压力烧结粉末冶金压力烧结粉末冶金（Press Sinter ）在高温下，陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙（气孔）和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体，这种现象
称为烧结。烧结的术语：
1、烧结sintering 粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金
结合以提高其强度。
2、填料packing material 在预烧或烧结过程中为了起分隔和保护作用而将压坯埋入其中的一种材料。
3、预烧presintering 在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。
4、加压烧结pressure 在烧结同时施加单轴向压力的烧结工艺。
5、松装烧结loose-powder sintering,gravity sintering 粉末未经压制直接进行的烧结。
6、液相烧结liquid-phase sintering 至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。
7、过烧oversintering 烧结温度过高和（或）烧结时间过长致使产品最终性能恶化的烧结。
8、欠烧undersintering 烧结温度过低和（或）烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结。
9、熔渗infiltration 用熔点比制品熔点低的金属或合金在熔融状态下充填未烧结的或烧结的制品内的
孔隙的工艺方法。
10 、脱蜡dewaxing,burn-off 用加热排出压坯中的有机添加剂（粘结剂或润滑剂）。
11 、网带炉mesh belt furnace 一般由马弗保护的网带将零件实现炉内连续输送的烧结炉。
12 、步进梁式炉walking-beam furnace 通过步进梁系统将放置于烧结盘中的零件在炉内进行传送的
烧结炉。
13 、推杆式炉pusher furnace 将零件装入烧舟中，通过推进系统将零件在炉内进行传送的烧结炉。
14 、烧结颈形成neck formation
烧结时在颗粒间形成颈状的联结。
15 、起泡blistering 由于气体剧烈排出，在烧结件表面形成鼓泡的现象。
16 、发汗sweating 压坯加热处理时液相渗出的现象。
17 、烧结壳sinter skin 烧结时，烧结件上形成的一种表面层，其性能不同于产品内部。
18 、相对密度relative density 多孔体的密度与无孔状态下同一成分材料的密度之比，以百分率表示。
19 、径向压溃密度radial crushing strength 通过施加径向压力测定的烧结圆筒试样的破裂强度。
20 、孔隙度porosity 多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比。
21 、扩散孔隙diffusion porosity 由于柯肯达尔效应导致的一种组元物质扩散到另一组元中形成的孔隙。
22 、孔径分布pore size distribution 材料中存在的各级孔径按数量或体积计算的百分率。
23 、表观硬度apparent hardness 在规定条件下测定的烧结材料的硬度，它包括了孔隙的影响。
