第２８卷第２期２０１０年４月
粉末冶金技术
Ｐｏｗｄｅｒ
Ｖ０１．２８．Ｎｏ．２Ａｐｔ．２０１０
ＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
铁基粉末冶金材料烧结程度的判定
ＴｈｏｍａｓＦ．Ｍｕｒｐｈｙ
（Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔ。ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＳｅｒｖｉｃｅｓＨｏｅｇａｎａｅｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ１００１
ＴａｙｌｏｒｓＬａｎｅＣｉｎｎａｍｉｎｓｏｎ，ＮＪ０８０７７
ＵＳＡ）
摘要：烧结过程可改进压制一烧结的铁基材料的物理一力学性能。烧结时因扩散产生颗粒结合与合金
化；随着烧结时间增长，强化材料性能。烧结的作用通过显微组织特征（诸如颗粒边界与孔隙边缘）的变化可以看出。烧结的一些改进表现为颗粒边界消失，孔隙边缘变得较平滑和颗粒问尖角特征数量减少。一般将这些特征与特性的外观和它们发生的频率一起当做是烧结程度。用众所周知的体视技术（Ｓｔｅｒｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒａｅｔｉｅｓ）与适当制备的金相试样，可以判定烧结程度。关于判定与区分烧结程度不同的材料，将讨论３种试验方法。另外，将用烧结时间不同的铁一铜一碳预混合粉材料的图像来说明这些显微组织的变化。关键词：铁基粉末冶金材料；烧结；烧结程度；判定
Ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇｔｈｅｄｅｇｒｅｅ ｏｆ－ｓｉｎｔｅｒｉｎｆｅｒｒｏｕｓ
Ｔｈｏｍａｓ
Ｐ／Ｍ
ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｆ．Ｍｕｒｐｈｙ
（Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔ，ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＳｅｒｖｉｃｅｓＨｏｅｇａｎａｅｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ１００１ＴａｉｌｏｒｓＬａｎｅＣｉｎｎａｍｉｎｓｏｎ，ＮＪ０８０７７ＵＳＡ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｒｅｓｓｅｄａｎｄｓｉｎｔｅｒｅｄｆｅｒｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅ
ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ
ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｐａｒｔｉｃｌｅ
ａｓ
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ｂｏｎｄｉｎｇａｎｄ
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ａｌｌｏｙｉｎｇｂｙ
ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｃｃｕｒ
ｄｕｒｉｎｇｓｉｎｔｅｒｉｎｇ
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ａｎｄ
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ｃｏｎｊｕｎｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｉｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ，ｉｓｏｆｔｅｎ
ｃａｎ
ｔｏ鹪ｄｅｇｒｅｅ—ｏｆ－ｓｉｎｔｅｒ．Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｗｅｌｌ－ｕｎｄｅｒｓｔｏｏｄ
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ｔｏ
ｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓｗｉｌｌｄｉｓｃｕｓｓｅｄ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｓｉｎｔｅｒｅｄｃａｒｂｏｎｐｒｅｍｉｘ，ｓｉｎｔｅｒｅｄ
ａｔ
ｖａｒｙｉｎｇｄｅｇｒｅｅｓ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｉｍａｇｅｓｏｆ
ｉｒｏｎ－ｃｏｐｐｅｒ—
ｖａｒｙｉｎｇｔｉｍｅｓ，ｗｉｌｌｂｅｕｓｅｄ
ｔｏ
ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｔｈｅｓｅｍｉｃｒｏｓｔｍｃｔｕｒａｌｃｈａｎｇｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｅｒｒｏｕｓＰ／Ｍｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｓｉｎｔｅｒ；ｄｅｇｒｅｅ－ｏｆ－ｓｉｎｔｅｒ；ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇ
在高质量粉末冶金零件生产中，成功的烧结是这些试验而言，许多试验的基础是对适当制备的金相试样的颗粒边界与尖角孔隙的精确计算。当试图将试验结果与物理或力学性能相联系，和试图协调多台试验设备的结果时，发现了问题；因为这些设备使用的都是局限于比较性的用语，诸如好、相当好、差等，这对试验结果往往不适用。
图ｌ一图４示出由雾化铁粉混合以质量分数为２％的Ｃｕ与０．６％石墨制备的预混合粉，压制并在推杆式炉中，于ｌ１２０℃下烧结不同时间制造的试样，可将其看作是烧结过程的例证。在这个试验中，在加热带的保温时间为１—５０ｍｉｎ，时间间隔为５ｍｉｎ。因此，在加热带保温１０ｍｉｎ，或不到ｌＯｍｉｎ的
生产过程中最重要的一个工序。高温与炉子保护气氛相结合，使粉末颗粒紧密接触形成冶金结合，同时通过元素添加剂扩散使基体材料合金化。可用显微结构状态（诸如颗粒边界消失，沿孔隙边缘尖角平滑化及孔隙周长减小）的变化，以目视表征烧结的效果。这些显微结构的变化都会导致颗粒对颗粒与
孔隙表面对材料体积之比的减小。通过评定这些特性，可以客观评估烧结的程度。．
在历史上，这类评定都是在客观基础上进行的，
其在很大程度上取决于工作人员的技巧与经验以及
确定在评估材料的哪些部位和何时存在差异。对于