粉末冶金材料在燒結(jié)過程中生成的孔隙是其固有特點(diǎn),也給熱處理帶來了很大影響,特別是孔隙率的變化與熱處理的關(guān)系,為了改善致密性和晶粒度,加入的合金元素也對(duì)熱處理有一定影響:
1.孔隙對(duì)熱處理過程的影響
粉末冶金材料在熱處理時(shí),通過快速冷卻抑制奧氏體擴(kuò)散轉(zhuǎn)變成其他組織,從而獲得馬氏體,而孔隙的存在對(duì)材料的散熱性影響較大。通過導(dǎo)熱率公式:
導(dǎo)熱率=金屬理論導(dǎo)熱率×(1-2×孔隙率)/100
可以看出,淬透性隨著孔隙率的增加而下降。另一方面,孔隙還影響材料的密度,對(duì)材料熱處理后表面硬度和淬硬深度的效果又因密度影響而有關(guān)聯(lián),降低了材料表面硬度。而且,因?yàn)榭紫兜拇嬖?,淬火時(shí)不能用鹽水作為介質(zhì),以免因鹽分殘留造成腐蝕,所以,一般熱處理是在真空或氣體介質(zhì)中進(jìn)行的。
2.孔隙率對(duì)熱處理時(shí)表面淬硬深度的影響
粉末冶金材料的熱處理效果與材料的密度、滲(淬)透性、導(dǎo)熱性和電阻性有關(guān),孔隙率是造成這些因素的最大原因,孔隙率超過8%時(shí),氣體就會(huì)通過空隙迅速滲透,在進(jìn)行滲碳硬化時(shí),增加滲碳深度,表面硬化的效果就會(huì)降低。而且,如果滲碳?xì)怏w滲入速度過快,在淬火中會(huì)產(chǎn)生軟點(diǎn),降低表面硬度,使材料脆變和變形。
3.合金含量和類型對(duì)粉末冶金熱處理的影響
合金元素中常見的是銅和鎳,它們的含量與類型都會(huì)對(duì)熱處理效果產(chǎn)生影響。熱處理硬化深度隨銅含量、碳含量的增加而逐漸增高達(dá)到一定含量時(shí)又逐漸降低;鎳合金的剛度要大于銅合金,但是鎳含量的不均勻性會(huì)導(dǎo)致奧氏體組織不均勻。
4.高溫?zé)Y(jié)的影響
高溫?zé)Y(jié)雖然可以獲得最佳的合金化效果和促進(jìn)致密化,但是,燒結(jié)溫度的不同,特別是溫度較低時(shí),會(huì)導(dǎo)致熱處理的敏感性下降(固溶體中的合金減少)和機(jī)械性能下降。因此,采用高溫?zé)Y(jié),輔助以充分的還原氣氛,可以獲得較好的熱處理效果。
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