爐溫一致性對(duì)模壓成型鈷鉻合金燒結(jié)收縮和變形的影響

尹長(zhǎng)軍

（東莞市翔通光電技術(shù)有限公司，廣東東莞523808）

爐溫一致性對(duì)模壓成型鈷鉻合金燒結(jié)收縮和變形的影響

尹長(zhǎng)軍

（東莞市翔通光電技術(shù)有限公司，廣東東莞523808）

利用粉末冶金法制備鈷鉻合金塊，研究燒結(jié)爐爐膛溫度一致性對(duì)燒結(jié)過(guò)程中的變形規(guī)律，找出燒結(jié)爐影響燒結(jié)變形的主要因素。結(jié)果表明，溫度偏差達(dá)到或超過(guò)20℃時(shí)，收縮率會(huì)出現(xiàn)明顯不一致現(xiàn)象，同時(shí)產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)明顯變形現(xiàn)象。當(dāng)爐溫局部偏差低于或等于10℃時(shí)，對(duì)其收縮一致性和變形的影響便已不再明顯。同時(shí)，分別在1 270℃和1 260℃燒結(jié)時(shí)，其收縮一致沒(méi)有發(fā)生變化，對(duì)燒結(jié)變形也沒(méi)有明顯影響。最后，當(dāng)爐溫為1 250℃時(shí)，雖然爐溫一致，但其收縮率明顯偏小。

鈷鉻合金；爐溫一致性；燒結(jié)變形；燒結(jié)收縮

粉末冶金（PM）法生產(chǎn)效率高、材料利用率高，在材料制備方法中占有重要地位，傳統(tǒng)鑄造工藝生產(chǎn)的鈷鉻合金，現(xiàn)已逐步采用粉末冶金法生產(chǎn)。成型后的壓坯在燒結(jié)前，先用CAD/CAM技術(shù)對(duì)壓坯進(jìn)行切削加工，然后再燒結(jié)。產(chǎn)品多用于義齒行業(yè)，因此對(duì)燒結(jié)后產(chǎn)品的收縮一致性要求非常高，不允許有燒結(jié)變形現(xiàn)象。但工廠在大生產(chǎn)時(shí)，仍會(huì)出現(xiàn)燒結(jié)變形致廢，這在一定程度上限制了粉末冶金法制備的鈷鉻合金在行業(yè)的推廣速度。壓坯密度、成型工藝、燒結(jié)工藝等任何一個(gè)因素都會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)變形。本文試圖通過(guò)研究爐膛內(nèi)溫度一致性對(duì)燒結(jié)過(guò)程中的變形規(guī)律，找出燒結(jié)爐影響燒結(jié)收縮和變形的主要因素，優(yōu)化爐膛控溫結(jié)構(gòu)，以降低燒結(jié)時(shí)鈷鉻合金的變形程度和概率，提高產(chǎn)品燒結(jié)一次合格率。

1 試驗(yàn)

1.1 材料

試驗(yàn)所用的原材料為氣霧化鈷鉻鉬合金粉，成分組成為：鉻28%，鉬5%，錳、硅、鐵累計(jì)小于1%，其余為鈷成分。原始粉末粒度分布見表1.

1.2 方法

合金塊的生產(chǎn)工藝流程為混粉→壓制成型→切割→燒結(jié)→表面處理。首先，粉末在10 L捏合機(jī)中進(jìn)混料，混料時(shí)間為2 h；混合后的粉末過(guò)60目篩網(wǎng)，然后再用T500粉末機(jī)壓制成型，壓力為200 bar，保壓90 s，壓坯密度控制在6.38～6.52 g/cm3，壓坯尺寸￠90×16，再把壓坯切成14 mm× 12 mm×16 mm（長(zhǎng)×寬×高）小方塊25塊，隨機(jī)按每5個(gè)為一組，共分成5組小方塊；再用CY-B1400爐膛為圓形的升降式燒結(jié)爐，分別在不同的爐膛溫度條件下進(jìn)行氬氣保護(hù)燒結(jié)。根據(jù)燒結(jié)前的尺寸和燒結(jié)后的尺寸計(jì)算其收縮一致性，并用標(biāo)準(zhǔn)塞尺和水平大理石檢測(cè)其彎曲變形程度。方塊在爐膛中的擺放方式為：N1為爐膛左上角，N2為爐膛右上角，N3為爐膛左下角，N4為爐膛右下角，N5為爐膛中心位置。小方塊擺放方式見圖1.爐膛N1、N2、N3、N4位置為對(duì)應(yīng)發(fā)熱體位置，N5位置為爐膛中心位。用高溫測(cè)溫塊（日本JFCC）測(cè)試爐膛各點(diǎn)實(shí)際溫度。測(cè)溫塊擺放方式見圖2.

表1 原始合金粉粒度分布

2 結(jié)果與分析

鈷鉻合金小方塊在爐溫為1 270℃時(shí)，平均收縮率為5.616%，見表2；爐溫為1 260℃，平均收縮率為5.603%，見表3；爐溫為1 250℃時(shí)，平均收縮率為5.270%，見表4；同一爐小方塊，在爐溫越趨于一致時(shí)，產(chǎn)品收縮率也會(huì)明顯趨于一致，見表5；爐溫偏差達(dá)到20℃時(shí)，產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)明顯變形；爐溫局部偏差低于10℃時(shí)，對(duì)小方塊的收縮一致性和變形的影響已不再明顯，見表6.

圖1 小方塊擺放方式

圖2 測(cè)溫塊擺放方式

表2 爐溫為1 270℃時(shí)小方塊收縮率和彎曲度

表3 爐溫為1 260℃時(shí)小方塊收縮率和彎曲度

表4 爐溫為1 250℃時(shí)小方塊收縮率和彎曲度

表5 爐溫局部相差20℃時(shí)小方塊收縮率和彎曲度

表6 爐溫局部相差10℃時(shí)小方塊收縮率和彎曲度

3 結(jié)論

爐膛內(nèi)溫度偏差達(dá)到或超過(guò)20℃時(shí)，收縮率會(huì)出現(xiàn)明顯不一致現(xiàn)象，同時(shí)產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)明顯變形現(xiàn)象。當(dāng)爐溫局部偏差低于或等于10℃時(shí)，對(duì)其收縮一致性和變形的影響便已不再明顯。同時(shí)，鈷鉻合金燒結(jié)溫度在1 270℃和1 260℃時(shí)，其收縮一致性沒(méi)有發(fā)生變化，對(duì)燒結(jié)變形也沒(méi)有明顯影響。最后，當(dāng)爐溫為1 250℃時(shí)，雖然爐溫一致，但其收縮率明顯偏小，應(yīng)該是高溫不夠，燒結(jié)不完全所致。

［1］王賢瑞，梁翠，徐金富，等.粉末冶金鐵基閥板在燒結(jié)過(guò)程中的變形規(guī)律［J］.兵器材料科學(xué)與工程，2011，34（1）：65.

［2］陳仕奇，黃伯云.AS金屬粉末氣體霧化制備技術(shù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展［J］.粉末冶金技術(shù)，2004，24（5）：297-301.

〔編輯：劉曉芳〕

TF124.5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.074

2095－6835（2017）14－0074－02