提高粉末冶金不锈钢网带使用寿命的方法

发布时间：2005/12/22 22:41:47

    问：不锈钢网带之维护、更换频率太高，原因为何?有何方法可以改善?
    答：一般的网带在操作8周后，由于氮化及碳化导致带子开始破裂。以传统314不锈钢网带为例，一般常先作调质预热处理，亦即在870℃下于流动之空气中以正常条件操作28小时后切换至N2-3％H2，然后持温2小时，接著于14小时内逐步升温至1120℃并持温8小时，然后才开始烧结零件。此时气氛中含有约3ppm之氧，露点约为-55℃。(即含约20ppm之水蒸气)。但约8周后，带子即开始破裂。此乃因不锈钢表面之薄氧化铬层在预热区是氧化状态，进入高温区后变成还原性，故表面氧化物被还原，但在进入冷却区后，虽气氛一样，但因温度降低，又变回氧化性，使网带又再氧化，此氧化、还原循环将导致材料受损。
    此外，不锈钢在高温区中因零件中之石墨及润滑剂会分解而产生CO，导致渗碳，此CO与不锈钢网中之Cr反应生成碳化铬，而气氛中之氮也会与铬反应成氮化铬，此两种化合物均为硬脆之化合物，使得不锈钢网带寿命缩短。
    解决方法如下：若将气氛的露点调高至34℃，亦即水气为260ppm，则不锈钢网带在高温区仍可维持轻微之氧化性，表面之氧化物不被还原。此外工件表面也无脱碳之现象发生。
    除了上述调整气氛中之水气也可添加二氧化碳，此二氧化碳会与氢气反应成水，此二氧化碳与水均是氧化性气氛，调整其含量可使不锈钢网带维持在轻微之氧化状态下，但对工件则仍在还原气氛下，故仍可将铁粉表面氧化物还原而提高粉末间之键结强度，增进工件之机械性质。
    此外在使用前的调质条件也对网带有影响，若将前述之调质条件改为在760℃(原为870℃)下于流动空气中持温28小时，然后切换至含有260ppm水气之N2-3％H2，持温2小时然后于14小时内升温至1120℃，持温8小时后才开始生产。
    此处理由870℃降至760℃，可避免不锈钢中之铬与空气中之氮反应，而升温至1120℃时因气氛中有水气，可在网带表面先生成氧化铬，故可避免铬与氮反应。此时网带寿命比前述*佳状态时又可再延长1／3之时间，亦即为无调质、无调整气氛状况下之2.7倍之使用寿命。此乃因氮化铬含量较少，晶粒较大，对潜变性质有益的缘故。