Thiêu kết là một phương pháp xử lý nhiệt được áp dụng cho bột nén để truyền đạt sức mạnh và tính toàn vẹn.Nhiệt độ được sử dụng để thiêu kết thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của thành phần chính của vật liệu luyện kim bột.

Sau khi nén, các hạt bột lân cận được giữ với nhau bằng các mối hàn nguội, giúp cho vật liệu nén có đủ “sức mạnh xanh” để xử lý.Ở nhiệt độ thiêu kết, các quá trình khuếch tán làm cho cổ hình thành và phát triển tại các điểm tiếp xúc này.

Có hai tiền chất cần thiết trước khi cơ chế “thiêu kết trạng thái rắn” này có thể diễn ra:
1. Loại bỏ chất bôi trơn ép bằng cách bay hơi và đốt cháy hơi
2. Giảm các oxit bề mặt từ các hạt bột trong máy nén.

Các bước này và bản thân quá trình thiêu kết thường đạt được trong một lò liên tục, duy nhất bằng cách lựa chọn và phân vùng hợp lý không khí trong lò và bằng cách sử dụng một cấu hình nhiệt độ thích hợp trong toàn bộ lò.

thiêu kết cứng

Hiện có các lò thiêu kết có thể áp dụng tốc độ làm mát tăng tốc trong vùng làm mát và các loại vật liệu đã được phát triển có thể biến đổi thành vi cấu trúc martensitic ở các tốc độ làm mát này.Quá trình này, cùng với quá trình tôi luyện tiếp theo, được gọi là quá trình làm cứng thiêu kết, một quá trình đã nổi lên, trong những năm gần đây, là phương tiện hàng đầu để tăng cường độ bền thiêu kết.

Thiêu kết pha lỏng thoáng qua

Trong một compact chỉ chứa các hạt bột sắt, quá trình thiêu kết trạng thái rắn sẽ tạo ra một số co rút của compact khi các cổ thiêu kết phát triển.Tuy nhiên, một thực tế phổ biến với vật liệu PM sắt là bổ sung bột đồng mịn để tạo ra pha lỏng thoáng qua trong quá trình thiêu kết.

Ở nhiệt độ thiêu kết, đồng nóng chảy rồi khuếch tán vào các hạt bột sắt tạo nên sự trương nở.Bằng cách lựa chọn cẩn thận hàm lượng đồng, có thể cân bằng sự trương nở này với sự co rút tự nhiên của khung bột sắt và cung cấp một vật liệu hoàn toàn không thay đổi về kích thước trong quá trình thiêu kết.Việc bổ sung đồng cũng mang lại hiệu quả tăng cường dung dịch rắn hữu ích.

Thiêu kết pha lỏng vĩnh cửu

Đối với một số vật liệu, chẳng hạn như cacbua xi măng hoặc kim loại cứng, cơ chế thiêu kết liên quan đến việc tạo ra pha lỏng vĩnh viễn được áp dụng.Loại thiêu kết pha lỏng này liên quan đến việc sử dụng chất phụ gia cho bột, chất này sẽ tan chảy trước pha ma trận và thường sẽ tạo ra cái gọi là pha chất kết dính.Quá trình có ba giai đoạn:

sắp xếp lại
Khi chất lỏng tan chảy, hoạt động mao dẫn sẽ kéo chất lỏng vào các lỗ rỗng và cũng làm cho các hạt sắp xếp lại thành một sự sắp xếp đóng gói thuận lợi hơn

dung dịch-kết tủa
Ở những khu vực có áp suất mao dẫn cao, các nguyên tử sẽ ưu tiên đi vào dung dịch và sau đó kết tủa ở những khu vực có tiềm năng hóa học thấp hơn, nơi các hạt không ở gần hoặc tiếp xúc.Điều này được gọi là làm phẳng tiếp xúc và làm đặc hệ thống theo cách tương tự như khuếch tán ranh giới hạt trong quá trình thiêu kết trạng thái rắn.Quá trình chín Ostwald cũng sẽ xảy ra khi các hạt nhỏ hơn sẽ ưu tiên đi vào dung dịch và kết tủa trên các hạt lớn hơn dẫn đến quá trình cô đặc lại.

mật độ cuối cùng
Mật độ của mạng lưới xương rắn, chuyển động của chất lỏng từ các vùng được đóng gói hiệu quả vào lỗ chân lông.Để quá trình thiêu kết pha lỏng vĩnh viễn có thể thực hiện được, pha chính ít nhất phải hòa tan nhẹ trong pha lỏng và chất phụ gia “chất kết dính” phải tan chảy trước khi xảy ra bất kỳ quá trình thiêu kết chính nào của mạng lưới hạt rắn, nếu không thì sự sắp xếp lại các hạt sẽ không xảy ra.