粉末冶金烧结件表面问题及解决方案

粉末冶金烧结件的表面问题及其解决方案•不同的表面问题•影响粉冶部件表面问题的有关因素•举例（解决方案）不同的表面问题•针孔•孔洞•表面崩裂•发泡•斑痕•裂纹影响粉冶部件表面问题的有关因素•原料粉末的纯度(Al,Mn,SI,Ca,S,C,P,O)•添加剂的颗粒的尺寸(C,Cu,MnS,Fe3P,润滑剂等)•原料粉的合金化方式（普通，预合金，扩散型合金）•润滑剂的选择(H-wax,Zn-st,Knolube,Metalube)•混粉方式（Premix,Starmix)•压制过程(模具表面状况，粉尘，模具退磁)•脱蜡时间及部件的填充率(崩裂，气泡，Ni催化反应)•脱蜡时气流量的控制（残余润滑剂）•炉腔内杂质的沉积（Mn，S，P）不同润滑剂的尺寸分布Metallube(um)Kenolube(um)H-wax(um)Zn-Stearate(um)90%below115,6090%below59,9590%below33,9290%below16,1550%below48,2550%below21,7650%below7,6050%below3,4910%below7,4610%below0,2010%below1,3710%below0,08举例•Fe-P-C系烧结件的表面发泡问题•与压制过程相关的表面裂纹•因石墨粉形成团粒而导致的表面缺陷•在脱蜡过程中产生的表面斑痕•与润滑剂，铁粉内的杂质及脱蜡过程相关的另一种表面斑痕•因较粗的Cu颗粒而产生的针孔•因Ni催化作用而产生的表面崩裂•因其它夹杂而产生的表面缺陷Fe-P-C系烧结件的表面发泡问题Fe3P,1120C/30min02468Energy(keV)05001000CountsCFeSiPFeFeCu02468Energy(keV)05001000CountsCFeSiPFeFeCu每个烧结舟中第一个部件发泡解决方案•加大脱蜡区的气流量，以防止润滑剂在部件表面的沉积，产生Fe-P-C液相•将一个无用的部件放在每个烧结舟的第一个部件的位置与压制过程相关的表面裂纹中线处裂纹裂纹表面及断面：裂纹处密度低表面断面能谱分析：裂纹处存在大量杂质0246810Energy(keV)0102030cpsCCaOMnFeCuCuNaMgAlSiSSClClKKCaCaTiMnFeMnFeCuCu0246810Energy(keV)0510152025cpsCCaOMnFeCuCuNaAlSiSSClClKKCaCaMnFeMnFeCuCu正常处裂纹处芯棒局部表面的不充分退磁对压制模具及冲模进行有效退磁因石墨粉形成团粒而导致的表面缺陷缺陷处从碳含量明显高于正常处解决方案：StarmixDistaloyAE+0.7C1250C/20min在脱蜡过程中产生的表面斑痕产生条件：•Metallub+MnS•液态Metallub同时存在于表面及内部解决方案：•RBO•加大脱蜡区的气流量与润滑剂，铁粉内的杂质及脱蜡过程相关的另一种表面斑痕Fe-Cu-C系雾化铁粉+Zn-Stearate能谱分析：斑痕处存在大量杂质（Mn,S等）0246810Energy(keV)01234cpsOCrMnFeNiCuNiCuMgAlSiSSCrMnCrFeMnFeNiCuNiCu0246810Energy(keV)0246cpsOCrMnFeNiCuNiCuMgAlSiSSCrMnCrFeMnFeNiCuNiCu解决方案•RBO•将基体铁粉换成含纯度较高的铁粉（Mn含量较低）•用Amidwax代替Zn-stearate因较粗的Cu颗粒而产生的针孔Fe-Cu-C系，Cu粉：100目金相分析孔洞尺寸100－150um孔洞附近：微细珠光体＋马氏体Cu含量较高解决方案：铜粉由100目换成200目因其它夹杂而产生的表面缺陷Fe-Cu-C系，Cu：DistaloyACu缺陷附近的金相分析缺陷附近无聚合的迹象从填料靴中发现的大尺寸杂质因Ni催化作用而产生的表面崩裂AHC100+1%Ni+1%Zn-st能谱分析：崩裂处的Ni含量较高崩裂原因及解决方案•脱蜡过程不够完全，过早进入高温区•Ni对CxHy裂解的催化作用•Ni粉的聚合•加大气流量，加长脱蜡区（降低带速）•降低烧结气氛中的COCO2比•填粉过程中防止Ni粉的聚合