粉末冶金演講ppt

主講人：開紹東燒結(jié)爐與燒結(jié)氣氛本章需要了解和掌握的要點：簡述粉末冶金燒結(jié)用間歇式爐，連續(xù)爐的特點掌握爐子的結(jié)構(gòu)，包括各個加熱帶、耐火材料、加熱元件、結(jié)構(gòu)方式等對溫度控制和控溫儀表有一定了解討論使用燒結(jié)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(jié)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(jié)氣氛帶出爐體。高溫燒結(jié)帶：完成壓坯的燒結(jié)。金屬與燒結(jié)氣氛發(fā)生必要反應，壓坯內(nèi)部發(fā)生固結(jié)這里包括升溫至燒結(jié)溫度并且保溫一段時間。冷卻帶：燒結(jié)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(jié)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(jié)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(gòu)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(shè)定的溫度以下時，開關(guān)打開，電路通電，燒結(jié)爐繼續(xù)加熱；當溫度高于設(shè)定溫度時，則電路斷開，使燒結(jié)溫度降低。4燒結(jié)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(jié)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(jié)氣氛的還原反應：用氫氣作為燒結(jié)氣氛，燒結(jié)鐵碳時發(fā)生：FeO+H2<—

>Fe+H2O燒結(jié)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(jié)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(guān)，即與合金中某一碳的質(zhì)量分數(shù)相關(guān)，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