在金属石墨匣钵中,由于金属含量不同(30 ~ 90%),烧结温度也不同。金属含量低的石墨匣钵主要是用粘结剂焦化粘结而成。金属粉末不能形成网状结构,但参与导电。
烧结的关键技术是:a)最高烧结温度。选取一般金属绝对熔点温度的2/ 3 ~ 4/5,温度指数a = 0.67 ~ 0.8。过烧和欠烧都会影响产品质量。延长高温保温时间可以适当降低烧结温度,但时间的影响不如温度的影响大。b)为防止产品氧化,铜氧化后电阻增大,烧结时应采取保护措施。c)是加热速率。对于粘结剂含量高的产品,应控制升温速率,防止烧结开裂。
①气体保护烧结
金属匣钵在国际上已广泛采用保护气氛烧结,我国粉末冶金行业也采用这种方法。
采用的保护气氛包括:纯氢气、分解氨(氢气和氮气的混合气)、煤气、烃类转化气(H2和一氧化碳的混合气)等。以上气体不仅起到保护作用,还能还原氧化物。
当采用气氛保护时,一般采用网带连续烧结炉。为了降低成本,意大利EBN公司采用在特制的密封烧结箱中烧结。这种烧结箱底部有一个进气口,中间有一个多孔隔板匣钵,上面放置产品,箱顶有一个微压通风口。当罐内产生一定压力时,会自动打开释放气体。烧结箱尺寸为900毫米长;宽度400mm高度800mm。气体为纯氢气,加热方式为电加热。烧结后的产品具有金属光泽,质量好,无氧化现象。
②真空烧结
真空烧结是近年来发展起来的一种无粘结剂烧结石墨匣钵的新技术。真空度通常为10—1~15毫米汞柱。真空烧结的优点是:a)防止了气氛对产品的影响(如石墨匣钵引线上的氢气);b)烧结温度可降低100℃左右,降低能耗;c)取消供气系统,安全性好。
真空烧结炉设备制造昂贵,但产品生产成本低,已逐渐被人们所采用。
(3)烘烤
焙烧是黑石墨匣钵坯料从室温加热到1300℃时各工序的总称。
焙烧可在连续炉、环形炉、倒焰炉和单体炉中进行。
