2.3 СПЕКАНИЕ

Спекание - часто является заключительной стадией основных технологических операций, характерезующих сущность метода  порошковой металлургии, как представлено на рисунке 1.В процессе спекания заготовка (порошковая формовка) или свободно насыпанный порошок превращаются в прочное порошковое тело со свойствами близкими к свойствам компактного беспористого материала.

При спекании порошковых материалов происходит удаление  газов и адсорбированных на поверхности частиц, возгонка различных примесей, снятие остаточных напряжений  на  контактных  участках  между частицами и в  самих  частицах,  восстановление  оксидных  пленок, растворение или коагуляция, перестройка поверхностного слоя в  результате диффузии и переноса металла в виде пара с  одних  мест  в другие, рекристаллизация и т.п. Спекание представляет собой тепловую обработку свободно насыпанного порошка или прессованных  заготовок при 0,6-0,9 абсолютной температур" плавления компонента порошка в однокомпонентной системе или ниже температуры плавления основного металла в многокомпонентной системе порошков.

Процесс спекания условно можно разделить на три стадии:
- взаимное припекание частиц, сопровождается увеличением площади контакта между частицами и стягиванием их между  собой,  на этой стадии частицы сохраняют свою структурную индивидуальность, а межчастичные   границы  практически   сохраняют   свое   исходное состояние;
- образование единого пористого  тела, представляасщего  собой совокупность беспорядочно перемеживающихся частиц металла, порошка и пор; поры на этой стадии спекания в  основном  сообщаются между собой, а межчастичные исходные границы изменяют свою форму по  отношению к состоянию после прессования;
- уплотнение объема металла эа счет уменьшения общей пористости и образования изолированных пор.

При спекании изделий на основе металлических порошков  важным критерием пригодности порошков является их способность к спеканию. Мерой  спекаемости  порошка  в  технологическом  отношении   могут являться усадка и свойства, которые предъявляются к готовому изделию. Процесс уплотнения заключается в следующем. На ранней  стадии плотность тела мала, скорость  смещения  относительно друг  друга высокая. На промежуточной стадии  плотность  высокая,  уменьшается объем пор. Уплотнение равномерное по всему объему. На поздней стадии наличие отдельных изолированных пор, которые зарастают  в результате диффузионного растворения.

Основными факторами процесса спекания являются температура  и продолжительность спекания. Влияние температуры спекания на структуру и свойства порошковых изделий тесно связано с физико -  химическими и  технологическими  характеристиками порошка,  величиной давления прессования, временем спекания, а также величиной нагрузки прилагаемой к изделию в  процессе  спекания.  При назначении режима спекания уделяется внимание скорости нагрева до заданной температуры и времени изотермической выдержки. С увеличением  скорости нагрева усадка возрастает, а с увеличением времени изотермической выдержки при спекании скорость усадки замедляется.

Спекание может производиться в печах, обеспечивающих необходимую температуру и среду спекания. Печи для спекания классифицируют:
- по типу обогрева: электрические или с газовым обогревом:
- по принципу работа: периодического и непрерывного действия;
-по характеру рабочей атмосферы: с воздушной нейтральной или восстановительной газовой атмосферой или вакуумные;
-по рабочей температуре: низкотемпературные  (до  12000С)  и высокотемпературные (выше 1250°С);
-но степени механизации: автоматические  и полуавтоматичес­кие и неавтоматические.

При спекании прессовки укладываются в контейнеры, на  поддоны или конвейерную ленту и пересыпаются  слоями порошка прокаленной окиси алюминия и графитовой крупки или кварцевым песком для предотвращения припекания «окисления и для равномерного прогревания. Охлаждение изделий после спекания следует производить  в защитной среде до комнатных температур.