真空井式爐

真空井式爐真空氣氛爐的主要優(yōu)點(diǎn)是:

(1)減少了氣氛中有害成分(水、氧、氮)對(duì)產(chǎn)品的不良影響。例如要使電解氫氣中含水量降至一40℃的露點(diǎn)是相當(dāng)困難的，而真空度只要達(dá)到133Pa就相當(dāng)于含水量為一40℃的露點(diǎn)。而獲得這樣的真空度是并不困難的。

(2)對(duì)于不宜用還原性或惰性氣體作保護(hù)氣氛(如活性金屬的燒結(jié))，或容易出現(xiàn)脫碳、滲碳的材料均可用真空燒結(jié)。

(3)真空可改善液相對(duì)固相的潤(rùn)濕性，有利于收縮和改善合金的組織。

(4)真空燒結(jié)有助于硅、鋁、鎂、鈣等雜質(zhì)或其氧化物的排除，起到凈化材料的作用。

(5)真空有利于排除吸附氣體、孔隙中的殘留氣體以及反應(yīng)氣體產(chǎn)物，對(duì)促進(jìn)燒結(jié)后期的收縮有明顯作用。如真空燒結(jié)的硬質(zhì)合金的孔隙度要明顯低于在氫氣中燒結(jié)的硬質(zhì)合金。

(6)真空燒結(jié)溫度比氣體保護(hù)燒結(jié)的溫度要低一些，如燒結(jié)硬質(zhì)合金時(shí)燒結(jié)溫度可降低100~150℃。這有利于降低能耗和防止晶粒長(zhǎng)大。

真空井式爐真空燒結(jié)時(shí)，常發(fā)生金屬的揮發(fā)損失。如燒結(jié)硬質(zhì)合金時(shí)出現(xiàn)鈷的揮發(fā)損失。通過(guò)嚴(yán)格控制真空度，即使?fàn)t內(nèi)壓力不低于燒結(jié)金屬組分的蒸氣壓，也可大大減少或避免金屬的揮發(fā)損失。真空燒結(jié)的另一個(gè)問(wèn)題是含碳材料的脫碳。這主要發(fā)生在升溫階段，爐內(nèi)殘留氣體中的氧、水分以及粉末內(nèi)的氧化物等均可與碳化物中的化合碳或材料中的游離碳發(fā)生反應(yīng)，生成一氧化碳隨爐氣抽出。含碳材料的脫碳可用增加粉末料中的含碳量以及控制真空度來(lái)解決。

為了提高真空燒結(jié)過(guò)程的加熱速度和爐溫的均勻性，在燒結(jié)初期可通入適量氣體(惰性氣體或氫氣)。同樣可采甩循環(huán)氣體冷卻方法來(lái)提高真空燒結(jié)的冷卻速度。為了防止燒結(jié)中成形劑污染真空裝置系統(tǒng)，壓塊應(yīng)在真空燒結(jié)前進(jìn)行預(yù)燒以排除成形劑。

在粉末冶金中，真空燒結(jié)主要用于燒結(jié)活性金屬和難熔金屬鈹、釷、鈦、鋯、鉭、鈮等;燒結(jié)硬質(zhì)合金、磁性合金、工具鋼和不銹鋼;以及燒結(jié)那些易于與氫、氮、一氧化碳等氣體發(fā)生反應(yīng)的化合物。