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热加工过程称为烧结。高温会增加金属原子在烧结过程中的振幅。接触面上更多的原子通过粘滞流动、蒸发冷凝、体积扩散、表面扩散、晶界扩散和塑性流动等功能进入原子的受力范围,形成结合面,导致再结晶和晶粒生长,形成金属网状结构,增加烧结体的强度电阻,降低电阻。非熔融系统的固态烧结是石墨坩埚烧结的一种。
由于金属含量的不同(30-90%),石墨坩埚的烧结温度也不同。低金属含量的石墨坩埚主要由结合剂结焦连接而成。金属粉不能形成网状结构,但与导电有关。
烧结的关键技术是:a)高烧结温度。通常取金属熔点温度的2/3~温度指数a=0.67/5~0.8.过度燃烧和不燃烧都会影响产品的质量。延长高温保温时间可适当降低烧结温度,但时间影响不如温度。b)铜氧化后电阻增大,防止产品氧化。烧结时应采取保护措施。c)就是加热速度。对粘结剂含量较高的产品,应控制加热速度,以防止烧结开裂。
气体保护烧结
在我国粉末冶金工业中,石墨坩埚广泛应用于保护气氛烧结,并广泛应用于世界各地。
保护气氛包括:纯氢、分解氨(氧氮混合物)、气体,烃类转化气体(H2、上述气体不仅能起到保护作用,还能还原氧化物,如CO混合物。
网带连续烧结炉一般用于气氛保护。为降低成本,意大利EBN公司采用专用密封烧结箱烧结。烧结箱底部设有进气口,中间设有多孔隔断。产品放在上面,箱体顶部设有微压排气孔。当罐内产生一定压力时,气体会自动打开并释放。烧结箱尺寸长900mm,宽400mm,气体为纯氢,加热方式为电加热。