粉末冶金的硫化处理

一、粉末冶金制品的硫化处理(一)硫化处理的目的硫化处理在粉末冶金制品中作为减摩材料应用时,以铁基含油轴承的应用最为广泛。烧结含油轴承（含石墨量1%—4%）制造工艺简单、成本低，在PV〈18～25公斤·米/厘米²·秒情况下，可代替青铜，巴氏合金等减摩材料。但在繁重的工作条件下，如摩擦表面上滑动速度过高和单位负荷较大时，则烧结零件的耐磨性能和寿命会迅速降低。为了提高多孔铁基减摩零件的减摩性能，降低摩擦系数，提高工作温度以扩大其使用范围，采用硫化处理是一种值得推广的方法。硫及大部分硫化物都具有一定的润滑性能。硫化铁就是一种良好的固体润滑剂，特别是在干摩擦的条件下，硫化铁的存在，具有很好的抗咬合性。粉末冶金铁基制品，利用其毛细孔可以浸渍相当多的硫，经过加热可使硫与孔隙表面的铁生成硫化铁，它均匀地分布于制品的各处，在摩擦表面上起着良好的润滑作用，并可以改善切削加工性能。硫化处理后的制品，其摩擦和切削表面都显得很光滑。多孔烧结铁经硫化处理后，最突出的作用是具有很好的干摩擦性能。在无油润滑的工作条件下（即不准加油或无法加油），是一种令人满意的自润滑材料，并且有很好的抗咬合性，减少啃轴现象。此外，这种材料的摩擦特性与一般减摩材料不同。一般材料随着比压的增加，摩擦系数开始变化不大，当比压超过一定值后，摩擦系数急剧增加。而经过硫化处理后的多孔烧结铁，其摩擦系数在很大比压范围内随其比压增加反而下降。这就是减摩材料一种可贵的特性。经硫化处理后的烧结铁基含油轴承，可在250℃以下顺利地工作。（二）硫化处理工艺硫化处理的工艺比较简单，不需要专门的设备，其工艺为：将硫放入坩埚中加热熔化，温度控制在120～130℃时，此时硫的流动性较好，若温度过高，则不利于浸渍。将需要浸渍的烧结制品先预热至100～150℃，然后将制品浸入熔化的硫液中，浸渍3～20分钟，未预热的制品浸渍25～30分钟。视制品的密度，壁厚及所需浸入量来决定浸渍时间。密度低、壁厚薄的浸渍时间可少；反之亦然。浸完后取出制品，流尽剩余的硫。最后，将浸渍过的制品放入炉内，通氢保护，亦可以用木炭保护，加热到700～720℃保温0.5～1小时，此时，浸入的硫与铁作用生成硫化铁。对于密度为6～6.2克/厘米³的制品，硫进入量约为35～4%（重量百分比）。加热焙烧是为了使浸入零件孔隙中的硫形成硫化铁。硫化处理后的烧结制品，可进行浸油和精整等处理。（三）硫化处理的应用举例1、面粉机轴套该轴套安装在两根轧辊两端，共四个套。轧辊压力为280公斤，转速为700～1000转/分（P=10公斤/厘米²，V=2米/秒）。原采用锡青铜轴套，用甩油圈润滑。现改用密度为5.8克/厘米³、含S量为6.8%的多孔烧结铁代替，可不用原润滑装置，只需开车前滴几滴油，连续工作40小时，轴套温度才40℃左右；磨面粉12000公斤，轴套仍正常工作。2、牙轮钻小轴套牙轮钻是石油钻探的重要工具，此钻油顶部有个滑转轴套，受压力极大（压力P=500公斤力/厘米²，速度V=0.15米/秒），并有强烈的震动和冲击。二、粉末冶金制品的浸油处理粉末冶金多孔减摩制品浸油是一道重要的工序，可以增加粉末冶金制品的抗腐蚀性、提高耐磨性，延长其使用寿命。铁基含油轴承烧结后进行浸油处理，润滑油即进入制品孔隙中，当轴转动时，与套发生动摩擦，生热，使轴承温度上升，油遇热膨胀，从孔隙中流出到轴与轴套之间起到自动供油，形成的油膜起润滑减摩作用。浸油也能防止制品被氧化。浸油方法可分普通浸油、加热浸油和真空浸油。普通浸油：把清洗干净的烧结制品放入机油（一般为20～30号机油）中浸泡。油在制品的毛细管力作用下，浸入到制品的孔隙中。此法浸油效率低、浸油时间长，需几小时，用在含油率不高的制品中。加热浸油：把清除干净的烧结制品放入80～120℃热油中浸泡1小时。由于制品受热，连通孔隙中的空气膨胀，使一部分空气被排除。冷却后，剩余部分的空气又收缩，把油吸入到孔隙中。由于热油的流动性好，润滑性高，因而可有更多的油浸入到制品中。该浸油方法效率比普通浸油率高。真空浸油：把清理干净的烧结制品放入真空箱内，密封抽空至-720毫米Hg，然后向真空箱内放入机油，再加热至80℃，保持20～30分钟。由于制品连通孔隙中的空气被抽出，机油可在10分钟之内浸入制品中。这种方法浸油效率高、速度快。此法的另一种形式，是先把放有制品的真空箱内的空气抽出，然后把预热过的油通入真空箱中，将制品覆盖起来，再使真空箱与大气接通，油即较快地浸入到制品孔隙中。三、涂蜡一般粉末冶金制品均具有多孔特性，与空气等接触界面较大，容易发生锈蚀现象，特别是沿海多雨地区，空气湿度大，制品的腐蚀更为严重。在有些情况下，不仅制品表面受到腐蚀，连内部连通孔隙的表面也会受到腐蚀，严重地影响其使用性能，甚至造成报废。为了防止和减少铁基制品的腐蚀，在浸油后还必须进行表面涂腊，以隔绝制品与外界的接触。这样，在制品长途运输或较长时间的保存（按规定，制品在六个月之内不得锈蚀），不致锈蚀。粉末冶金制品的涂腊工艺是，把腊放入上腊筒内，加热到60～80℃，使腊熔化，将清理干净的制品浸入腊液中，并立即取出，即在制品表面上涂上一层均匀的腊，凉后方可包装。腊液是由石蜡和凡士林组成，按季节不同有不同配比。加凡士林的目的是提高腊液干后的牢度，不致开裂。气温高时凡士林可少加，气温低时可适当提高凡士林的配比。一般采用凡士林20%，石蜡80%。四、包装合适的包装，是为了保护粉末冶金制品在储存、运输过程中不致损坏、变质，是粉末冶金生产中最后一道工序。如果包装不好会导致最后产品的损失，应该说是十分可惜的。包装的方法是：将制品涂腊后，以防锈纸包装，将若干件包好装入一盒，每盒应放上合格证及使用说明书。盒外标明制造厂厂名及地址、产品名称、型号及数量、产品尺寸及规格。切不能将不同规格型号产品误装和混装。而后将若干盒装入一箱，箱子周围必须垫上防潮纸，每箱重量不能超过50公斤。箱外应标明制造厂厂名及地址、产品名称、型号、规格及数量。同时应标明装箱日期，最后贴上“小心轻放、注意防潮”标记。