Penyelidikan mengenai proses sintering dan mekanisme segmen berlian

1. Gambaran Keseluruhan Sintering

Sintering adalah salah satu proses yang paling asas dalam proses pengeluaran metalurgi serbuk, dan ia juga merupakan proses utama yang terakhir. Ia memainkan peranan penting dalam prestasi produk akhir. Sintering adalah "gerbang" pengeluaran bilah berlian.

 

Proses sintering adalah satu siri proses fizikal dan kimia yang kompleks seperti penyebaran, lebur, aliran, pengecutan dan penghabluran semula antara serbuk matriks logam yang dipadatkan di bawah tekanan panas, yang menghasilkan ikatan yang kuat antara zarah matriks, menjadikan produk kuat dan mempunyai kekerasan dan kekuatan tertentu.

 

Proses sintering terutamanya merujuk kepada sistem sintering, dan lengkungnya ditarik mengikut hubungan antara suhu dan masa. Oleh itu, suhu sintering mesti ditentukan terlebih dahulu mengikut komposisi dan nisbah matriks bilah SAW, saiz dan spesifikasi bilah saw, dan lain -lain, dan kemudian kaedah pemanasan dan masa penebat selepas mencapai suhu sintering mesti ditentukan.

 

1). Penentuan suhu sintering

For a certain saw blade product, since its matrix composition has been determined, its sintering temperature is a fixed temperature range. This range is generally specified at the optimal temperature sintering point plus or minus 10°C, and the sintering temperature is generally about 2/3 of the melting point of the main component, that is, Tsintering>2/3tmelting. Suhu sintering sebenar ditentukan oleh blok ujian sintering percubaan. Kumpulan pertama blok ujian ditentukan mengikut suhu di atas. Selepas sintering percubaan, warna, keadaan permukaan, penghabluran, dan lain-lain blok ujian diperhatikan untuk menentukan sama ada mereka dibakar atau dibakar. Kemudian suhu sintering kumpulan kedua blok ujian diberikan, dan kumpulan ketiga dan keempat blok ujian diuji dengan cara yang sama sehingga suhu sintering yang sesuai diperolehi.

 

2). Masa sintering

Masa sintering dan suhu sintering adalah sepasang parameter yang berkaitan, kerana apabila suhu sintering meningkat dengan sewajarnya, masa penebat titik sintering boleh dipendekkan, tetapi jika kawalan tidak wajar, produk akan cacat, bijirin akan tumbuh, dan bahkan pemisahan akan berlaku, yang mempengaruhi kualiti produk. Apabila suhu sintering rendah, masa penebat sintering mesti dilanjutkan, jika tidak, produk akan dibakar. Perbezaan suhu sintering tidak boleh terlalu besar, umumnya sekitar 20oC.

 

2. Analisis teoritis proses sintering

Selepas serbuk matriks sintered, kekuatan badan sintered meningkat. Pertama, kekuatan ikatan antara zarah serbuk meningkat. Semasa sintering, disebabkan oleh suhu yang tinggi, pergerakan atom dalam badan serbuk semakin meningkat, membolehkan lebih banyak atom memasuki permukaan sentuhan antara zarah untuk membentuk permukaan ikatan. Selain itu, apabila permukaan ikatan berkembang, kekuatan badan sinter juga meningkat. Permukaan ikatan mengembang untuk membentuk leher sintering, supaya antara muka zarah asal membentuk antara muka bijirin, dan sebagai sintering berterusan, sempadan bijian dapat bergerak ke pedalaman zarah, mengakibatkan pertumbuhan bijirin.

 

Peningkatan kekuatan badan sinter juga ditunjukkan dalam pengurangan jumlah liang dan jumlah liang, serta perubahan bentuk liang. Apabila leher sintering tumbuh, liang -liang yang pada asalnya saling berkaitan di antara zarah -zarah secara beransur -ansur menyusut ke dalam liang -liang tertutup dan kemudian menjadi bulat. Saiz dan bilangan liang juga berubah, iaitu bilangan liang berkurangan, manakala saiz liang purata meningkat.

 

Pembentukan permukaan ikatan zarah biasanya tidak menyebabkan pengecutan badan sintered. Oleh itu, ketekunan tidak menandakan permulaan proses sintering, dan hanya peningkatan kekuatan badan sintered adalah tanda sintering yang jelas. Dengan pertumbuhan leher sintering, pengurangan jumlah jumlah liang, dan pemendekan jarak antara zarah, proses penyebaran badan sintered benar -benar bermula. Seperti yang disebutkan di atas, sebagai tambahan kepada pertumbuhan leher sintering semasa proses sintering, padat itu dapat disatukan dan menyusut; Kawasan permukaan akan berkurangan; Kekuatan dapat ditingkatkan, dan kekonduksian akan meningkat. Parameter ini memberikan kemungkinan untuk menerangkan proses sintering. Dalam kebanyakan kes, proses sintering disertai dengan penurunan saiz badan sintered. Parameter penyebarannya φ boleh dinyatakan sebagai:

• Φ=(ρs–ρg)/(ρt-ρg)
• di mana ρs -- ketumpatan badan sintered;
• ρt -- ketumpatan teori;
• ρg -- Ketumpatan yang dipadatkan.

 

Angka di bawah menunjukkan perubahan dalam beberapa parameter apabila sintering isoterma dijalankan pada dua suhu (T2> T1), mencerminkan kesan utama masa dan suhu pada proses sintering.

 

 

 

Proses serbuk sintering isotermal boleh dibahagikan kepada tiga peringkat dengan sempadan yang tidak jelas (gambarajah skematik seperti berikut).

 

 

 

 

• (1) Peringkat awal - peringkat awal sintering, atau peringkat ikatan. Titik hubungan asal atau permukaan hubungan antara zarah diubah menjadi ikatan bijirin, iaitu, leher sintering dibentuk melalui proses penghijrahan atom seperti nukleasi dan pertumbuhan. Tahap ini terutamanya melibatkan pemulihan logam, volatilisasi gas dan air yang terserap, dan penguraian dan penyingkiran agen pembentukan dalam padat.
• (2) Peringkat Perantaraan - Peringkat Pertumbuhan Leher Sintering. Penghijrahan besar-besaran atom ke permukaan ikatan zarah menyebabkan leher sintering berkembang, jarak antara zarah berkurangan, dan rangkaian kekosongan berterusan untuk membentuk. Pada masa yang sama, disebabkan oleh pertumbuhan bijirin, sempadan bijian bergerak melintasi liang -liang, dan liang -liang hilang dalam jumlah besar di mana sempadan bijian menyapu. Ketumpatan dan kekuatan yang meningkat adalah ciri -ciri utama tahap ini.
• (3) Peringkat akhir - Spheroidisasi liang tertutup dan tahap pengecutan. Kebanyakan liang dipisahkan sepenuhnya, bilangan liang tertutup meningkat dengan pesat, dan bentuk liang cenderung menjadi sfera dan terus mengecut. Semasa peringkat ini, seluruh badan sintered masih boleh mengecut perlahan -lahan, tetapi ini dicapai dengan kehilangan liang -liang kecil dan pengurangan bilangan liang. Walau bagaimanapun, masih terdapat sebilangan kecil liang kecil terpencil yang tidak dapat dihapuskan.