Что такое спекание?

Что такое спекание?

Спекание - это процесс, при котором объект становится плотным, когда порошкообразные металлы затвердевают, а затем соединяют атомы при температуре ниже их точки плавления.

На начальных этапах спекания частицы порошка образуют шейку, которая связана друг с другом. Диффузия ионов, атомов и молекул на поверхности шейки приводит к увеличению шейки и уменьшению площади поверхности спекаемого объекта. На этом этапе диаметр шейки составляет приблизительно 30% от диаметра частицы.

Поры внутри спекания изменят свою форму на трубчатую структуру и станут связанными друг с другом. Поры в этом состоянии называются открытыми порами. Наконец, относительная плотность превышает 95%, и поры рассеиваются внутри спеченного тела, что приводит к состоянию закрытых пор.

Применение спекания

Спекание используется для формирования материалов, которые не могут быть обработаны пластической деформацией, такой как прокатка и ковка. Например, они используются в порошковой металлургии и в производстве керамики. По сравнению с литьем, где дефекты могут возникать или не возникать в зависимости от условий формы и горячей воды, спекание обеспечивает большую гибкость формы и поэтому используется для деталей со сложной формой, таких как детали автомобильных двигателей, детали трансмиссии, небольшие шестерни и подшипники.

Спекание можно использовать практически с любым металлом, который можно превратить в порошок. Поэтому спекание также применяется к деталям из вольфрама и молибдена, которые имеют высокие температуры плавления, и титана, который легко реагирует с другими элементами при высоких температурах.

Другая информация о спекании

Характеристики спекания

Основными методами спекания являются спекание при атмосферном давлении и спекание под давлением, но исследования и разработки спекания с помощью электромагнитного поля как нового метода продолжаются, и некоторые практические применения уже начались.

1. Спекание при атмосферном давлении
Спекание под атмосферным давлением - это метод спекания, при котором атмосфера находится под атмосферным давлением. Существует два типа методов спекания: жидкофазное спекание, при котором жидкая фаза образуется при высоких температурах с использованием добавок для уплотнения; и твердофазное спекание, при котором уплотнение происходит посредством массопереноса между твердыми фазами без образования жидкой фазы.

2. Спекание под давлением
Спекание под давлением – это метод уплотнения путем приложения внешнего давления, включающий спекание в горячем прессе и горячее изостатическое спекание. При спекании в горячем прессе к порошку прикладывается одноосное давление, в то время как при горячем изостатическом спекании порошок инкапсулируется в стекло или металл и подвергается давлению с помощью газа для затвердевания.

3. Спекание с помощью электромагнитного поля
Доступны спекание под давлением с импульсным напряжением, спекание с помощью микроволновых/миллиметровых волн и спекание с помощью электрического поля. Спекание под давлением с помощью импульсного тока – это метод спекания путем пропускания импульсного тока силой в несколько тысяч А через проводящую форму с приложением давления. Спекание с помощью микроволновых и миллиметровых волн – это методы самонагрева изнутри производной, и термическая обработка может быть выполнена за короткое время с высокой тепловой эффективностью. Повышая температуру окружающей среды и одновременно напрямую подавая энергию на порошковую прессовку, можно проводить спекание при более низких температурах, чем при спекании при атмосферном давлении.