Spiekanie proszku polega na podniesieniu temperatury surowej wypraski (części sprasowanego proszku) do pewnego poziomu i utrzymywaniu jej w tej temperaturze przez określony czas.Temperatura spiekania wynosi zwykle od 70% do 90% temperatury topnienia proszku metalicznego.Spowoduje to wystąpienie mechanizmów wiązania pomiędzy cząstkami proszku sprasowanymi razem w wyprasce.Wiązanie w surowej wyprasce jest słabe, a ta sprasowana, niespiekana część ma zwykle wystarczającą integralność strukturalną, aby można ją było obsługiwać.Wiązanie powstające podczas spiekania znacznie wzmacnia część.
Podczas spiekania poszczególne struktury cząstek zanikają, a materiał tworzy masę.Konwencjonalne spiekanie nie wyeliminuje całej porowatości części, jednak jeszcze bardziej ją zmniejszy.Oprócz zmniejszenia objętości, spiekanie może również izolować obszary wzajemnie połączonych otwartych porów w surowej wyprasce.Te izolowane obszary stają się zamkniętą porowatością, ponieważ są odcięte od środowiska zewnętrznego.Spiekanie charakteryzuje się wypalaniem w proszku dodatków niezbędnych we wcześniejszych etapach przetwarzania.Eliminacja składników, które nie są już potrzebne, takich jak smary, spoiwa i deflokulaty, jest niezbędna do utrzymania czystości materiału końcowego produktu.Oprócz zwiększenia wytrzymałości i gęstości materiału części, spiekanie zwiększa również ciągliwość, przewodność cieplną i przewodność elektryczną.Skurcz wystąpi podczas spiekania, ale zostanie obliczony przy kontrolowaniu czynników procesu produkcyjnego.
Mechanizmy powodujące wiązanie podczas spiekania są różnorodne i złożone.Za główny mechanizm powstawania wiązania uważa się dyfuzję. Mechanizmy będą się różnić w zależności od czynników procesu produkcyjnego i właściwości proszku.Inne mechanizmy, które mogą wystąpić wraz z dyfuzją, to płynięcie plastyczne, rekrystalizacja, wzrost ziaren, transport materiału w fazie ciekłej i transport materiału w fazie gazowej.Właściwości fizyczne różnych typów wiązań mogą się różnić.Poniżej zilustrowano wiązanie cząstek za pomocą dwóch różnych mechanizmów.Wiązanie dyfuzyjne zmniejsza odległość między cząsteczkami, redukując przestrzeń.Transport materiału fazowego dodaje materiał, utrzymując cząsteczki w tej samej odległości od siebie.
Mechanizmy wiązania podczas spiekania są skomplikowane i różne, jednak uważa się, że główną siłą napędową, która powoduje to wiązanie cząstek, jest redukcja energii ze względu na zmniejszoną powierzchnię.Proszki o większej powierzchni będą miały większą siłę napędową wiązania i obniżenie tej energii potencjalnej.
Podczas spiekania dochodzi również do tworzenia stopów różnych proszków metali.Temperatura spiekania musi być zawsze niższa niż temperatura topnienia przynajmniej jednego ze składników proszku.W niektórych przypadkach temperatura spiekania jest wyższa od temperatury topnienia jednego z materiałów, ale niższa od temperatury topnienia drugiego.Nazywa się to spiekaniem w fazie ciekłej.Spiekanie w fazie ciekłej może wyeliminować porowatość i wytworzyć części o doskonałych właściwościach materiałowych.
Czas publikacji: 4 marca 2017 r