粉末冶 金材料的热处理工艺

本站资料o系统管理员o2018-08-11
粉末冶 金材料的热处理工艺
粉末冶 金材料的热处理工艺您了解吗?如今粉 末冶金材料被应用得越来越广泛,它们在取代低密度、低硬度 和强度的铸铁材料方面已经具有明显优势。粉末冶 金材料的热处理有淬火、化学热处理、蒸汽处 理和特殊热处理几种形式:
1、淬火热处理工艺
  粉末冶 金材料由于孔隙的存在,在传热 速度方面要低于致密材料,因此在淬火时,淬透性相对较差。另外淬火时,粉末材 料的烧结密度和材料的导热性是成正比关系的;粉末冶 金材料因为烧结工艺与致密材料的差异,内部组 织均匀性要优于致密材料,但存在 较小的微观区域的不均匀性,所以,完全奥 氏体化时间比相应锻件长50%,在添加合金元素时,完全奥 氏体化温度会更高、时间会更长。

  在粉末 冶金材料的热处理中,为了提高淬透性,通常加 入一些合金元素如:镍、钼、锰、铬、钒等,它们的 作用跟在致密材料中的作用机理相同,可明显细化晶粒,当其溶 于奥氏体后会增加过冷奥氏体的稳定性,保证淬 火时的奥氏体转变,使淬火 后材料的表面硬度增加,淬硬深度也增加。另外,粉末冶 金材料淬火后都要进行回火处理,回火处 理的温度控制对粉末冶金材料的的性能影响较大,因此要 根据不同材料的特性确定回火温度,降低回火脆性的影响,一般的材料可在175-250℃下空气或油中回火0.5-1.0h。
2、化学热处理工艺
  化学热 处理一般都包括分解、吸收、扩散三个基本过程,比如,渗碳热 处理的反应如下:
2CO≒[C]+CO2 (放热反应)
CH4≒[C]+2H2 (吸热反应)
  碳分解 出后被金属表面吸收并逐渐向内部扩散,在材料 的表面获得足够的碳浓度后再进行淬火和回火处理,会提高 粉末冶金材料的表面硬度和淬硬深度。由于粉 末冶金材料的孔隙存在,使得活 性炭原子从表面渗入内部,完成化 学热处理的过程。但是,材料密度越高,孔隙效应就越弱,化学热 处理的效果就越不明显,因此,要采用 碳势较高的还原性气氛保护。根据粉 末冶金材料的孔隙特点,其加热 和冷却速度要低于致密材料,所以加 热时要延长保温时间,提高加热温度。
  粉末冶 金材料的化学热处理包括渗碳、渗氮、渗硫和 多元共渗等几种形式,在化学热处理中,淬硬深 度主要与材料的密度有关。因此,可以在 热处理工艺上采取相应措施,比如:渗碳时,在材料密度大于7g/cm3时适当延长时间。通过化 学热处理可提高材料的耐磨性,粉末冶 金材料的不均匀奥氏体渗碳工艺,使处理 后的材料渗层表面的含碳量可达2%以上,碳化物 均匀分布于渗层表面,能够很 好地提高硬度和耐磨性能。
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