Спекание

В отличие от обычных металлургических процессов, которые включают в себя затвердевание расплавленного металла, порошковая металлургия начинается с металлического порошка и использует процесс уплотнения, называемый спеканием. Это может быть выполнено либо в твердой фазе, либо в переходной жидкой фазе. В последнем случае жидкая фаза возникает, когда температура спекания превышает температуру плавления одного из компонентов порошковой смеси. Это особенно касается сталей, содержащих медь.

Перед этапом спекания на стадии сжатия образуется заготовка, обычно холодная. Для этого смесь элементарных (или легированных) порошков и смазки выливают в матрицу с формой конечной детали, которая должна быть получена. После сжатия деталь (называемая зеленая) имеет очень ограниченную механическую прочность (похожую на мел), но может быть обработана с некоторыми мерами предосторожности, чтобы не повредить ее. Это этап спекания, который благодаря явлениям переноса материала уменьшит пористость и придаст детали ее окончательную механическую прочность. Усадка, наблюдаемая во время спекания, должна учитываться при калибровке матрицы. Овладевание этим этапом позволяет получать детали, близкие к требуемым размерам (так называемые «близкие к чистой форме»), тем самым устраняя дорогостоящую завершающую операцию.

Большую часть времени этот этап спекания выполняется конвейерными печами. Эта технология позволяет осуществлять непрерывную в режиме реального времени загрузку с помощью сжимаемых прессов. Затем детали проходят 3 этапа во время их прохождения в печи. Первая часть печи предназначена для удаления связующего при температурах между 300 и 600 ° С. Вторая часть печи посвящена фактическому спеканию, которое проводят при температуре 1120-1135 ° С. Время пребывания при этой температуре может варьироваться от 10 до 30 минут. Последняя часть печи предназначена для охлаждения. Скорость охлаждения может варьироваться от 0,5 до 5 °C/сек в зависимости от используемых систем.

Спекание при более высоких температурах (1200-1300 ° C) требует других печных технологий, таких как печи циклического типа. Эта технология часто требуется для спекания хромосодержащих сортов, которые очень чувствительны к присутствию кислорода в атмосфере спекания. Однако эта технология дороже, и срок эксплуатации конвейера может быть относительно коротким.

Вакуумные печи позволяют преодолевать ограничения, наблюдаемые в конвейерных печах. В частности, они позволяют спекать детали при высоких температурах с совершенным контролем атмосферы спекания. Отсутствие следа кислорода позволяет спекать оттенки очень чувствительные к окислению как например хромовые оттенки. Кроме того, в сочетании с газовой закалкой этот тип печи также позволяет охлаждать детали на гораздо более высоких скоростях, чем в конвейерных печах.