24 、实体硬度solid hardness 在规定条件下测定的烧结材料的某一相或颗粒或某一区域的硬度，它排除了孔隙的影响。
25 、起泡压力bubble-point pressure 迫使气体通过液体浸渍的制品产生第一气泡所需的最小的压力。
26 、流体透过性fluid permeability 在规定条件下测定的在单位时间内液体或气体通过多孔体的数量。粉末冶金烧结炉
sintering furnace for powder metallurgy
fenmo yel 、n shao 】lelu 粉末冶金烧结炉(Sintering furnaee fo:pow- der metallurgy)
用于粉末冶金材料或粉末冶金制品烧结的冶金炉。类型烧结炉主要是电炉。烧结电炉分为电阻烧结炉和
感应烧结炉两大类，电阻烧结炉使用较多。电阻烧结炉是通过电热元件将电
能转变为热能用来进行烧结的电炉; 感应烧结炉是利用电磁感应在金属内激励
出电流使其
加热的电炉。按炉内使用气氛和真空度，电阻烧结炉分为普通气氛电阻烧结炉和真空电阻
烧结炉，感应烧结炉亦可分为普通气氛感应烧结炉和真空感应烧结炉; 按炉子结构型式，电阻烧结炉分为竖式电阻烧结炉和卧式电阻烧结炉，感应烧结炉亦可分为竖式感应烧结炉和卧式感应烧结炉;按作业性
质，电阻烧结炉分为间断式电阻烧结炉和连续式电阻烧结炉，感应烧结炉亦可分为间断式感应烧结炉和连续式感应烧结炉。此外，感应烧结炉按使用的频率，可分为中频感应烧结炉（sooHz 一lokHZ）和高频感应烧结炉（70 一ZookHz）。按加热方式，电阻烧结炉又分为间接加热式电阻烧结炉和直接加热式电阻烧结炉。间接加热式电阻烧结炉是指电流通过电热元件发出热量，借辐射传热使炉膛温度升高从而将制品加热; 直接加热式电阻烧结炉是指电流由电源通过接头直接流过被加热制品使其加热，例如，用
于钨、钥、担和锐等难熔金属高温烧结的高温垂熔炉便是一种典型的直接加热式电阻烧结炉。烧结时需要
使用压力而有加压烧结炉，这种炉子主要用于薄层制品如粉末冶金摩擦片的烧结，钟罩炉便是一种典型
的加压烧结炉。电热元件电阻烧结炉的电热元件分为金属电热元件和非金属电热元件两大类。金属电热元件有纯金属和合金两种。纯金属电热元件有: 铂（最高使用温度1400C）、钥（最高使用温度
1600C）、钨（最高使用温度2100一2500C）、担（最高使用温度2500C）等;合金电热元件有:镍铬系（最高使用温度105。一110。「C）、铁铬铝系（最高使用温度130。~1400C）。非金属电热
元件有:碳化硅（最高使用温度145oC）、硅化钥（最高使用温度1700c）、石墨（最高使用温度3000c）等。有代表性的是钥丝炉，应用也较广泛。钥丝烧结炉的结利用金属和合金作电热元件的电阻烧结炉，根据构示意图如图1 所示，工作温度1500‘ C，常用来烧结电热元件的材质和形状，可分为钥丝炉、钨丝炉、钨棒粉末冶金材料和制品，特别是烧结硬质合金。如果需要炉、钥片炉、钮片炉、镍铬丝炉和铁铬铝丝炉等。其中最使用真空，便可制成真空铝丝炉、真空钨棒炉等。性食困1 卧式连续相丝烧结护
结构示意图l 冷却水进口;2 一氢气进口;3 冷却水出口;4 铂丝;5 炉壳;6 一高温测温计;7 一热电偶;粉末冶金烧结理论
theory of powder metallurgical sintering
fenmo yeiin Shaoiie IIlun 粉末冶金烧结理论(theory of powaer me- tallurgieal sintering) 有关烧结驱动力、烧结过程中物质迁移的方式和烧结致密化动力学的理论。结可分为固相烧结和液相烧结两类。在固相烧结中，主要的烧结机理有粘性流动、蒸发凝聚、表面扩散、体积扩散、晶界扩散等几种。(1) 粘性流动。烧结早期粉末颗粒间的粘结可视为在表面张力的作/尸~\ 用下，颗粒发生类
