ダイヤモンドセグメントの焼結プロセス

1。焼結の概要

焼結は、粉末冶金生産プロセスで最も基本的なプロセスの1つであり、最後の主要なプロセスでもあります。最終製品のパフォーマンスにおいて決定的な役割を果たします。焼結は、ダイヤモンドブレード生産の「ゲートウェイ」です。

 

焼結プロセスは、拡散、融解、流れ、収縮、およびホットプレスの下で圧縮された金属マトリックスパウダー間の再結晶などの一連の複雑な物理的および化学的プロセスであり、マトリックス粒子間の強い結合を生成し、製品を強くし、特定の硬度と強度を持ちます。

 

焼結プロセスは主に焼結システムを指し、曲線は温度と時間の関係に従って描画されます。したがって、ソーブレードマトリックスの組成と比率、ソーブレードのサイズと仕様などに従って、焼結温度を決定する必要があり、次に焼結温度に達した後の加熱方法と断熱時間を決定する必要があります。

 

• 1）焼結温度の測定

For a certain saw blade product, since its matrix composition has been determined, its sintering temperature is a fixed temperature range. This range is generally specified at the optimal temperature sintering point plus or minus 10°C, and the sintering temperature is generally about 2/3 of the melting point of the main component, that is, Tsintering>2\/3tmelting。実際の焼結温度は、試行焼結試験ブロックによって決定されます。テストブロックの最初のグループは、上記の温度に応じて決定されます。試験焼結の後、テストブロックの色、表面状態、結晶化などが観察され、それらが過剰に燃えているか燃えていないかを決定します。次に、テストブロックの2番目のグループの焼結温度が与えられ、適切な焼結温度が得られるまで、テストブロックの3番目と4番目のグループが同じ方法でテストされます。

 

• 2）焼結時間

焼結時間と焼結温度は関連するパラメーターのペアです。焼結温度が適切に上昇すると、焼結点の断熱時間が比較的短くなる可能性がありますが、制御が不適切な場合、製品が成長し、穀物が成長し、製品の品質に影響を与えます。焼結温度が低い場合、焼結の断熱時間を延長する必要があります。そうしないと、製品は燃えていません。焼結温度の差は、一般的に20oc前後に大きすぎることはありません。

 

2。焼結プロセスの理論分析

マトリックス粉末が焼結されると、焼結された体の強度が増加します。まず、粉末粒子間の結合強度が増加します。焼結の間、高温のため、粉末体内の原子の動きが強化され、粒子間の接触面に入るためにより多くの原子が結合表面を形成することができます。さらに、結合表面が膨張するにつれて、焼結された体の強度も増加します。結合表面は膨張して焼結首を形成するため、元の粒子界面が粒界界面を形成し、焼結が続くと粒子の境界が粒子の内部に移動し、穀物の成長をもたらします。

 

焼結された体の強度の増加は、細孔容積の減少と毛穴の総量、および細孔の形の変化にも反映されています。焼結する首が成長すると、もともと粒子間で接続されていた毛穴が徐々に閉じた毛穴に収縮し、丸くなります。毛穴のサイズと数も変化しています。つまり、毛穴の数は減少しますが、平均細孔サイズは増加します。

 

粒子結合表面の形成は、通常、焼結された体の収縮につながりません。したがって、濃度化は焼結プロセスの始まりをマークするものではなく、焼結された体の強度の増加のみが焼結の明らかな兆候です。焼結首の成長、総細孔体積の減少、粒子間の距離の短縮により、焼結された体の濃度化プロセスが実際に始まります。上記のように、焼結プロセス中の焼結首の成長に加えて、コンパクトは密度が高まり、縮小することができます。表面積は減少します。強度を上げることができ、導電率が増加します。これらのパラメーターは、焼結プロセスを説明する可能性を提供します。ほとんどの場合、焼結プロセスには、焼結された体のサイズが減少します。

 

その濃度化パラメーターφは、次のように表現できます。

Φ=(ρs–ρg)/(ρt-ρg)

ここで、ρs--焼結体密度。

ρt--理論密度;

ρg--コンパクトな密度。

 

以下の図は、焼結プロセスに対する時間と温度の主な効果を反映して、2つの温度（T2› T1）で等温焼結が実行される場合のいくつかのパラメーターの変化を示しています。

 

 

粉末の等温焼結プロセスは、不明確な境界を持つ3つの段階にほぼ分割できます（次のように概略図）。

 

（1）初期段階 - 焼結の初期段階、または結合段階。粒子間の元の接触点または接触面は、穀物結合に変換されます。つまり、焼結首は核形成や成長などの原子移動プロセスを通じて形成されます。この段階には、主に金属回収、吸着ガスと水の揮発、およびコンパクト内の形成剤の分解と除去が含まれます。

 

（2）中間段階 - 焼結首の成長段階。粒子結合表面への原子の大規模な移動により、焼結首が膨張し、粒子間の距離が減少し、連続的なボイドネットワークが形成されます。同時に、粒子の成長により、粒子の境界は毛穴を横切って動き、粒子の境界が掃引する場所で大量に毛穴が消えます。密度と強度の増加は、この段階の主な特徴です。

 

（3）最終段階 - 閉じた細孔球体化と収縮段階。ほとんどの毛穴は完全に分離されており、閉じた細孔の数は大幅に増加し、細孔の形状は球形になり、収縮し続けます。この段階では、焼結した体全体がゆっくりと収縮することができますが、これは小さな毛穴の消失と細孔の数の減少によって達成されます。ただし、排除できない残留孤立した小さな細孔がまだ少ないです。

 

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