粉末冶金の熱処理工程

粉末や金材料は現代企業でますます広く利用されています。 鍛造鋼部品に代わる高密度-高精度複合部品の応用においても、粉末冶金技術の継続的な進歩により急速な発展が達成されています。しかしながら、その後の処理プロセスの違いのために、その物理的および機械的特性には依然としていくつかの欠陥がある。 粉末冶金材料の熱処理プロセスを簡単に解説-分析し，その影響要因を分析し，プロセスを改善するための戦略を提案した。

一つ。 序文

粉の冶金材料は自動車産業の現代企業でますます広く利用されています、特に、毎日の必要、機械設備、等。、粉末冶金材料はすでに大きな割合を占めています。彼らはすでに低密度、低硬度、高強度の鋳鉄材料を置き換えることに明らかな利點を持っており、粉末冶金技術の急速な発展のおかげで、高硬度、高精度、高強度の精密および複雑な部品の適用において徐々に普及しています。全密な鋼鉄の熱処理プロセスは巧妙ですが、粉の冶金材料の物理的性質の相違および熱処理プロセスの相違による粉の冶金材料の熱処理は、まだdefects.In 粉末冶金材料、様々な鋳造および製錬企業、熱間鍛造、粉末射出成形、熱間靜水圧プレス、液相焼結、複合焼結および他の熱処理およびその後の処理プロセスの技術研究は、粉末冶金材料の物理的および機械的特性の改善において一定の結果を達成している。 欠陥の改善では、粉末や金材料の強さそして耐久性は改善され、粉末や金の適用範囲は非常に拡大されます。

二つ 粉末や金材料の熱処理プロセス

粉末冶金材料の熱処理は、それらの化學組成および結晶粒度に従って決定されるべきである。 毛穴の存在は重要な要素です。 粉末冶金材料のプレスおよび焼結プロセス中に、形成された細孔は部分全體を通過し、細孔の存在は熱処理の方法および効果に影響を及ぼす。

粉末や金材料の熱処理に複數の形態があります:癒やし、化學熱処理、蒸気の処置および特別な熱処理。：

1. 焼入れおよび熱処理プロセス

細孔の存在のために、粉末冶金材料は高密度材料よりも熱伝達速度の點で低いので、急冷するとき、焼入れ性は比較的良好である。poor.In 加えて、焼入れ時には、粉末材料の焼結密度は材料の熱伝導率に比例する。焼結プロセスと高密度材料の違いのために、粉末冶金材料の內部組織均一性は高密度材料のそれよりも優れているが、微小領域の凹凸が小さいので、完全なオーステナイト化時間は対応する鍛造品のそれよりも50%長くなる。 合金になる要素が加えられるとき、完全なオーステナイト化の溫度はより高く、時間はより長くなります。

粉末や金材料の熱処理では、焼入れ性を改善するために、ニッケル、モリブデン、マンガン、クロム、バナジウム、等のようなある合金になる要素。 通常は追加されます。 それらの作用は、緻密な材料における作用機序と同じであり、穀物を大幅に精製することができる。 オーステナイトに溶解すると、過冷卻オーステナイトの安定性が向上し、焼入れ中のオーステナイト転移が確実になるため、焼入れ後の材料の表面硬度が増加し、焼入れ深さも向上します。increases.In 付加は、粉の冶金材料癒やしの後で和らげられなければなりません。 焼戻し処理の溫度制御は、粉末冶金材料の性能に大きな影響を與えます。 したがって、焼戻し溫度は、焼戻し脆性の影響を低減するために、異なる材料の特性に応じて決定されるべきである。 一般的な材料は0.5-1.0H.のための175-250℃の空気かオイルで和らげることができます。

2.化學熱処理プロセス

化學熱処理には、一般に、分解、吸収、および拡散の3つの基本的なプロセスが含まれます。 例えば、浸炭熱処理の反応は以下の通りである：

2CO≤[C]+CO2（発熱反応）

CH4≤[C]+2H2（吸熱反応）

炭素が分解された後、それは金屬表面に吸収され、徐々に內部に拡散する。 材料の表面に十分な炭素濃度を得た後、焼入れおよび焼戻し処理は、粉末冶金材料の表面硬度および硬化深さを改善する。粉末冶金材料中の細孔の存在のために、活性炭原子は表面から內部に浸透して化學熱処理のプロセスを完了する。但し、より高い物質的な密度、より弱い気孔の効果、およびより少なく明らか化學熱処理の効果。 したがって、それを保護するために、より高い炭素ポテンシャルを有する還元雰囲気を使用すべきである。粉の冶金材料の気孔の特徴に従って、粉の冶金材料の暖房および冷卻速度は密な材料のそれより低いです、従って熱保存の時間は延長されるべき