似粘l、性液体的流动。烧结的、。剧l 两球模型如图所示，其、试l/ 烧结颈半径x和烧结时厂｝一、\ 间t 满足关系式:扩OCt。l 卜刊、(2) 蒸发一凝聚。粉末颖、，粒球表面处的蒸气压高\/ 于烧结颈凹面的蒸气压，蒸气可在球表面产烧结的两球几何模型生，重新在烧结颈上凝聚，使烧结颈长大。此机构的特征方程为:扩cct 。此机构对某些蒸气压在烧结温度下较高的物质有一定作用。(3) 体积扩散。烧结颈处空位浓度高于颗粒的其他部位，空位将通过颗粒内部向球表面扩散，原子向烧结颈方向扩散，使烧结颈长大。此机理的特征方程为: 扩o=t 。(4) 表面扩散: 。物质通过表面扩散向烧结颈迁移，
特征方程为:了cct 。(5) 晶界扩散。原子能通过晶界向烧结颈扩散。晶界扩散系数较体积扩散系数大得多，因此晶界对烧结有重要意义。此机构的特征方程为: x6cct 。实际的烧结过程非常复杂，往往同时包括上述多个机理。在较低温度时，表面扩散有较大作用; 在较高温度时，特别是烧结后期，即形成闭孔后，体积扩散和晶界扩散对致密化起主要作用。表面扩散和蒸发一凝聚过程只使闭孔球化。根据这些情况，已有学者提出了多种烧结机理综合作用的烧结理论。在液相烧至靛丈程中，烧结机理有以下3 种。
(1) 颗粒重排。液相的毛细管吸力使颗粒重新排列，以尽可能密堆，密度迅速增加。此机理发生在液相大量产生的烧结初期。(2) 溶解一析出机理。固体顺粒中曲率大的部位在液相中的溶解度大，溶质通过液相向低浓度部位，即曲率小的部位迁移，并析出。(3) 骨架形成，固相烧结机构。当固体颗粒彼此接触后，烧结主要以固态扩散的方式进行。前两种机理的特征方程分别为:(1) △V/ V 。~3天r 一It ‘+之;(2) △
v/V 。=sK，r 一‘tl/3 。式中△ V/V。为体积收缩率;r 为原始颗粒半径;t 为烧结时间。BuB粉末冶金烧结工艺powder metallurgical sintering process
ess) 将粉末或粉末压坯经过加热而得到强化和致密化制品的方法和技术。烧结是粉末冶金过程中最重要的工序。在烧结过程中，由于温度的变化粉末坯块顺粒之间发生粘结等物理化学变化，从而增加了烧结制品的电阻率、强度、硬度和密度，减小了孔隙度并使晶粒结构致密化。根据致密化机理或烧结工艺条件的不同，烧结可分为液相烧结、固相烧结、活化烧结、反应烧结、瞬时液相烧结、超固相烧结、松装烧结、电阻烧结、电火花烧结、微波烧结和熔浸等。为了控制周围环境对烧结制品的影响并调整烧结制品成
fenmo yejin shaojie gongyi 粉末冶金烧结工艺(powder metallurgieal sintering Proc
分，在烧结中使用以下几类不同功能的烧结气氛:(1) 氧化性气氛，包括纯氧、空气、水蒸气等，用于贵金属的烧结，氧化物弥散强化材料和某些含氧化物质点电接触材料的内氧化烧结以及预氧化活化烧
结;(2) 还原性气氛，包括氢、分解氨、煤气、转换天然气等，用于烧结时还原被氧化的金属及保护金属不被氧化，广泛用于铜、铁、钨、钥等合金制品的烧结中; (3) 惰性或中性气氛，包括氮、氢、氦及真空等;(4) 渗碳气氛，即CO，CH;及其他碳氢化合物的气体，对于铁及低碳钢具有渗碳作用;(5) 渗氮气氛，即NH3 以及对于某些合金系而言的NZ。对于不同合金，上述分类可以有变化。在烧结过程中，在不同阶段可能采用不同的气氛。烧结制度包括升温、高温烧结、冷却等几个部分。在烧结时，根据需要，可以采用快速升温，也可以采用慢速升温; 可以直接升温到最高烧结温度，也可以分阶段逐步升温，如在需预烧或脱除成形剂和润滑剂时的情况，烧结温度和保温时间由金属特性和制品尺寸决定。冷
