烧结原理

　　一、烧结原理：将粉末压坯在低于其主要成分熔点的温度下进行加热保温，然后以一定的方式和速度进行冷却，从而提高压坯强度和各种物理机械性能，并达到一定金相要求的一种过程。

　　人们一般还把金属粉末烧结过程分类为：1、单相粉末（纯金属、固熔体或金属化合物）烧结；2、多相粉末（金属—金属或金属—非金属）固相烧结；3、多相粉末液相烧结；4、熔浸。

烧结炉基本组成

　　粉末冶金烧结电炉一般由预热带、烧结带、冷却带三个部份组成，其作用分别如下：

　　1、预热带：预热粉末压坯与烧除润滑剂；

　　2、烧结带：以使压坯在规定温度下保温足够长的时间，从而获得烧结零件所需的物理-机械性能；

　　3、冷却带：包括预冷带和水套冷却带。以使压坯从高温缓慢冷却到再结晶温度，然后快速冷却以得到产品的最终组织结构

烧结时压坯尺寸

　　在生产中对制品的尺寸与形状精度要求都非常高，因此，在烧结过程中控制压坯的密度和尺寸的变化是一个极为重要的问题。影响烧结零件密度和尺寸变化的因素有：

　　1、孔隙的收缩与清除：烧结会导致孔隙的收缩与清除，也就是使烧结体体积减小。

　　2、包裹的气体：压制成形时，可能在压坯中形成许多封闭的孤立孔隙，加热压坯量，这些孤立孔隙中的空气会发生膨胀。

　　3、化学反应：压坯内和烧结气氛中某些化学元素与压坯原料中含有一定量的氧发生反应，生成气体或挥发或残留在压坯中，使得压坯收缩或胀大。

　　4、合金化：两种或多种元素粉末间的合金化，一元素溶解于另一元素中形成固溶体时，基本点阵可能发生胀大或收缩。

　　5、润滑剂：当金属粉末中混有一定量润滑剂和将其压制成压坯时，在一定的温度下，混入的润滑剂被烧除使压坯产生收缩，可是若分解产生的气体物质不能到达烧结体表面时，则可能引起压坯胀大。

　　6、压制方向：在烧结时，压坯的尺寸变化，在垂直或平行于压制方向上是不等的，一般说，垂直方向（径向）尺寸变化率较大，平行方向（轴向）尺寸变化率较小。

影响烧结因素

　　1、材料的性质，包括各种界面能与自由能：扩散系数；粘性系数；临界剪切应力，蒸气压和蒸发速率，点阵类型与结晶形态；异晶转变新生态等。

　　2、粉末的性质：包括颗粒大小；颗粒的形状与形貌；颗粒的结构；颗粒的化学组成。

　　3、压坯的物理性能：包括压制密度，压制残余应力，颗粒表面氧化膜的变形或破坏以及压坯孔隙中气体等。

　　4、烧结工艺参数：包括保温时间，加热及冷却速度，烧结气氛等。