粉末冶金的熱處理工藝
2025-03-17粉末冶金材料在現代工業中的應用越來越廣，在取代鍛鋼件的高密度和高精的復雜零件的應用中，隨著粉末冶金技術的不斷進步也取得了快速發展。但是由于后續處理工藝的差異，其物理性能和力學性能還存在著一些缺陷，本文就針對粉末冶金材料的熱處理工藝進行簡要闡述分析，并分析其影響因素，提出改善工藝的策略。
1 前言
粉末冶金材料在現代工業中的應用越來越廣泛，特別是汽車工業、生活用品、機械設備等的應用中，粉末冶金材料已經占有很大的比重。它們在取代低密度、低硬度和強度的鑄鐵材料方面已經具有明顯優勢，在高硬度、高精度和強度的精密復雜零件的應用中也在逐漸推廣，這要歸功于粉末冶金技術的快速發展。全致密鋼的熱處理工藝已經取得了成功，但是粉末冶金材料的熱處理，由于粉末冶金材料的物理性能差異和熱處理工藝的差異，還存在著一些缺陷。各鑄造冶煉企業在粉末冶金材料的技術研究中，熱鍛、粉末注射成型、熱等靜壓、液相燒結、組合燒結等熱處理和后續處理工藝，在粉末冶金材料的物理性能與力學性能缺陷的改善中，取得了一定效果，提高了粉末冶金材料的強度和耐磨性，將大大擴展粉末冶金的應用范圍。
2 粉末冶金材料的熱處理工藝
粉末冶金材料的熱處理要根據其化學成分和晶粒度確定，其中的孔隙存在是一個重要因素，粉末冶金材料在壓制和燒結過程中，形成的孔隙貫穿整個零件中，孔隙的存在影響熱處理的方式和效果。
粉末冶金材料的熱處理有淬火、化學熱處理、蒸汽處理和特殊熱處理幾種形式：
01 淬火熱處理工藝
粉末冶金材料由于孔隙的存在，在傳熱速度方面要低于致密材料，因此在淬火時，淬透性相對較差。另外淬火時，粉末材料的燒結密度和材料的導熱性是成正比關系的;粉末冶金材料因為燒結工藝與致密材料的差異，內部組織均勻性要優于致密材料，但存在較小的微觀區域的不均勻性，所以，完全奧氏體化時間比相應鍛件長50%，在添加合金元素時，完全奧氏體化溫度會更高、時間會更長。
在粉末冶金材料的熱處理中，為了提高淬透性，通常加入一些合金元素如：鎳、鉬、錳、鉻、釩等，它們的作用跟在致密材料中的作用機理相同，可明顯細化晶粒，當其溶于奧氏體后會增加過冷奧氏體的穩定性，保證淬火時的奧氏體轉變，使淬火后材料的表面硬度增加，淬硬深度也增加。另外，粉末冶金材料淬火后都要進行回火處理，回火處理的溫度控制對粉末冶金材料的的性能影響較大，因此要根據不同材料的特性確定回火溫度，降低回火脆性的影響，一般的材料可在175-250℃下空氣或油中回火0.5-1.0h。
02 化學熱處理工藝
化學熱處理一般都包括分解、吸收、擴散三個基本過程，比如，滲碳熱處理的反應如下：
2CO