不銹鋼粉末冶金是以不銹鋼粉末為材料,利用粉末冶金方法制造鋼材或零件的技術(shù)。其優(yōu)點是減少合金元素偏析,細(xì)化顯微組織,改善性能,節(jié)約原材料,節(jié)約能耗,降低成本。
將不銹鋼水用高壓氮氣霧化成粉末,粉末顆粒呈球狀,松裝密度約4.8g/cm,粉末氧含量小于100×10。也可用旋轉(zhuǎn)電極制粉法生產(chǎn)球狀不銹鋼粉末,氧含量為(40~70)×10。將這些不銹鋼粉末裝入包套內(nèi),抽真空密封后,在5kPa壓力下冷等靜壓制,繼而在1050℃、2kPa壓力下熱等靜壓致密化成材。也可將冷等靜壓坯在1200℃溫度下熱擠壓成致密棒、管材。與普通的鑄鍛不銹鋼材比較,粉末治金不銹鋼材的鎳、鉻和鉬元素的偏析小,晶粒度細(xì)小得多,硫化物夾雜細(xì)小并均勻分布。
將在感應(yīng)爐內(nèi)熔煉成的不銹鋼水由噴嘴漏孔流出,用高壓水進(jìn)行霧化,冷凝后得到不銹鋼粉末。粉末經(jīng)脫水、干燥、分級、退火等工序處理,水霧化不銹鋼粉末的松裝密度為2.5~3.2g/cm。在550~830MPa壓力下壓制成形。壓坯在露點為-45~-50℃的氫氣或分解氨氣氛中燒結(jié)。也可采用真空燒結(jié),燒結(jié)溫度為1120~1150℃。當(dāng)需要較好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能時,要采用高達(dá)1315C的燒結(jié)溫度。
粉末冶金不銹鋼在海上作業(yè)的惡劣環(huán)境下,為提高耐腐蝕性和強度,采用高鉬、高鎳、含氮、含錳的特殊不銹鋼。但是,這種鋼的熱加工性差,焊接時易形成熱裂紋。為克服這些缺點,采用粉末冶金熱等靜壓或熱擠工藝直接制得各向同性、無偏析的粉末冶金不銹鋼法蘭盤、鋼管和其他零件。
生活中,我們知道有很多產(chǎn)品是不銹鋼制成的,而制造不銹鋼制品的傳統(tǒng)工藝熔煉工藝由于切削加工的困難,導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)一些尺寸精度差、表面粗糙不足等問題。為了解決這一難題,人們開始用不銹鋼粉末冶金制造,不銹鋼粉末冶金解決不銹鋼制品生產(chǎn)難題,起到了重要的作用。
不銹鋼粉末冶金解決不銹鋼制品生產(chǎn)難題與它的優(yōu)點密不可分,那么,不銹鋼粉末冶金是怎樣的優(yōu)點解決可不銹鋼制品生產(chǎn)難題?
不銹鋼粉末冶金與傳統(tǒng)熔煉工藝生產(chǎn)的不銹鋼相比,不銹鋼粉末冶金具有所生產(chǎn)的零件接近凈成型、尺寸精度高、材料利用率高、組織結(jié)構(gòu)均勻等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于機械、化工、船舶、汽車、儀器儀表等行業(yè)。
不銹鋼粉末冶金由于其內(nèi)部容易存在孔隙,所以使得不銹鋼粉末冶金的力學(xué)性能、耐磨性和耐腐蝕性大為下降,從而嚴(yán)重的限制了這一產(chǎn)品的應(yīng)用。但通過提高不銹鋼粉末冶金的密度,就能減少其孔隙度,就能對提高不銹鋼粉末冶金性能起到關(guān)鍵作用。
不銹鋼粉末冶金內(nèi)部之所以會殘留大量孔隙,與其采用固相燒結(jié)的方法有很大的關(guān)系,所以開始有用戶將其用超固相線液相燒結(jié)代替,使不銹鋼預(yù)合金粉末在燒結(jié)時形成液相,液相通過流動填充孔隙進(jìn)而提高燒結(jié)體的致密度和性能。
另外,通過添加合適的強化相也可以改進(jìn)不銹鋼粉末冶金的性能的主要途徑之一,尤其是它的硬度和耐磨性,都因此而有所提升。
綜上所述,不銹鋼粉末冶金提高密度減少孔隙度及性能很好的解決了傳統(tǒng)工藝的不足,不銹鋼粉末冶金可制成鋼材或零件,能夠減少合金元素偏析,細(xì)化顯微組織,改善性能,節(jié)約原材料,節(jié)約能耗,降低成本。
如果運用熔煉工藝生產(chǎn)不銹鋼制品的話,由于其切削加工的困難,會導(dǎo)致所制造的零件存在一系列的布置,比如尺寸精度差、表面粗糙不足等。而在解決類似難題的應(yīng)用中,粉末冶金起到了至關(guān)重要的作用。
與傳統(tǒng)熔煉工藝生產(chǎn)的不銹鋼相比,不銹鋼粉末冶金具有所生產(chǎn)的零件接近凈成型、尺寸精度高、材料利用率高、組織結(jié)構(gòu)均勻等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于機械、化工、船舶、汽車、儀器儀表等行業(yè)。
但不是說不銹鋼粉末冶金就是完美的,由于其內(nèi)部容易存在孔隙,所以使得不銹鋼粉末冶金的力學(xué)性能、耐磨性和耐腐蝕性大為下降,從而嚴(yán)重的限制了這一產(chǎn)品的應(yīng)用。
但有研究已經(jīng)證明,不銹鋼粉末冶金幾乎所有的性能都隨著密度的增大而提高,所以說只要提高不銹鋼粉末冶金的密度,減少其孔隙度,就能對提高不銹鋼粉末冶金性能起到關(guān)鍵作用。
不銹鋼粉末冶金內(nèi)部之所以會殘留大量空虛,與其采用固相燒結(jié)的方法有很大的關(guān)系,所以開始有用戶將其用超固相線液相燒結(jié)代替,使不銹鋼預(yù)合金粉末在燒結(jié)時形成液相,液相通過流動填充孔隙進(jìn)而提高燒結(jié)體的致密度和性能。
不同于普通的液相燒結(jié),超固相線液相燒結(jié)是對預(yù)合金粉的燒結(jié),且在燒結(jié)過程中始終是單一相,燒結(jié)溫度將始終位于固相線和液相線之間。而且顆粒在液相毛細(xì)管力作用下實現(xiàn)重排,通過液相流動傳質(zhì),從而使燒結(jié)體達(dá)到致密。
另外,通過添加合適的強化相也可以改進(jìn)不銹鋼粉末冶金的性能的主要途徑之一,尤其是它的硬度和耐磨性,都因此而有所提升。