粉末や金材料の化學熱処理は浸炭、窒化、硫黃の浸潤および多変量共浸潤のような複數の形態を含んでいます。 化學熱処理では、硬化深さは主に材料の密度に関連しています。従って、対応する手段は熱処理プロセスで、のような取ることができます:浸炭するとき、時間は物質的な密度が7g/cm3より大きいとき適切に延長されるべきです。材料の耐摩耗性は、化學的熱処理によって改善することができる。 粉末や金材料の不均一なオーステナイト浸炭プロセスは、処理された材料の浸透層の表面の炭素含有量を2％以上に達することができ、炭化物は浸透層の表面に均等に分布し、硬度および耐摩耗性を良好に向上させることができる。

3.蒸気処理

蒸気処理は、蒸気を加熱して材料の表面を酸化させ、材料の表面に酸化膜を形成し、それによって粉末冶金材料の特性を改善することである。特に粉の冶金材料の表面のさび止めのために、妥當性の期間は青い処置のそれよりかなりよく、扱われた材料の硬度そして耐久性はかなり高めら

4.特別な熱処理プロセス

特別な熱処理プロセスは、誘導加熱および焼入れ、レーザー表面硬化などを含む、近年の科學技術の発展の産物である。誘導加熱および焼入れは、高周波電磁誘導渦電流の影響下にある。 加熱溫度は急速に上昇し、表面硬度の増加に大きな影響を與えるが、ソフトスポットになりやすい。 一般的に、間欠加熱を使用してオーステナイト化時間を延長することができます。レーザー表面硬化プロセスは、レーザーを熱源として使用して金屬表面を迅速に加熱して冷卻するため、オーステナイト粒內の下部構造が回復して再結晶する時間がないため、超微細構造を得ることができます。

スリー 粉末冶金材料の熱処理の影響因子の解析

焼結中に粉末冶金材料によって生成される細孔は、その固有の特性であり、熱処理、特に気孔率の変化と熱処理の関係にも大きな影響を與えます。 密度および結晶粒度を改善するために、添加された合金元素はまた、熱処理に一定の影響を與える。：

1.熱処理プロセスにおける細孔の影響

粉末冶金材料の熱処理中に、オーステナイトの他の組織への拡散は急速冷卻によって抑制され、それによってマルテンサイトが得られ、細孔の存在は材料の熱放散に大きな影響を及ぼす。熱伝導率の方式によって：

熱伝導率＝金屬の理論熱伝導率×（1-2×気孔率）／100

気孔率の増加とともに焼入れ性が低下することがわかる。一方、細孔は材料の密度にも影響し、熱処理後の材料の表面硬度および硬化深さへの影響は、密度の影響によって関連し、材料の表面硬度を低下させる。さらに、細孔の存在のために、塩の殘留物による腐食を避けるために、焼入れ中に塩水を媒體として使用することはできない。 したがって、一般的な熱処理は、真空または気體媒體中で行われる。

2.熱処理中の表面硬化深さに及ぼす気孔率の影響

粉末や金材料の熱処理の効果は材料の密度、浸透の（癒やす）透磁率、熱伝導性および電気抵抗と関連しています。 気孔率はこれらの要因の最大の原因です。 気孔率が8％を超えると、ガスはすぐに空隙を貫通します。 浸炭および堅くなることの間に、浸炭の深さは高められ、表面の堅くなることの効果は減ります。さらに、浸炭ガスの浸透速度が速すぎると、焼入れ中にソフトスポットが生成され、表面硬度が低下し、材料が脆く変形します。

3.粉末冶金の熱処理に及ぼす合金の含有量と種類の影響

共通の合金になる要素は銅およびニッケルであり、內容およびタイプは熱処理の効果の影響をもたらします。熱処理の硬化深さは、銅含有量と炭素含有量の増加とともに徐々に増加し、特定の含有量に達すると徐々に減少します。ニッケル合金の剛性は銅合金の剛性よりも大きいが、ニッケル含有量の不均一性は不均一なオーステナイト組織を引き起こす可能性があります。

4.高溫焼結の効果

高溫焼結は最高の合金化効果を得て緻密化を促進することができますが、特に溫度が低い場合、焼結溫度が異なると、熱処理の感度が低下し（固溶中の合金が減少する）、機械的特性が低下します。したがって、十分な還元雰囲気によって支援された高溫焼結の使用は、より良い熱処理効果を得ることができる。

第四に、結論

粉末冶金材料の熱処理プロセスは複雑なプロセスです。 それは気孔率、合金のタイプ、合金になる要素の內容および焼結の溫度と関連しています。 密な材料と比較されて、內部均等性は悪いです。 より高い焼入れ性を得るためには，完全なオーステナイト化溫度を高め，時間を延ばす必要がある。 不均等なオーステナイトの浸炭は飽和させたカーボン集中によっての限定されない高炭素の集中を得ることができますaustenite.In 加えて、合金元素を添加することも焼入れ性を向上させることができる。蒸気処理は、その防食特性および表面硬度を大幅に改善することができる。