却也有慢冷、快冷和淬火等几种情况。在烧结过程中，粉末体发生以下一系列变化: 表面
吸附的水分或气体挥发或分解; 应力松弛; 发生回复和再结晶; 原子在颗粒表面、晶界或晶内扩散，使颗粒间的结合由机械结合逐步转变为冶金结合，化学组分均匀化;在有液相存在
时，发生颗粒重排，固相物质的溶解和析出，液相网络提供一物质输运的快速通道。在这些过程的综合作用下，能获得满足一定物理、化学和几何特性要求的材料或零件。烧结过程受许多因素影响，它们可分为3 类。第1 类与材料的温度特性有关，包括自由表面能、界面能和体积自由能，以及点阵、晶界、表面扩散系数等。第2 类为粉体特性，包括有效接触面积、表面活性、体积活性、接触面取向等。第3 类为外部因素，包括烧结气氮、烧结温度、烧结保温时间、升温及降温速度、颗粒表面层附层状态等。常用的烧结设备有箱式炉、管式炉、马弗炉、碳管炉、感应炉、推舟炉、带式炉、辊式炉、反射炉等，分
间断式、半连续、连续式等几类。采用的加热方式有包阻加热，以镍铬合金、铁铬铝合金、
钨、铂、碳化硅、硅化铂等作为发热元件。还可以用碳管来通电发热，有时也利用坯块本身的电阻。感应加热的应用也很普遍。除电能外，天然气、燃油、煤亦可作为加热能源。根居对温度、升降温速度、气氛、生产的连续与否等要求，选禅烧结炉及加执* 少BuB粉末冶金烧结powder metallurgy sintering
烧结是使压坯或松装粉末体进一步结合起来，以提高强度及其他性能的一种高温处理工艺。它是粉末冶金的重要工序之一。在烧结过程中粉末颗粒要发生相互流动、扩散、熔解、再结晶等物理化学过程，使粉末体进一步致密，消除其中的部分或全部孔隙。
烧结方法通常有以下几类：
固相烧结烧结温度在粉末体中各组元的熔点以下，一般是～□□(□□为绝对熔点，以K 计)。
液相烧结粉末压坯中如果有两种以上的组元，烧结有可能在某种组元的熔点以上进行，因而烧结时粉末压坯中出现少量的液相。
加压烧结在烧结时，对粉末体施加压力，以促进其致密化过程。加压烧结有时与热压(hot pressing) 为同义词，热压是把粉末的成形和烧结结合起来，直接得到制品的工艺过程。
活化烧结在烧结过程中采用某些物理的或化学的措施，使烧结温度大大降低，烧结时间显著缩短，而烧结体的性能却得到改善和提高。
电火花烧结粉末体在成形压制时通入直流电和脉冲电，使粉末颗粒间产生电弧而进行烧结；在烧结时逐渐地对工件施加压力，把成形和烧结两个工序合并在一起。
熔渗又称浸透。为了提高多孔毛坯的强度等性能，在高温下把多孔毛坯与能润湿它的固态表面的液体金属或合金相接触，由于毛细管作用力，液态金属会充填毛坯中的孔隙。这种工艺适合于制造钨银、钨铜、铁铜等合金材料或制品。
烧结机理在烧结过程中粉末体要经历一系列的物理化学变化，如水分或有机物的蒸发或挥发，吸附气体的排除，应力的消除，粉末颗粒表面氧化物的还原，颗粒间的物质迁移、再结晶、晶粒长大等，因而使颗粒间的晶体接触面增加, 孔隙收缩甚至消失。出现液相时, 还会发
生固相的溶解与析出。这些过程彼此间并无明显的界限，
而是互相重叠，互相影响。再加上
其他烧结工艺条件，使整个烧结过程的反应复杂化。1942 年德国
