(jié)時間顯著縮短，而燒結(jié)體的性能卻得到改善和提高。
電火花燒結(jié) 粉末體在成形壓制時通入直流電和脈沖電，使粉末顆粒間產(chǎn)生電弧而進(jìn)行燒結(jié)；在燒結(jié)時逐漸地對工件施加壓力，把成形和燒結(jié)兩個工序合并在一起。
熔滲 又稱浸透。為了提高多孔毛坯的強(qiáng)度等性能，在高溫下把多孔毛坯與能潤濕它的固態(tài)表面的液體金屬或合金相接觸，由于毛細(xì)管作用力，液態(tài)金屬會充填毛坯中的孔隙。這種工藝適合于制造鎢銀、鎢銅、鐵銅等合金材料或制品。
燒結(jié)機(jī)理 在燒結(jié)過程中粉末體要經(jīng)歷一系列的物理化學(xué)變化，如水分或有機(jī)物的蒸發(fā)或揮發(fā)，吸附氣體的排除，應(yīng)力的消除，粉末顆粒表面氧化物的還原，顆粒間的物質(zhì)遷移、再結(jié)晶、晶粒長大等，因而使顆粒間的晶體接觸面增加,孔隙收縮甚至消失。出現(xiàn)液相時,還會發(fā)生固相的溶解與析出。這些過程彼此間并無明顯的界限，而是互相重疊，互相影響。再加上其他燒結(jié)工藝條件，使整個燒結(jié)過程的反應(yīng)復(fù)雜化。1942年德國許蒂希(G.F.Hüttig)利用物理化學(xué)的研究手段測定了燒結(jié)溫度對燒結(jié)體的電動勢、溶解度、密度、顯微組織、力學(xué)性能等的影響，發(fā)現(xiàn)燒結(jié)是一個十分復(fù)雜的過程。1949年美國庫琴斯基 (G.C.Kuczynski)研究了金屬球與金屬板的燒結(jié)，認(rèn)為燒結(jié)時的物質(zhì)遷移主要是以擴(kuò)散方式進(jìn)行的（見金屬中的擴(kuò)散）。他們的工作把燒結(jié)理論的研究推向新的階段。后來的許多研究工作都是圍繞著燒結(jié)過程中的物質(zhì)遷移機(jī)理進(jìn)行的。
燒結(jié)過程中物質(zhì)遷移 一般認(rèn)為有下列五種機(jī)理：粘性或塑性流動,蒸發(fā)和凝聚，體積擴(kuò)散，晶界擴(kuò)散,表面擴(kuò)散。兩個相互接觸的球形顆粒（圖1）燒結(jié)時，接觸頸部半徑x 的增長與燒結(jié)時間t可能的關(guān)系。
粘性或塑性流動 x2∝t
蒸發(fā)和凝聚 x3∝t
體積擴(kuò)散 x5∝t
晶界擴(kuò)散 x6∝t
表面擴(kuò)散 x7∝t
燒結(jié)過程中組織和性能的變化 燒結(jié)過程中，燒結(jié)體的組織結(jié)構(gòu)會發(fā)生復(fù)雜的變化。首先粉末顆粒間的接觸點(diǎn)和接觸面隨時間的延長逐漸擴(kuò)大，同時孔隙要發(fā)生收縮，漸呈球形。有些孔隙與外界連通成為開口孔，有些孔隙則成為孤立的閉口孔。粉末顆粒由于在壓制過程中發(fā)生了變形，因此在燒結(jié)時要發(fā)生再結(jié)晶和晶粒長大。西澤龍(G.Cizeron)和拉孔布(P.Lacombe)報道過羰基鐵粉的試驗(yàn)情況，在890℃氫氣中燒結(jié)時,隨著燒結(jié)時間的延長，可以看到晶粒的長大，而孔隙則從微細(xì)分散的孔隙變成較粗大集中的孔隙，而數(shù)量越來越少，最后趨向消失。多組元的壓坯在燒結(jié)時還要發(fā)生擴(kuò)散均勻化，形成固溶體或化合物。粉末顆粒的大小、形貌和成形、燒結(jié)工藝等對壓坯的再結(jié)晶、晶粒大小、均勻化等均有影響。在燒結(jié)過程中粉末體的性能隨組織結(jié)構(gòu)的變化而發(fā)生變化（圖2）。
粉末冶金燒結(jié)
不同燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間對繞結(jié)體強(qiáng)度的影響見圖3。在較高的溫度T3或T4條件下燒結(jié)時,開始燒結(jié)體的強(qiáng)度隨時間的延長而增加，而后下降。這是由于燒結(jié)的后期發(fā)生了晶粒長大。
粉末冶金燒結(jié)
燒結(jié)體的硬度與致密程度有關(guān)，大體上與燒結(jié)體的密度成比例增加。測量硬度時如壓痕包含一些孔隙則硬度值偏低，如用顯微硬度計測定，可避開孔隙，因而得到金屬材料本身的固有硬度,不受密度的影響（圖4）。
粉末冶金燒結(jié)
燒結(jié)工藝 燒結(jié)必須在有保護(hù)氣氛的燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行，以避免燒結(jié)體氧化，或發(fā)生不利的化學(xué)反應(yīng)。燒結(jié)爐的種類很多，可用天然氣、煤氣、油、電等作熱源。電加熱爐經(jīng)濟(jì)方便，易于調(diào)節(jié)控制。常用的保護(hù)氣氛有真空，氬、氦、氮、二氧化碳等惰性氣體和氫、分解氨、一氧化碳、轉(zhuǎn)化天然氣等還原性氣體。
為了進(jìn)一步提高燒結(jié)制品的使用性能以及尺寸和形狀精度，往往要進(jìn)行整形、精整、復(fù)壓、浸油、機(jī)械加工、熱處理等后續(xù)工序。
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