




金属粉末冶金中的烧结气氛相关
金属粉末冶金是一种利用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结制成金属或合金零部件的技术。运用该技术可直接生产多孔、半致密或全致密的材料和制品,因此应用十分广泛。在金属粉末冶金制品烧结中,烧结气氛是影响烧结制品性能的重要因素之一。有趣的是,MIM却影响了大行业,卡托曾经于2012~2016采用MIM来制作的”爆品”零件,那是影响了数十亿用户啊。粉末烧结气氛是指粉末冶金制品在烧结时,烧结炉内的实际气氛,常用的烧结气氛主要有保护气氛、可控气氛和空气。下面我们就一起来了解一下:
一、保护气氛:保护气氛分为还原性气氛和中性气氛,还原性气氛又分为氢气和分解氨。在烧结过程中,保护气氛的主要作用是保护烧结制品不被氧化。
氢气在一定的温度条件下具有很强的渗透性,是一种化学活性较强的可燃性无***体,常在钨、硬质合金、不锈钢等难熔粉末冶金制品的烧结中作为保护气氛;
分解氨是液氨经热分解后获得的由氢和氮组合的混合气体,在粉末冶金中即可作为还原剂,也用来作为烧结气氛,除了某些含有氮成分的制品因与该气氛产生化学反应不能采用这种气氛烧结以外,大多数的金属都可采用这种气氛来烧结。
中性气氛:中性气氛主要包括氮气、氨气和真空,真空烧结能够避免气氛中的***成分对粉末冶金零件造成污染等不利影响。
二、可控气氛:这类气氛分为放热型(不需要从外部供热)和吸热型气氛(需要从外部供热),都由碳氢化合物转化而成。
放热型可用于控制粉末冶金(含***成形)烧结制品中的碳含量控制,分为淡型和浓型气氛,淡型放热气氛的碳势很低,用作低碳钢、铜制品的烧结时,只用作无氧化加热;浓型放热气氛的碳势较高一些,可用作防止粉末冶金铁基、铜基零件的的氧化和减少铁基零件的脱碳。PVD原理示意图工艺流程:PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束,冷却出炉→后处理(抛光、AFP)。
吸热型气氛与放热型气氛相比较,是一种还原性更强、碳势更高的可控气氛,在粉末冶金中主要用于铁基零件和铜基零件烧结时作保护气氛,有时也作为渗碳剂使用。
三、空气气氛:这种烧结气氛主要是在烧结炉内通过一定空气气体,也可以看作是在常压状态下烧结,一般在金属复合材料和陶瓷材料的烧结制品中应用
荷兰公司用金属3D打印制造超级摩托车电机冷却
荷兰超级摩托车制造商Electric Superbike Twente与金属3D打印公司K3D合作,为其电动自行车的电机生产新的冷却外壳。这是Electric Superbike Twente使用的一款3D打印金属组件,在此前的产品开发中,他们意识到使用传统技术生产的电机冷却外壳并不适合高性能摩托车,因此双方在设计第二辆电动摩托车后不久就开始合作。一般情况下,珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布,称为片状珠光体。
传统制造的局限性
超级摩托车团队的技术经理Feitse Krekt 评论说:“首辆超级摩托车的冷却外壳由多个部件组成,这些部件使用传统的生产方法,如车削和铣削,很难生产。对于这些生产方法,需要大量的材料,因此***终产品变得非常沉重。而且另外一个问题是,由于车削过程,壁厚需要高于常规,我们无法尽可能***地冷却电动机。在此背景下,下一代催化脱脂新技术-气态草酸脱催化脂技术,开始出现在本次粉末冶金展,并且是由我国业者独创的新技术。所以,电机的功率低于预期,有时需要放慢速度以使电动机不会过热。”
因此,超级摩托车决定联系K3D,K3D是荷兰一家从Additive Industries购买了MetalFab1 金属3D打印机的公司,自2016年以来已生产超过35,000种产品。
△用于生产冷却外壳的MetalFab1 3D金属打印机
K3D的首席技术官Jaap Bulsink解释说,使用K3D生产的部件使他们能够享受传统制造技术无法提供的设计自由,“由于采用薄壁设计,内部通***有***佳的冷却性能,只有金属3D打印才能实现***设计自由度。重要的是,该部件的设计重量***轻。该部件打印非常准确,无需任何后处理即可直接使用。十、PVD真空镀物***相沉积(PVD):是一种工业制造上的工艺,是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术。”
这不是3D打印初次用于制造电动摩托车。总部位于德国的BigRep已经制造出功能齐全的3D打印电动摩托车,但该自行车仅用于设计目的,目前还不是一种可行的商业产品。另外,宝马今年早些时候推出了3D打印概念车架,用于BMW S1000RR运动自行车。目前我国适逢制造业发展有利时期,MIM技术应用空间大,产品市场前景广阔,这无疑为我国加快MIM行业的发展提供了难得的战略好机遇。
电动超级摩托车目前正在组装,之后将于2019年5月24日在荷兰恩斯赫德进行测试并***终***。
304不锈钢铸件产生磁性的原因
一般情况下,使用没有磁性的304不锈钢废料浇注出来的铸件产品却带有微磁性。什么原因导致的呢?因为:
1、化学成分当量成分控制没有到位。
一般的生产厂家为了降低成本把Ni控制下限,8.0-8.2%之间,Cr/Ni达到一定数值时钢的***中出现一定量的铁素体,铁素体是有磁性的;此时采用1050~1080℃固溶处理可以把铁素体完全溶入奥氏体就不会有磁性了。
2、冷加工硬化。
当奥氏体不锈钢在冷加工时产生形变马氏体,形变马氏体使得不锈钢强度增加,而形变马氏体是有磁性的。采用固溶处理甚至退火都可以使形变马氏体消失,但是钢的强度就会下降了。
如果既要保证冷加工强度,又要弱磁性甚至无磁性可以采用下面去磁办法:
1、根据相图原理,降低Cr/Ni值,尤其提高Ni、Mn含量到上限。冷加工前进行上限固溶处理,在保证表面的前提下控制晶粒度4级;可以降低冷加工后的磁性。
2、一般304冷加工后都有一定的微弱磁性。经过敲打或其他的冲击,使其奥氏体***转变为马氏体,此时会有一定的磁性。加热到1050度,然后水淬激冷,可消除磁性。
备注:
1、“Cr/Ni达到一定数值”这个的理解:这个是2个当量的比值。
Cr当量=Cr% 1.5(Si%) Mo% Cb%-4.99
Ni当量=Ni% 30(C%) 0.5(Mn%) 26(N%-0.02) 2.77
当Cr当量/Ni当量lt;0.9 达到单项奥氏体了,就不会有磁性了。
2、由此看加镍、加锰、加氮,降铬、降硅等都可以达到去磁的效果。
3、市场上有一种“合金消磁剂”的,可以将不锈钢中的残余铁素体转换成奥氏体,也能达到去磁效果。同时加入该合金消磁剂后,对精铸铸件的耐蚀性,盐雾试验效果良好。