粉末冶金烧结炉与烧结气氛气体控制.docx

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第23卷第1期2

第23卷第1期

2013年2月

Vol.23No.1Feb2013

POWDERMETALJLURGYINDUSTRY

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粉末冶金烧结炉与烧结气氛气体控制

韩凤麟

(中国机协粉末冶金分会，北京100825)

摘要：在粉末冶金零件生产中，烧结是一道重要工序。本文对粉末冶金烧结炉与烧结气氛气体控制的进展进行了述评。

关键词：粉末冶金；烧结炉；保护气氛气体；控制中图分类号：TF12文献标识码：A

文章编号：1006—6543(2013)01—0001—06

POWDERMETALLURGYSINTERINGFURNACESANDPROTECTIVEGASATMOSPHERESCONTROL

HanFeng-lin

(PMAssociationofMochineGorenalPartsIndustrySociety,Beijing100825,China)

Abstract:ThispaperreviewedadvanceinPMsinteringfurnacesandissueofprotectivegasat-mospherescontrol

Keywords:PowderMetallurgy;sinteringfurnace;protectivegasatmosphere;control.

在粉末冶金零件生产中，烧结是决定最终产品显微组织、力学性能及控制尺寸的关键工序。但长期以来，没有受到应有的重视。下面对粉末冶金烧结炉与保护气氛气体控制的最近进展进行简要述评。

1粉末冶金烧结炉

现在粉末冶金零件生产中使用的烧结炉有以下四种：网带式炉与滚底式炉(图1)和步移梁式炉与推杆式炉(图2)。这些炉子的最高使用温度，因制造传送机构的材料而异。我国20世纪80年代以前，使用最多的是推杆式炉，现在普遍采用的是网带式炉，也有几台步移梁式炉。

现在网带式炉的网带最宽者4m]。网带式炉通常都是用电加热的，偶而也有用煤气加热的。这种炉子一般的使用温度为1120～1130℃,最高使用温度1150℃。传送网带由于一直是在烧结的高

图1网带式炉与滚底式炉示意图[]

温区通过，要遭受高应力与磨耗，通常使用寿命只有6个月左右]。因此，如何延长网带的使用寿命，是粉末冶金零件生产厂家最关心的一个问题。

延长网带使用寿命的一项措施是，减低网带在高温区承受的应力，例如，在文献[1]中提出，在整个温度最高的烧结区安装步移梁机构，用来支撑网带，以减小网带在高温区承受的应力。据文献[1],这种

收稿日期：2012-06-13

作者简介：韩凤麟(1928一),男(汉),河北新河县人，教授，中国机协粉末冶金分会顾问。

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粉末冶金工业

第23卷

图2步移梁式炉与推杆式炉示意图1]

对网带进行支撑的网带式炉，使用的温度最高可达到1200℃。必须说明的是，因为粉末冶金零件的烧结都是在还原气氛气体中进行的，还原性气体和网带材料在高温下也会发生相互作用，从而影响网带的使用寿命。

在用网带式炉烧结产品时，可将产品直接放在网带或陶瓷板上，但是，其他几种炉子，都需要将产品装于舟皿中进行烧结。舟皿是用钝铁或钼材制造的。

由上述可看出，这4种炉子的主要差异在于传送机构不同。在滚底式炉中，舟皿是由炉子外部驱动的滚子传送的(见图3)。滚子是由SiC制造的，即使是在炉子运行中，也很容易更换损坏的滚子。

步移梁式炉只有在炉子的高温烧结区是采用步移梁机构传送舟皿的。位于炉床上的步移梁将舟皿举起，向前传送一个舟皿的长度，然后落下，移回原处。通过横梁的往复移动，将舟皿一个一个地向前移动。

推杆式炉的驱动机构全部位于炉子外部。舟皿是在炉底上滑动，同时，推杆将舟皿一个一个地向前推进。

图3滚底式炉的滚子驱动机构[1]

2关于烧结气氛气体的控制

在粉末冶金零件生产过程中，对保证烧结零件质量最重要的是对烧结气氛气体的控制。在烧结中采用保护气氛气体的目的有二：一为还原铁与合金化元素粉末颗粒上的氧化物，二为保证烧结产品的含碳量。

现在，最常用的保护气氛气体是N?+H?混合气体，经常用的是95%N?+5%H?混合气体。近来，吸热性煤气又在时兴。吸热性煤气是在生产现场用部分燃烧碳氢化合物气体(例如甲烷或天然气)产生的[2]

吸热性煤气是由H?、N?、CO及CO?组成的混合气体，其具体组成则因使用的原料与生产方法而异[2