许蒂希利用物理化学的研究手段测定了烧结温度对烧结体的电动势、溶解度、密度、显微组织、力学性能等的影响，发现烧结是一个十分复杂的过程。1949 年美国库琴斯基研究了金属球与金属板的烧结，认为烧结时的物质迁移主要是以扩散方式进行的（见金属中的扩散）。他们的工作把烧结理论的研究推向新的阶段。后来的许多研究工作都是围绕着烧结过程中的物质迁移机理进行的。烧结过程中物质迁移一般认为有下列五种机理：粘性或塑性流动, 蒸发和凝聚，体积扩散，
晶界扩散, 表面扩散。两个相互接触的球形颗粒（图1 两个相互接触的球形颗粒的变化）烧结时，接触颈部半径□ 的增长与烧结时间□可能有下列关系：粘性或塑性流动蒸发和凝聚体积扩散晶界扩散表面扩散烧结过程中组织和性能的变化烧结过程中，烧结体的组织结构会发生复杂的变化。首先粉末颗粒间的接触点和接触面随时间的延长逐渐扩大，同时孔隙要发生收缩，渐呈球形。有些孔隙与外界连通成为开口孔，有些孔隙则成为孤立的闭口孔。粉末颗粒由于在压制过程中发生了变形，因此在烧结时要发生再结晶和晶粒长大。西泽龙和拉孔布报道过羰基铁粉的试验情况，在890□氢气中烧结时, 随着烧结时间的延长，可以看到晶粒的长大，而孔隙则从微细分散的孔隙变成较粗大集中的孔隙，而数量越来越少，最后趋向消失。多组元的压坯在烧结时还要发生扩散均匀化，形成固溶体或化合物。粉末颗粒的大小、形貌和成形、烧结工艺等对压坯的再结晶、晶粒大小、均匀化等均有影响。在烧结过程中粉末体的性能随组织结构的变化而发生变化（图2 烧结温度对粉末体性能的影响）。不同烧结温度和烧结时间对绕结体强度的影响见图3 不同烧结温度和烧结时间对烧结体强度的影响。在较高的温度□□或□□条件下烧结时, □开始烧结体的强度随时间的延长而增加，而后下降。这是由于烧结的后期发生了晶粒长大。
烧结体的硬度与致密程度有关，大体上与烧结体的密度成比例增加。测量硬度时如压痕包含一些孔隙则硬度值偏低，如用显微硬度计测定，可避开孔隙，因而得到金属材料本身的固有硬度,不受密度的影响（图4 铁粉压坯烧结后的洛氏硬度）。
烧结工艺烧结必须在有保护气氛的烧结炉内进行，以避免烧结体氧化，或发生不利的化学反应。烧结炉的种类很多，可用天然气、煤气、油、电等作热源。电加热炉经济方便，易于调节控制。常用的保护气氛有真空，氩、氦、氮、二氧化碳等惰性气体和氢、分解氨、一氧化碳、转化天然气等还原性气体。
为了进一步提高烧结制品的使用性能以及尺寸和形状精度，往往要进行整形、精整、复压、浸油、机械加工、热处理等后续工序。
参考书目
培云主编, 《粉末冶金原理》，冶金工业出版社, 北京，1982。
不锈钢烧结成型添加剂
摩擦磨损是材料三种主要失效形式之一，是材料使用过程中普遍存在的现象，是造成巨大经济损失的主要来源。众所周知，润滑是减少摩擦降低磨损最有效的措施。粉末冶金减摩材料是以金属及其合金为基体，添加具有减摩作用的润滑组元，用粉末冶金技术制成的复合材料。研发粉末冶金不锈钢基减摩材料，首先要解决的问题之一，是尽可能提高粉末不锈钢基体的烧结密度；316L 不锈钢材质较软，与金属对偶件摩擦时及易发生严重的粘着。因此寻找适合316L 不锈钢的减摩润滑组元是发展粉末冶金不锈钢基减摩材料要解决的第二个问题。本文研究添加不同体积份数青铜粉末对粉末316L 烧结不锈钢材料的密度、硬度和微观组织的影响。结果表明：添加青铜粉末提高了316L 不锈钢的生坯密度。烧结样品的密度和硬度均随着青铜粉体积份数的增大而提高。烧结温度的提高也有利于烧结密度和硬度的提高，最佳烧结温度为
1200 ℃左右。当青铜粉的体积份数为30﹪，烧结温度为1200 ℃时，材料的最大相对密度和硬度分别为﹪和83HRB。添加青铜粉后液相烧结使得不锈钢颗粒球形化趋势明显，颗粒表面平直化。本文还研究了添加体积份数分别为15﹪、20﹪、25﹪、30﹪的青铜
