Когда горячий металл сжимается, процесс включает в себя применение тепла и давления, что называется горячим прессованием. Этот метод особенно эффективен для формирования твердых и хрупких материалов, таких как металлические и керамические порошки, и широко используется для уплотнения режущих инструментов и технической керамики.
Краткое описание процесса:
Горячее прессование подразумевает одновременное воздействие тепла и давления на порошок или компактный порошок при достаточно высоких температурах, чтобы вызвать процессы спекания и ползучести. Это приводит к уплотнению за счет перегруппировки частиц и пластического течения в местах контакта частиц.
-
Подробное объяснение:
- Применение тепла и давления:
- Процесс начинается с заполнения графитовой формы сыпучим порошком или предварительно спрессованной деталью. Эта форма позволяет осуществлять индукционный или резистивный нагрев до чрезвычайно высоких температур, обычно около 2 400 °C (4 350 °F), а давление может достигать 50 МПа (7 300 фунтов на квадратный дюйм).
-
Сочетание высокой температуры и давления способствует процессу спекания, при котором частицы скрепляются в местах контакта, что приводит к уменьшению пористости и увеличению плотности.
- Типы нагрева:
-
Существует три основных типа нагрева, используемых при горячем прессовании: индукционный нагрев, непрямой резистивный нагрев и метод спекания в полевых условиях (FAST) или прямое горячее прессование. Каждый из этих методов обеспечивает равномерный и эффективный нагрев материала, облегчая процесс спекания.
- Влияние температуры, давления и времени:
- Температура и давление, применяемые в процессе горячего прессования, существенно влияют на усадку и конечную плотность изделия. Более высокая температура и большее давление приводят к более сильному сжатию прессованной заготовки, а время, необходимое для стабилизации плотности, короче.
-
Время выдержки также играет решающую роль. После достижения определенного порога дальнейшее увеличение времени выдержки не приводит к увеличению плотности, что свидетельствует о завершении процесса уплотнения.
- Окисление и контроль атмосферы:
Высокие температуры могут привести к окислению металлов, что нежелательно в процессе спекания. Для предотвращения окисления в камере спекания создается инертная атмосфера путем введения азота и удаления кислорода. Этот инертный газ действует как барьер, предотвращая окисление и обеспечивая целостность спеченного металла.Выводы:
