K= F(D-e)/Le2
K-径向压溃强度,单位MPa
F-压溃负荷,单位N
L-试样长度,单位液体速凝剂mm
D-试样外径,单位mm
e-试样壁厚,单位mm
只有e/D<1/3时,此公式才有效(在这种情况,抗拉强度约等于0.5K),按GB/T8170-1987的规定数值到个位。轴套烧结试样为圆筒形,不允许有凸缘、缺口、沟槽、横孔或斜面,两端不允许有毛刺。在圆筒形试样上缓慢连续地增加径向负荷,直到产生破裂,测得压溃强度。试样变形量不得超过直径的10%,加载时间大于10S。
铁、铜基合金坯件的烧结收缩率参照下表选择确定。
铁、铜基坯件烧结收缩率c
成 分 | 密度/(g/cm3) | 收缩率(%) | 工 艺 条 件 |
范 围 | 常用值 |
纯 铁 | >5.6~6.1 | 0.5~0.8 | 0.6 | 烧结温度1000~1150℃ |
>6.1~6.5 | 0.3~0.7 | 0.5 |
>6.5~7.1 | 0.2~0.4 | 0.3 |
铁―碳 | >5.6~6.1 | 0.5~1.0 | 0.8 | ωcl%电力电子电容器~3% |
>6.1~6.5 | 0.4~0.8 | 0.6 | 烧结温度1080~1120℃ |
>6.5~7.1 | 0.3~0.5 | 0.4 | |
铁―铜―碳 | >5.6~6.1 | 0.4~6.7 | 0.5 | ωcu2%~8%,ωcO.5% |
>6.1~6.5 | 0.1~0.5 | 0.3 | ~1.5% |
>6.5~7.1 | -0.2~0.2 | 0 | 烧结温度1120~1150℃ |
6-6-3锡青铜 | >6.5~7.1 | 1.2~2.0 | 1.5 | 烧结温度780~830℃ |
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注:ωc、ωcu分别为C、Cu的质量分数。
铜锡10粉烧结温度一般在720-750彩铅芯℃,其中750℃最佳。
CuSn10粉烧结收缩率及压溃强度的测试
1、 设备、仪器条件
名称 | 主要指标 | 用途 |
小型烧结炉 | 850℃ | 烧结压坯 |
万能压力试验机心电电极 模具 | miankongqu10t | 将粉末压制成型、脱模,测试压溃强度,压力 |
天平、螺旋测微尺 | 0.1g,0.01mm | 测试压坯尺寸,质量 |
氨分解装置 | 800℃,镍触媒 | 提供烧结用分解氨气氛 |
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2、测试过程
1)准备好模具,调整好压力机,事先设计好压坯密度,高度,称量好粉末的质量,将粉末压制成压坯,记录压制压力P1,压坯密度ρ1,高度h1,质量m1,外径D1,内径d1等数据。
2)将压坯在烧结炉中进行烧结(烧结条件为烧结温度750℃,烧结时间50分钟,其余条件在试验中摸索),按照烧结冷却规范进行。将烧结好的压坯尺寸h2,D2,d2做好记录。
3)将烧结好的压坯放在压机上进行破坏性试验,测试径向压溃强度,记录破坏时的压力P2。
4)烧结收缩率为:Lv=(D2-D1)/D1*100%
压溃强度为: K=P2(D2-T)/h2T2
集成电路版图设计注:T= (D2 - d2 )/2
粉末松装烧结 (loose sintering of powder)
金属粉末不经成形而松散(或振实)装在耐高温的模具内直接进行的粉末烧结。松装烧结主要用来制取透过性大、净化精度要求不很高的多孔材料。如:用于过滤汽油、润滑油、化学溶液以及捕集10~20um的杂质粒子的过滤材料;用于隔音和绝热的泡沫材料;用于某些密封的密封材料等。 由于多孔材料(尤其是作过滤器用的材料)的特性要求,用于松装烧结的粉末,其粒度分布都比较窄,且多为球形颗粒。松装烧结时,由于粉末颗粒问相接触的面积小,必须严格控制烧结温度和气氛,使烧结成的制品具有足够的强度,又不至于收缩过大而降低孔隙度甚至与模具粘结起来不能脱模。
松装烧结所选用的模具材料不应与所烧结的粉末发生任何反应,并具有足够高的高温强度和刚度,最好选用热膨胀系数与烧结材料很接近的材料。常用的材料有各种铸铁(如高铬高硅铸铁HT24-44、HTl8-367)、石墨、碳素工具钢T10、不锈钢和无机填料等。在制取管状过滤材料时,松装烧结模具的外部也可用细粘土粉末材料,内部芯杆用浸过有机物的未烧结的氧化铝粉末,烧结后芯杆常被破坏掉。
青铜过滤器多采用松装烧结工艺制造。常用50~80pm粒级的球形青铜粉末,模具材料主要
用铸铁和钢材。为了防止粉末与模具在烧结时粘在一起,在模具内壁和芯杆上涂一层胶体石墨。青铜过滤器的烧结温度与粉末化学成分和粒度有关。表1和表2为不同含锌量和不同粒度的青铜粉末的烧结温度。烧结时间视制品大小而定,一般为20~60min。烧结设备常用钟罩炉,气氛为分解氨。雾化球形铜粉的松装烧结,特别是粗粉末烧结时,为了使制品具有足够的强度,烧结温度接近铜的熔点,为1030~1070℃。如果在粉末中添加磷酸氢二铵((NH4)2HPO4),使含磷量约为0.5%,可使烧结温度降至900~1000℃。
表1 含7%~9%锌雾化青铜粉烧结温度
粉末粒度/um | 200~300 | 300~400 | 400~500 |
烧结温度/℃ | 800~820 | 820~840 | 840~860 |
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表2 含10%锌雾化青铜粉烧结温度