O processo de sinterização dos segmentos de diamante

1. Visão geral da sinterização

A sinterização é um dos processos mais básicos no processo de produção de metalurgia em pó e também é o último grande processo. Ele desempenha um papel decisivo no desempenho do produto final. A sinterização é o "gateway" da produção de lâminas de diamante.

 

O processo de sinterização é uma série de processos físicos e químicos complexos, como difusão, fusão, fluxo, encolhimento e recristalização entre os pós de matriz de metal compactados sob prensagem a quente, que produz uma forte ligação entre as partículas da matriz, tornando o produto forte e com certa dureza e força.

 

O processo de sinterização refere -se principalmente ao sistema de sinterização, e a curva é desenhada de acordo com a relação entre temperatura e tempo. Portanto, a temperatura de sinterização deve ser determinada primeiro de acordo com a composição e a razão da matriz da lâmina de serra, o tamanho e as especificações da lâmina de serra, etc., e depois o método de aquecimento e o tempo de isolamento após atingir a temperatura de sinterização devem ser determinados.

 

• 1) Determinação da temperatura de sinterização

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. A temperatura real de sinterização é determinada pelos blocos de teste de sinterização de tentativa. O primeiro grupo de blocos de teste é determinado de acordo com a temperatura acima. Após a sinterização do teste, observou-se que a cor, a condição da superfície, a cristalização etc. dos blocos de teste determinaram se são excessivamente queimadas ou queimadas. Em seguida, a temperatura de sinterização do segundo grupo de blocos de teste é fornecida, e o terceiro e quarto grupos de blocos de teste são testados da mesma maneira até que a temperatura de sinterização apropriada seja obtida.

 

• 2) Tempo de sinterização

O tempo de sinterização e a temperatura de sinterização são um par de parâmetros relacionados, porque quando a temperatura de sinterização é aumentada adequadamente, o tempo de isolamento do ponto de sinterização pode ser relativamente reduzido, mas se o controle for impróprio, o produto será deformado, os grãos crescerão e até a segregação ocorrerá, afetará a qualidade do produto. Quando a temperatura de sinterização é baixa, o tempo de isolamento da sinterização deve ser estendido, caso contrário, o produto será submetido. A diferença de temperatura de sinterização não pode ser muito grande, geralmente em torno de 20oC.

 

2. Análise teórica do processo de sinterização

Depois que o pó da matriz é sinterizado, a força do corpo sinterizado aumenta. Primeiro, a força de ligação entre as partículas em pó aumenta. Durante a sinterização, devido à alta temperatura, o movimento de átomos no corpo de pó se intensifica, permitindo que mais átomos entrem na superfície de contato entre as partículas para formar uma superfície de ligação. Além disso, à medida que a superfície de ligação se expande, a força do corpo sinterizado também aumenta. A superfície de ligação se expande para formar um pescoço de sinterização, de modo que a interface de partícula original forma uma interface de grãos e, à medida que a sinterização continua, o limite de grãos pode se mover para o interior da partícula, resultando no crescimento do grão.

 

O aumento da força do corpo sinterizado também se reflete na redução do volume de poros e na quantidade total de poros, bem como na mudança na forma dos poros. À medida que o pescoço de sinterização cresce, os poros que foram originalmente interconectados entre as partículas diminuem gradualmente em poros fechados e depois se arredondam. O tamanho e o número de poros também estão mudando, ou seja, o número de poros diminui, enquanto o tamanho médio dos poros aumenta.

 

A formação da superfície de ligação de partículas geralmente não leva ao encolhimento do corpo sinterizado. Portanto, a densificação não marca o início do processo de sinterização, e apenas o aumento da força do corpo sinterizado é um sinal óbvio de sinterização. Com o crescimento do pescoço de sinterização, a redução do volume total de poros e o encurtamento da distância entre as partículas, o processo de densificação do corpo sinterizado realmente começa. Como mencionado acima, além do crescimento do pescoço de sinterização durante o processo de sinterização, o compacto pode ser densificado e encolhido; A área de superfície diminuirá; A força pode ser aumentada e a condutividade aumentará. Esses parâmetros fornecem a possibilidade de descrever o processo de sinterização. Na maioria dos casos, o processo de sinterização é acompanhado por uma diminuição no tamanho do corpo sinterizado.

 

Seu parâmetro de densificação φ pode ser expresso como:

Φ=(ρs–ρg)/(ρt-ρg)

onde ρs -- densidade corporal sinterizada;

ρt -- densidade teórica;

ρg -- densidade compactada.

 

A figura abaixo mostra as alterações em alguns parâmetros quando a sinterização isotérmica é realizada em duas temperaturas (T2 ›T1), refletindo os principais efeitos do tempo e da temperatura no processo de sinterização.

 

 

O processo isotérmico de sinterização do pó pode ser dividido aproximadamente em três estágios com limites pouco claros (diagrama esquemático da seguinte forma).

 

(1) Estágio inicial - o estágio inicial da sinterização ou o estágio de ligação. Os pontos de contato originais ou superfícies de contato entre as partículas são transformados em ligação de grãos, ou seja, um pescoço de sinterização é formado através de processos de migração atômica, como nucleação e crescimento. Este estágio envolve principalmente a recuperação de metais, a volatilização de gás e água adsorvido e decomposição e remoção do agente de formação no compacto.

 

(2) estágio intermediário - estágio de crescimento do pescoço de sinterização. A migração em larga escala dos átomos para a superfície de ligação de partículas faz com que o pescoço de sinterização se expanda, a distância entre as partículas diminui e uma rede de vazio contínua se formar. Ao mesmo tempo, devido ao crescimento dos grãos, o limite de grãos se move através dos poros e os poros desaparecem em grande número onde o limite de grão varre. A densidade e a força aumentados são as principais características deste estágio.

 

(3) Estágio final - Esferoidização de poros fechados e estágio de encolhimento. A maioria dos poros é completamente separada, o número de poros fechados aumenta bastante e a forma dos poros tende a ser esférica e continua a encolher. Nesse estágio, todo o corpo sinterizado ainda pode encolher lentamente, mas isso é alcançado pelo desaparecimento de pequenos poros e pela redução do número de poros. No entanto, ainda há um pequeno número de pequenos poros residuais isolados que não podem ser eliminados.

 

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