粉末对材料摩擦磨损性能的影响。添加15﹪时摩擦系数最小，在左右，而添加20﹪青铜粉
的材料磨损量最小。研究了添加不同份数铜锡铅、铅粉、氮化硼、二硫化钼对粉末不锈钢的烧结
316L 性、摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着铜锡铅份数的增加，材料生坯密度增加，其中添加青铜
30vol ﹪、铅3wt﹪生坯相对密度达到﹪。但烧结密度却随着添加份数的增加而降低，其中添加青铜
15vol ﹪、铅3wt ﹪相对密度为﹪，添加青铜25vol ﹪、铅3wt ﹪密度降低出现分层，添加青铜30vol ﹪、铅3wt ﹪甚至出现开裂现象。磨损量与摩擦系数都随着添加份数的增加而降低；铅粉份数对316L 不锈钢粉末的压制性能影响不大，材料烧结后相对密度比较低，最高仅为80﹪，添加5wt﹪的材料磨损量最少，摩擦系数稳定在左右，主要表现为粘着磨损；添加氮化硼可以改善压制性能，但是它对于316L 不锈钢的润湿性不好，当添加3wt﹪氮化硼后，材料烧结后膨胀分散；二硫化钼添加份数的增加明显提高了材料的压制性能，烧结后也更致密，其中加入8wt﹪MoS2烧结后相对密度达到﹪，而添加4wt﹪MoS2后的材料减摩性能最优。
研究了分别添加20％（质量分数）铜粉、锡粉，铝粉对粉末冶金3161，不锈钢性能的影响。
在烧结温度为1100℃、烧结气氛为分解氨的条件下，对烧结材料的硬度、密度和显微组织进行了检测和分析。结果表明：添加20％铝粉可显著提高不锈钢粉末的压制性，但铝粉会
与不锈钢基体发生强烈的化学反应，生成Fe2Al ，恶化材料的性能；添加20％锡粉可显著提高材料的硬度；添加20％铜粉对材料的硬度影响不大。添加大量低熔点金属粉末的液相烧结不能显著提高材料的密
度。
第11卷第6 期.粉末冶金材料科学与工程2006 年12 月.2006 添加金属粉末对粉末冶金316 不锈钢性能的影响孟飞,果世驹,张恒,杨霞,郭林（北京科技大学粉末冶金研究所.北京1000 83）摘要: 研究了分别添加20（质量分数）铜粉, 锡粉, 铝粉对粉末冶金316不锈钢性能的影响. 在烧结温度为1100℃,烧结气氛为分解氨的条件下, 对烧结材料的硬度, 密度和显微组织进行了检测和分析. 结果表明:添加2 铝粉可显着提高不锈钢粉末的压制性,但铝粉会与不锈钢基体发生强烈的化学反应, 生成,恶化材料的性能; 添加20锡粉可显着提高材料的硬度;添加2 铜粉对材料的硬度影响不大. 添加大量低熔点金属粉末的液相烧结不能显着提高材料的密度关键词: 粉末冶金;316 不锈钢;液相烧结; 显微组织中图
分类号:124 文献标识码:文章编号:1673 —0224(2006)6 —341一4316,-,,,(,,100083):(),,,
1100℃ .,. —:1)' —2);3).20'.;
316 粉末冶金奥氏体不锈钢的生产比较经济, 耐腐蚀性能好, 因此发展较快. 为了提高粉末冶金奥氏体不锈钢的烧结密度, 从而进一步提高其力学性能和耐腐蚀性能, 很多学者在添加剂方面做了大量的研究.使用过的添加剂有铜,硅,锡,硼,铝,碳,镍,. 和等口]. 有报导说添加铜粉可提高不锈钢力学性能[2], 但也有结果相反的报导[3]. 添加大量锡粉对不锈钢力学性能影响的报导很少, 主要是研究添加5 左右锡粉对不锈钢耐腐蚀性能影响的研究]. 关于添加铝对不锈钢性能的影响, 国内外的一些结论是调整好烧结温度可以改善铝与不锈钢的润湿性-].
