硬質(zhì)合金常見不合格品的?特征、產(chǎn)生原因及判定(一)
A1??臟化
1、特征:制品內(nèi)部有大小不等的孔洞,并在其相應部位的表面出現(xiàn)凸起(臌泡)、孔洞。
2、原因
⑴高溫燒結(jié)階段,燒結(jié)體內(nèi)部反應所生成的氣體已經(jīng)逸出或轉(zhuǎn)移到制品的表面,此時液相已開始凝固,氣體逸出所留下的小眼來不及恢復,轉(zhuǎn)移到表面的氣體沒有完全排除。
⑵某些難還原氧化物在出現(xiàn)液相的溫度才被還原,還原產(chǎn)生的氣體的壓力大于液相收縮的阻力而形成鼓泡;
⑶溫度過高(過燒),使液相大量增加和外聚,形成鼓泡;
⑷壓塊中的雜質(zhì),如合金碎削,銅絲等也可產(chǎn)生鼓泡(臟化);
⑸壓制品嚴重分層,燒結(jié)時也可以表現(xiàn)為鼓泡。
3、臟化來源
⑴?氧化塊料、氧化顆粒料、廢壓坯
⑵?金屬雜質(zhì):篩網(wǎng)屑、鈷屑
⑶?非金屬雜質(zhì):陶瓷片、玻璃片、裝舟填料、灰塵、毛刷屑等
⑷?成型劑:未去除的機械雜質(zhì),未過濾的凝膠,不均勻的的成型劑、老化的成型劑等。
4、判斷:表面輕微臟化,允許加工,加工表面沒有孔洞,作合格品放行;表面嚴重臟化、膨泡,應判為廢品。
A2???變形和彎曲
1、特征:制品幾何形狀發(fā)生不規(guī)則的變化,彎曲制品在某一平面呈現(xiàn)某種有規(guī)律的曲面變形。
2、原因
⑴?壓制品密度不均勻,因而燒結(jié)時收縮不均勻,密度大的部位收縮少,密度小的部位收縮多。?
⑵?壓坯周圍不均勻的碳氣氛造成產(chǎn)品的變形
⑶?壓坯在燒結(jié)過程中所處環(huán)境溫度的不均勻造成其變形
⑷?其他幾種原因:裝舟不合理、墊板不平。
3、判定:按標準或產(chǎn)品圖樣要求檢查,超差的返回生產(chǎn)單位處理,無法處理的判廢。
A3???起皮
1、特征:制品邊緣棱角部位出現(xiàn)分枝狀不規(guī)則裂紋、龜裂或翹殼。輕者呈網(wǎng)狀龜裂,重者呈小片剝落;嚴重時則爆裂剝落,在起皮部位可清楚地看到棉絮狀碳黑聚積物。
2、原因:
⑴在低溫帶氣相中含碳氣體濃度過高,高濃度的含碳氣體進入制品的薄弱部位(制品的棱角處往往密度較低或彈性后效嚴重),在鈷的接觸作用(催化)下,產(chǎn)生碳的沉淀反應:
CH4→C+H2???????2CO→C+CO2
沉淀出的碳破壞了合金的連續(xù)性,造成合金的起皮,即含碳氣氛分解出大量游離碳是產(chǎn)生起皮的主要原因。
⑵真空燒結(jié)起皮原因
真空脫蠟階段,若脫蠟溫度大于400℃(一般為375℃),達到石蠟裂解的溫度,生成低分子量的石蠟、烯和游離C。溫度繼續(xù)升高,加劇了的石蠟裂解。此時燒結(jié)體呈多孔疏松狀,強度大大降低,難于抵擋石蠟裂解生成的碳氫化合物氣體的沖擊,容易產(chǎn)生起皮。
3、影響起皮的工藝參數(shù)
⑴??推舟速度及低溫帶與升溫速度
⑵??氫氣的含水量
⑶??裝舟量
⑷??鈷的接觸作用
4、判定:起皮制品應判為廢品。
A4???滲碳
1、特征:制品表面油黑發(fā)光,斷面有細小石墨點或巢形斑點,嚴重時用手摸制品有潤滑感覺且有黑跡。
2、原因:由于混合料中的總碳量過高,或填料含碳量過高,或低溫帶氣相中的碳氫化合物濃度過高,或石墨舟皿中的C擴散到燒結(jié)體內(nèi),或脫除成型劑時的升溫速度太快、時間短,成型劑裂解生成游離石墨而引起合金滲碳。
3、游離碳的來源
⑴??脫蠟(脫膠)過程成型劑的裂解
⑵??石墨舟皿內(nèi)碳的擴散
⑶??真空爐爐內(nèi)燒結(jié)氣氛的控制
4、判定:制品滲碳一般會影響使用性能,應根據(jù)各牌號和用途要求判定,不合格品返回生產(chǎn)單位處理。
A5???脫碳
1、特征:制品表面有白色亮點或閃光條狀,合金斷口有銀白色閃光點或呈蝌蚪形坑洼,其組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)η相。
2、原因
⑴氫氣燒結(jié)脫碳反應:制品中的WC和H2反應生成CH4,這個反應發(fā)生在燒結(jié)的全過程,反應隨著溫度升高而加劇,在進爐端,收縮沒有完全之前,使產(chǎn)品內(nèi)外部發(fā)生脫碳;在出爐端,制品已收縮,則使產(chǎn)品表面脫碳,反應的強弱取決于H2流量的大小。此反應生成的CH4在高溫下分解使制品滲碳。
爐氣中的水分在825℃以上同WC(或C)反應H2O+WC→W+H2+CO;H2O+C→CO+H2,生成W+H2+CO而使制品脫碳,此反應同樣發(fā)生在進出爐兩端,在完全收縮前,則使制品內(nèi)外部脫碳,在出爐端,則使制品表面脫碳。
⑵真空燒結(jié)脫碳反應:
真空燒結(jié)事后的脫氧反應,因壓坯中含氧,燒結(jié)時被游離碳和WC中的碳還原,反應為:?MeO+C==Me+CO,MeO+2C==MeC+CO,所以發(fā)生了脫碳反應。
3、判定:脫碳一般會影響使用性能,應返回生產(chǎn)單位處理。?
A6??混料
1、特征:制品表面似苦瓜皮,合金組織不均勻,其斷面與一般臟化的孔洞不同,往往出現(xiàn)大小和形狀不一的小點和凹凸現(xiàn)象,顯微組織中可見到不同牌號的組織結(jié)構(gòu)。
2、原因
⑴??壓制前混料
⑵??某些雜質(zhì)元素的影響,如鋁、硫、硅、磷、硼都可能在液相燒結(jié)中引起WC晶粒長大。其中磷的影響最為顯著。
3、判定:合金混料影響使用性能,一般應判為廢品,但輕微混料可按斷面臟化標準檢查處理。