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电子粉体烧结炉的使用过程

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蒋亚飞
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电子粉体烧结炉的使用过程
关键词: 电子粉体烧结炉

>使用烧结制程:

成形后之胚体由于内部含有润滑剂,必须先经脱脂步骤以去除润滑剂,然后再于高温烧结使粉末结合在一起,此脱脂及烧结制程所牵涉到的制程参数及在设备上之考量相当多,例如应使用何种气氛何种温度何种设备如何控制碳势若使用不同之材料时以上之参数又要如何改变这些均有说明之必要。

脱脂:

一般之粉末需先添加润滑剂或黏结剂以利成形,但这些润滑剂多为有机物,必须在高温烧结前予以去除。常用之润滑剂有硬脂竣锌、硬脂酸锂及白蜡(ethylene bis-stearamide, EBS,俗称之Acrawax即此成分)三种。

一般之脱脂多在烧结炉之前段进行,温度在500-600℃之间,所需之时间大约为15-30分钟。不过有些零件在脱脂时会产生起泡(俗称爆米花)、爆点、破裂或积碳之现象。

A:一般认为起泡及破裂是因工件中之润滑剂在400。C至500。C间之分解速率过快而造成。

B:积碳是因脱脂区之气氛流速太慢,使得润滑剂分解时所产生之一氧化碳在试片中停留过久,此CO超过18%时易反应成碳及二氧化碳,使胚体及孔之表面产生积碳之现象,由外观看常有粗糙、隆起之现象。此积碳反应在500℃至600℃之间明显,加上工件中之铁、钴、镍、锌有催化作用,而使用之气氛为受热型气氛时因其中之CO已有15至20%,所以在此气氛下此积碳现象将更明显。

解决电子粉体烧结炉的此类问题:

A:可以让工件在500。C以下有足够之时间脱脂,使所有润滑剂脱除,并跳过500。C至600。C之范围且加大气氛之流量,以减少积碳、起泡、破裂之现象。

B:可在脱脂区单独使用放热型气氛,此乃将天然气或丙烷与空气之比例调低,使较接近完全燃烧之比例,燃烧后之气体含CO较少,产生此气氛之装置俗称脱脂设备(rapid burn off, RBO)。此外,由于此燃烧为放热反应,可藉气体将零件加热,使胚体之温度较均匀。放热型气氛之露点较高亦有助于将积碳反应成氧化碳。

C:可将脱脂区使用之气氛通过一水箱,使其离开水箱时含有水蒸气,再将此气体通入脱脂区,亦可减少碳黑。

D:在胚体中减少镍之含量或添加硫或硫化锰,并改用硬脂酸锌以外之目润滑剂,有助于爆点、碳黑之减少。

E:加长脱脂区之长度,使胚体有足够之时间脱脂,并调整炉膛之截面积,使烧结区之截面积较大而脱脂区之截面积较小,如此可使气氛通过脱脂区时之速度加快而有助于将脏气氛带出。

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