本文作者研究了分别添加2%(质量分数)铜粉,铝粉,锡粉对316 奥氏体不锈钢力学性能的影响.1 实验原料及试样制备原料粉末采用石家庄京元粉末材料公司生产的一74 水雾化316 不
锈钢粉,北京恒源粉末厂生产的一74电解铜粉,一74#水雾化铝粉和一74 水雾化锡粉.润滑剂为美国公司生产的润滑剂. 将316 不锈钢粉和金属粉末按4;1 的质量比配制成混合粉末, 添加成形剂后用球磨机混料1,球料质量比为4:1, 混料桶转速60/. 基金项目:国家863 计划资助项目(10) 收稿日期:2006 —05—15修订日期:2006 —06—23 通讯作者:孟飞,电话:010 —,;@126. 粉末冶金材料科学与工程在32-630 四柱液压机上分别在509,636 和764 的压力下, 将混合粉末钢模单向压制成形, 压坯尺寸为1]1 ×3.再将压坯在分解氨气氛中进行烧结, 烧结工艺为:以6℃ /升温到500℃保温,再以6/升温至1100℃,保温1,之后随炉冷却至室温.性能测试用阿基米德排水法测量压坯及烧结试样的密度.用150型洛氏硬度计测量材料硬度,
载荷为980.将烧结试样用1.一1溶液侵蚀后,用一2503扫描电子显微镜观察其显微组织, 并用分析微区成分. 采用公司生产的射线衍射仪分析烧结试样的物相组成.2 结果与分析添
加20%铝粉图1 所示为在不同压制压力下添加粉对316 不锈钢粉末压坯相对密度的影响. 从
图可以看出, 添加粉提高了不锈钢压坯的相对密度. 在压制压力为636 时,29/61/316 不锈钢压坯相对密度为, 纯316不锈钢压坯相对密度仅为6. 说明添加铝粉显着地改善了316不锈钢粉末的压制性./ 图1 添加铝对3161 不锈钢压坯相对密度的影响.121/316 不锈钢压坯烧结后, 尺寸膨胀,表面粗糙,其谱如图2所示.由图2可知,烧结材料的主要晶体结构是., 这证明烧结过程中粉与不锈钢基体发生了化学反应.图3所示为29/61/316 不锈钢烧结试样的形貌,从图
中可以看出, 粉末颗粒连接疏松, 没有形成冶金结合, 颗粒之间有大量的孔洞. 其密度只有～
相对密度为～, 而其生坯密度为., 生坯相对密度为99/6. 图220/316 不锈钢烧结后的射线图
谱.22%/316 图320%1/316不锈钢在1100℃烧结后的形貌.3201/3161100 ℃文献[5 —6] 报道改变烧结温度可以改善对不锈钢基体的润湿性, 促进材料致密化. 本文作者也进行了1250℃的
烧结试验,试验结果表明烧结过程中仍然发生强烈的化学反应,试样膨胀,外表粗糙. 说明在
添加较多的情况下,调节烧结温度无法避免化学反应导致的性能恶化.添加20%铜粉在不同
压制压力下添加铜粉对316 不锈钢生坯相对密度的影响如图4 所示,在压制压力为636 时,2 9/6/316 不锈钢压坯的相对密度是, 而纯316 不锈钢粉的压坯相对密度为8, 说明添加铜粉在一定程度上提高了不锈钢的压制性.经1100℃烧结后,2%/316 不锈钢相对密度增大到. 圆柱形试样中间凹成腰状,在径向上收缩明显,轴向稍有膨胀.图5所示为添加铜粉对烧结不锈钢硬度的影响. 从图中看出,29/6/316 不锈钢烧结硬度与第11卷第6期盂飞,等: 添加不同金属粉末对粉末冶金316不锈钢性能的影响圈4 添加铜粉对316不锈钢压坯相对密度的影响.43 16/圈5添加2粉对316不锈钢烧结硬度的影响.5316 纯316不锈钢相差不大.但压制压力为636时,316 不锈钢烧结硬度为,而29/6/316 不锈钢烧结硬度为.由于铜的添加量超过了铜在不锈钢中的溶解度(8), 所以必定有剩余的游离铜.游离铜的存在会降低材料的硬度, 但铜在不锈钢基体中的扩散会增强材料的强度,所以整体看来材料强度没有太多变化, 这和文献[7 —8] 的报导有所不同.当然一定量游离铜的存在可能改变材料的韧性等其他力学性能.图6
所示为29/6/316 不锈钢材料的显微组织. 由图可见在1100℃下烧结后, 不锈钢颗粒发生初步的球化现象,其尖角和突起减少,材料内部存在一定的孑隙.添加20锡粉图7所示为添加29/ 6 锡粉对316 不锈钢压坯相对密度的影响. 由图7 可知, 添加锡粉后, 材料的相对密度稍有提高. 压制压力为636 时,2/316 不锈钢的相对密度为