石墨匣钵热加工
限制后的产品还不能运用,需进行石墨匣钵热加工处理,其意图是使固体粉末质料(炭和金属粉末)严密的联合在一起,行进制品的机械强度、下降电阻、添加耐磨性和使制品可进行机械加工。
石墨匣钵热加工处理可分为以下几种:
(1)固化
选用树脂(酚醛、环氧、呋喃等)作粘结剂时要通过固化处理,固化可在热模压中进行,也可在专用烘箱中进行。加热温度由选用树脂品种不同而定,一般在200℃左右。为避免产品开裂,固化升温曲线应进行恰当操控。
(2)烧结
对金属石墨匣钵的热加工进程称为烧结。压坯中的金属粉末,在烧结进程中,因为高温作用,金属原子的振幅加大,通过粘性活动、蒸腾与凝集、体积松懈、表面松懈、晶界松懈、塑性活动等作用,使接触面上有更多的原子进入原子作用力的规划,构成粘结面,导致再结晶与晶粒长大,构成金属网状结构体,使烧结体的强度添加、电阻下降。金属石墨匣钵的烧结属互不熔系固相烧结。在金属石墨匣钵中,因为金属含量不同(30-90%),烧结温度也不同。金属含量较低的石墨匣钵,主耍靠粘结剂焦化联合。金属粉末不能构成网状结构,但参加导电。
烧结的技能要害主要有:
a)是烧结的最高温度。一般选用金属的熔点温度的2/3-4/5,温度指数a=0.67-0.8。过烧与欠烧均影响产品质量。延伸高温保温时刻,能够恰当下降烧结温度,但时刻的影响不如温度大。
b)是避免制品氧化,铜氧化后电阻将添加,烧结时应选用保护性方法。
c)是升温速度,对粘结剂含量较高的产品,为避免烧结开裂,应操控升温速度。
①气体保护烧结
金属石墨匣钵在国际上已遍及选用在保护气氛中烧结,我国粉末冶金工作也选用该法。
选用的保护性气氛有:纯氢、分化氨(氢一氮混合气体)、煤气、碳氢化合物的转化气 (H2、CO的混合气体)等。
上述气体不只起到保护作用,还可对氧化物进行恢复。
选用气氛保护时,一般均选用网带式连续烧结炉。为了减少造价,意大利EBN公司选用在特别的密封烧结箱中烧结。这种烧结箱,底部设备一个进气口,中心为多孔式隔匣钵,其上放置产品,箱顶部有一个微压排气孔。当箱中产生必定压力后自动翻开放出气体。烧结箱标准为长900mm;宽400mm;高800mm。气体为纯氢,加热方法为电热。烧结后,产品有金属光泽,质量较好,无氧化现象。
②真空烧结
真空烧结是近年来发展起来的新技能,用于不带粘结剂石墨匣钵的烧结。真空度一般为10—1-15_5mmHg。
真空烧结的利益有:
a)避免气氛对产品的影响(如氢气对石墨匣钵引线)
b)能够下降烧结温度100℃左右,减少能耗;
c)取消了供气系统,安全性好。
真空烧结炉设备制造费用较高,但产品出产成本较低,已逐步为人们所选用。
(3)焙烧
焙烧是对黑色石墨匣钵而言,将毛坯从室温加热到1300℃时所产生的各个进程的总称。焙烧,能够在连续炉、环式炉、倒焰炉和单体炉中进行。
在焙烧进程中,产品结构产生显着的改动,其间包含:粘结剂变成焦炭、炭素粉末颗粒与粘结剂焦之间构成化学键和物理结合,上述组合构成附聚体和集聚体、几何标准和体积密度改动,构成气孔结构等。
上述改动的原因是粘结剂分化和聚合反响,或许说是焦化反响的作用。粘结剂在焙烧进程中,随温度的改动状况如下:
室温至200℃时,制品内粘结剂软化,制品处于塑性状况,化学反响没有开端。
200-300℃:时,清扫吸附的水份、粘结剂化学结合的水分、碳的氧化物和轻馏份。
300-500℃时,粘结剂进行分化与聚合,许多清扫挥发份。液相开端构成中心相。
500-650℃时,粘结剂构成半焦化状况,挥发份清扫减少。300-600℃改动最为剧烈,是要害区域。
650-750℃时,粘结剂焦化反响基本完成。
900℃以上时,由粘结剂构成的焦炭膜继续严密化,进一步清扫大芳香分子外围的其他原子。
跟着焙烧进程的进行,制品体积收缩,真密度行进、体积密度稍有下降,电阻下降,机械强度行进。这些目标受下述要素影响,如升温速度、最高温度、填充料性质、压力、气氛 等等。特别足为避免制品开裂,制品实践温度在300-600℃之间应缓慢升温。体积越大,升温速度应越慢。当制品受热温度均匀时,温升速度能够加速。
焙烧时为避免制品氧化,将产品装在炉槽或坩埚(金属或耐火材料)中,产品四周一般用0.5-3mm的焦炭(冶金焦或石油焦)充填。为减少填充料烧损,有的厂家尚参加1/3左右的纯河沙。这种填充料不只能保护产品不被氧化,还能够起到避免产品变形和吸附挥发份的作用。我国现在出产金属石墨刷时,大都也选用这种方法。
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