真空烧结炉的真空烧结工艺是什么?
在硬质合金制作工艺中,都要在混合料粉末中掺人成型剂,如白腊、橡胶、PEG等,特别是揉捏成型和打针成型,成型剂的含量比较高。脱胶炉(也称脱脂炉或脱蜡炉)便是专门用于脱除成型剂的电炉,独立的脱胶炉已逐渐减少,但一些制品在终究烧结前需求半加工,大制品或成型含量高的揉捏或打针成型制品脱脂时刻长,或为了进步压力烧结炉的利用率,专门的脱蜡预烧炉仍然有用武之地。
出产硬质合金的脱蜡炉为间歇式。按结构分为立式和卧式炉型;按脱除方法分为H2脱脂、低压载气脱脂或真空脱脂。氢气脱胶预烧炉因其脱蜡效率高、适合各种成型剂,而运用较遍及。
卧式炉型选用内圆外方的结构,是选用耐热不锈钢做圆形内胆,方形外炉壳里衬氧化铝纤维保温层,镍铬电阻丝悬挂于内胆外侧和底部,通常水平方向分三个区,对于大型炉膛或要求温度均匀性极高时也选用9个温区(两侧和底部水平方向各三个温区)。炉胆前端单开门,热电偶从后端刺进炉胆,排蜡管从后端中下部引出。选用H2脱胶时,H2带胶蒸汽经排蜡管至收蜡罐,大部分胶液留在罐里,其余同H2直接焚烧焚烧。选用真空或低压载气脱蜡时,需选用高效收蜡罐收集大于97%的白腊,以避免成型剂损坏真空泵,也有选用水环式真空泵(能够抽出各种成型剂,但真空度低于4000Pa)。为了加快冷却速度,配有外冷风机,将室内空气鼓人炉胆,热气从顶部排气管排出室外。
温度均匀性和气氛均匀性是否良好,是衡量脱蜡炉功能的首要指标。见下图:
真空烧结炉的烧结工艺
真空烧结现在多为间歇式的烧结。烧结零件随炉升温、烧结和冷却。烧结过程中产物的位置不产生改变,因而烧结的各个阶段只能经过调理升温速度、温度和时刻来进行。因而必须要依照烧结要求进行设定,一般可选用下图所示的升温曲线:
1、脱脂阶段:第一阶段是脱润滑剂或成形剂阶段也可称为预烧阶段。在这一阶段应缓慢升温,不管是润滑剂仍是成形剂时刻的分化温度多为300℃左右,所以在300℃左右升温应尽量缓慢,并有足够长的时刻以使润滑剂脱除洁净。第一阶段在某一温度要保温一段时刻,其意图:一是使润滑剂充沛扫除,二是进行自身的氧化还原反响。如烧结零件中含有碳,在700℃以上将会产生碳氧反响。第一阶段所需求的时刻视零件润滑剂参加量的高低和零件的大小而定。经过第一阶段的预烧应使润滑剂或成形剂分化气体以及氧气充沛扫除。这些气体是否充沛扫除能够经过真空度来观察,若真空度稳定在某一值下,则说明已经扫除。
2、烧结阶段:烧结阶段设定的温度即是烧结所需求的温度。因为真空烧结具有活化烧结的作用,其烧结温度比气氛烧结要低50~100℃。如果是进行液相烧结,烧结温度应指定在比液相金属熔点稍高的温度。在这一阶段将产生粉末颗粒之间的烧结以及合金元素之间的合金化。一起这一阶段不该选用过高的真空度,因为真空度越高,液体金属损失越大。为了减少金属的挥发损失,烧结中往往充入某些气体,如氮气、氩气和氢气等。
3、冷却阶段:真空烧结的冷却有直接断电冷却或阶段式下降电流的冷却,这视冷却要求而定。因为是随炉冷却,与气氛烧结比较冷却速度较慢。充人保护性气体,则能够进步冷却速度。