粉末冶金材料的热处理工艺

  你了解粉末冶金材料的热处理工艺吗？目前，粉末冶金材料的应用越来越广泛，在替代低密度、低硬度、低强度铸铁材料方面具有明显的优势。粉末冶金材料的热处理有几种形式：淬火、化学热处理、蒸汽处理和特殊热处理：

  1、淬火热处理工艺

  由于存在孔，粉末冶金材料的传热速率低于致密材料，因此在淬火过程中淬透性相对较差。另外，当淬火时，粉末材料的烧结密度与材料的导热率成比例;由于烧结过程与致密材料的差异，粉末冶金材料具有比致密材料更好的内部组织均匀性，但微观区域较小。因此，不均匀性，完全奥氏体化时间比相应的锻件长50％，并且当添加合金元素时，完全奥氏体化温度更高并且时间更长。

  为了提高粉末冶金材料在热处理过程中的淬透性，通常加入镍、钼、锰、铬、钒等合金元素。其功能与紧凑型材料相同。它们能明显地细化晶粒尺寸。当它们溶解在奥氏体中时，将提高过冷奥氏体的稳定性，保证淬火过程中奥氏体的转变，提高淬火材料的表面硬度。随着硬化深度的增加，硬化深度增加。此外，粉末冶金材料在淬火后进行回火。回火温度控制对粉末冶金材料的性能有很大影响。因此，应根据不同材料的特点确定回火温度，以降低回火脆性的影响。一般材料可在175-250℃的空气或油中回火0.5-1.0 h。

  2、化学热处理过程

  化学热处理一般包括三个基本过程：分解、吸收和扩散。例如，渗碳热处理的反应如下：

  2CO≒[C] CO2 (放热反应)

  CH4≒[C] + 2H2（吸热反应）

  粉末冶金材料的表面硬度和硬化深度可以通过金属表面吸收碳分解后的调质来提高，并逐渐扩散到内部。由于粉末冶金材料中存在孔隙，活性炭原子从表面渗入内部，完成化学热处理过程。但材料密度越高，孔效应越弱，化学热处理效果越不明显。因此，应采用碳势较高的还原气氛来保护孔隙。根据粉末冶金材料的孔隙特性，加热冷却速度低于致密材料，应延长加热时间，提高加热温度。

  粉末冶金材料的化学热处理包括渗碳、氮化、硫化和多元渗透。在化学热处理中，淬火深度主要与材料的密度有关。因此，在热处理过程中可以采取适当的措施，例如：在渗碳时，当材料密度大于7g/cm 3时，适当延长时间。通过化学热处理，可以提高材料的耐磨性，粉末冶金材料的奥氏体渗碳过程不均匀，可使处理后的材料渗渗层表面含碳量大于2英寸，它能很好地提高硬度和耐磨性。

  粉末冶金材料

  3、蒸汽处理

  蒸汽处理是通过加热蒸汽使材料氧化，在材料表面形成氧化膜，从而改善粉末冶金材料的性能。特别是对粉末冶金材料表面的防腐，其有效期比发蓝处理更为明显，处理后材料的硬度和耐磨性明显提高。

  4.特殊热处理工艺

  特殊热处理工艺是近年来技术发展的产物，包括感应加热淬火和激光表面淬火。感应加热淬火是由高频电磁感应涡流引起的，加热温度迅速升高，表面硬度显着增加，但软点容易发生。通常，不连续加热方法可用于延长奥氏体化时间;激光表面硬化该过程使用激光作为热源来快速加热和冷却金属表面，使奥氏体晶粒的亚结构不能恢复再结晶并获得超细结构。

  以上是粉末冶金材料的热处理工艺。粉末冶金材料的热处理应根据其化学成分和粒度来确定。孔隙的存在是一个重要因素。粉末冶金材料在压制和烧结过程中形成的气孔贯穿整个零件，气孔的存在影响热处理的方式和效果。