粉末冶金材料的熱處理工藝

粉末冶金材料的熱處理工藝您了解嗎?如今粉末冶金材料被應(yīng)用得越來越廣泛，它們在取代低密度、低硬度和強度的鑄鐵材料方面已經(jīng)具有明顯優(yōu)勢。粉末冶金材料的熱處理有淬火、化學(xué)熱處理、蒸汽處理和特殊熱處理幾種形式：

1、淬火熱處理工藝

粉末冶金材料由于孔隙的存在，在傳熱速度方面要低于致密材料，因此在淬火時，淬透性相對較差。另外淬火時，粉末材料的燒結(jié)密度和材料的導(dǎo)熱性是成正比關(guān)系的;粉末冶金材料因為燒結(jié)工藝與致密材料的差異，內(nèi)部組織均勻性要優(yōu)于致密材料，但存在較小的微觀區(qū)域的不均勻性，所以，奧氏體化時間比相應(yīng)鍛件長50%，在添加合金元素時，奧氏體化溫度會更高、時間會更長。

在粉末冶金材料的熱處理中，為了提高淬透性，通常加入一些合金元素如：鎳、鉬、錳、鉻、釩等，它們的作用跟在致密材料中的作用機理相同，可明顯細化晶粒，當(dāng)其溶于奧氏體后會增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，確保淬火時的奧氏體轉(zhuǎn)變，使淬火后材料的表面硬度增加，淬硬深度也增加。另外，粉末冶金材料淬火后都要進行回火處理，回火處理的溫度控制對粉末冶金材料的的性能影響較大，因此要根據(jù)不同材料的特性確定回火溫度，降低回火脆性的影響，一般的材料可在175-250℃下空氣或油中回火0.5-1.0h。

2、化學(xué)熱處理工藝

化學(xué)熱處理一般都包括分解、吸收、擴散三個基本過程，比如，滲碳熱處理的反應(yīng)如下：

2CO≒[C]+CO2 (放熱反應(yīng))

CH4≒[C]+2H2 (吸熱反應(yīng))

碳分解出后被金屬表面吸收并逐漸向內(nèi)部擴散，在材料的表面獲得足夠的碳濃度后再進行淬火和回火處理，會提高粉末冶金材料的表面硬度和淬硬深度。由于粉末冶金材料的孔隙存在，使得活性炭原子從表面滲入內(nèi)部，完成化學(xué)熱處理的過程。但是，材料密度越高，孔隙效應(yīng)就越弱，化學(xué)熱處理的效果就越不明顯，因此，要采用碳勢較高的還原性氣氛保護。根據(jù)粉末冶金材料的孔隙特點，其加熱和冷卻速度要低于致密材料，所以加熱時要延長保溫時間，提高加熱溫度。

粉末冶金材料的化學(xué)熱處理包括滲碳、滲氮、滲硫和多元共滲等幾種形式，在化學(xué)熱處理中，淬硬深度主要與材料的密度有關(guān)。因此，可以在熱處理工藝上采取相應(yīng)措施，比如：滲碳時，在材料密度大于7g/cm3時適當(dāng)延長時間。通過化學(xué)熱處理可提高材料的耐磨性，粉末冶金材料的不均勻奧氏體滲碳工藝，使處理后的材料滲層表面的含碳量可達2%以上，碳化物均勻分布于滲層表面，能夠很好地提高硬度和耐磨性能。