【知識分享】粉末冶金不鏽鋼的緻密度如何提高?

不鏽鋼在一般情況下都是採用熔煉工藝生產而成的，但是由於其切削加工困難，所以所製造出來的零件存在尺寸精度差、表面粗糙等缺點。因此到現在為止不鏽鋼的加工製造仍存在許多技術難題。但是與傳統熔煉工藝生產的不鏽鋼相比，不鏽鋼粉末冶金具有所生產的零件接近凈成型、尺寸精度高、材料利用率高、組織結構均勻等優點。已廣泛應用於化工、儀器儀表、船舶、機械、汽車等行業中。

但是，由於不鏽鋼粉末冶金內部容易存在孔隙,這使其力學性能、耐磨性和耐腐蝕性大為下降，從而嚴重限制了其應用。據研究表明，粉末冶金不鏽鋼幾乎所有的性能都隨著密度的增大而提高。因此，如何提高不鏽鋼粉末冶金的密度，減少其孔隙度，是提高粉末冶金不鏽鋼性能的關鍵問題。下面小編就帶大家了解一下如何提高不鏽鋼粉末冶金的緻密度?

一、超固相線燒結

傳統不鏽鋼燒結一般採用固相燒結，然而，固相燒結時不鏽鋼內部會殘留大量孔隙,使其緻密度和性能降低。近年來，人們開始採用超固相線液相燒結，使不鏽鋼預合金粉末在燒結時形成液相，液相通過流動填充孔隙進而提高燒結體的緻密度和性能。

不同於普通的液相燒結，超固相線液相燒結是對預合金粉的燒結，且在燒結過程中始終是單一相,燒結溫度位於固相線和液相線之間，在該溫度下預合金粉顆粒的晶粒內、晶界處及顆粒表面均形成液相，顆粒在液相毛細管力作用下實現重排,其表面曲率變化較大的地方將優先溶解，通過液相流動傳質，在大顆粒凹陷處或孔隙處析出,達到快速傳遞物質的目的，從而使燒結體達到緻密。據民鑫小編的了解，在1400 ℃超固相線液相燒結所得到的316L不鏽鋼，其緻密度、硬度、耐磨性和耐腐蝕性均高於1200 ℃下固相燒結的產品。然而，因燒結溫度過高，會使晶粒過度長大，造成過燒，應注意避免。

二、採用合適的添加劑

在粉末體中添加某些低熔點的合金元素,通過其在燒結時形成的液相可以大大降低其孔隙率，從而使不鏽鋼滿足更高的性能要求。例如,在304不鏽鋼粉中添加2%～8%的銅基合金，由於銅的熔點較低，在960℃時就開始形成液相，到1000 ℃時全部形成液相，當溫度高於銅的熔點時，液相的流動使得表面氣孔不斷球化和縮小，由於銅對不鏽鋼基體有較好的潤濕性，可均勻分布在不鏽鋼基體上,使得燒結體的氣孔顯著減少,顯微硬度也明顯提高。在添加量為8%時,1350℃燒結後的密度提高至7.05g/cm3。

三、添加合適的強化相

通過添加合適的強化相也可以改進粉末冶金不鏽鋼的性能，特別是力學性能。例如：在316L不鏽鋼中添加1.5%~3%(體積分數)碳化矽，由於碳化矽和不鏽鋼基體之間的交互作用,形成了低熔點的Fe-SiC相,提高了燒結體的緻密度,使其硬度和耐磨性均有所提高。

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