粉末冶金產(chǎn)品為什么會開裂?潛在出現(xiàn)的裂紋已經(jīng)被視為具有巨大影響,并且經(jīng)常成為生產(chǎn)復(fù)雜形狀的零件時,對于行業(yè)被調(diào)查對象來說,提升材料性能所得到的益處僅比解決裂紋問題的重量性略高.詳解粉末冶金產(chǎn)品開裂原因和解決辦法：

    1、裂紋的形成

    通常,一個固體受到力的作用分離或分裂成2個或更多部分,這就叫做斷裂.斷裂的原因可以是裂紋,和載荷下裂紋增長.對于粉末冶金成形體生胚,裂紋的產(chǎn)生主要可以歸為以下原因之一: 顆粒間互鎖破裂; 沒有形成顆粒間互鎖. 顆粒間互鎖破裂的主要原因是粉末顆粒的阻斷或拉伸.互鎖破裂可能是受施加的張力作用或橫向的剪切力作用或者兩種力的組合作用.破裂區(qū)域可能在比淺表面更深的地方,并且也可能是不規(guī)則的,不連續(xù)的.另一方面,如果由達(dá)到微觀應(yīng)力強度等級的外應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力造成應(yīng)力集中,會導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生.因此,當(dāng)橫斷或水平粉末顆粒裂開面的常規(guī)應(yīng)力分量達(dá)到開裂應(yīng)力時,會出現(xiàn)由外應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力作用產(chǎn)生的裂紋。

                        

    2、粉末冶金產(chǎn)品開裂解決辦法

    (1)錯誤的材料整合性

    出于各種原因,金屬粉末使用添加劑.例如,添加合適的潤滑劑進(jìn)行混合會提高壓縮性,減少脫模力.但是,混合鐵粉添加過多潤滑劑會抑制顆粒間粘結(jié)形成,粘合劑,雜質(zhì)甚至殘留空氣都會對粘結(jié)形成造成負(fù)面作用.

    (2)顆粒間移位

    顆粒間粘結(jié)最初主要由塑性形變和粉末塊體運動形成,在理想條件下,致密化過程是雙向的,對稱的和同步的,并且不會發(fā)生顆粒間邊移位.致密化過程之后的移位運動會阻止顆粒間粘結(jié)形成,并且能夠破壞已經(jīng)在成形早期形成的粘結(jié)。

    (3)非正常塑性應(yīng)變分離成形過程中

    顆粒會發(fā)生不可恢復(fù)的塑性變形.另外可恢復(fù)的塑性變形也會發(fā)生.最終成形階段之后,相關(guān)的壓力會減少并最終在脫模過程中降到零.成形壓力泄掉的瞬間,壓縮應(yīng)力釋放,成形體生胚將會突然從塑性向彈性階段變化.如果內(nèi)應(yīng)力大于成形體強度極限,裂紋就會產(chǎn)生。

    (4)高張力、剪切力

    在粉末冶金生胚狀態(tài)下,如果成形體由外因或內(nèi)因作用產(chǎn)生的張力，剪切力高于成形體本身的生胚強度,那么就會產(chǎn)生裂紋。

    (5)材料整合原因造成的裂紋

    空氣殘留在粉末物質(zhì)成形過程中,粉末量大約按照2:1的比率下降.松散顆粒間的孔隙內(nèi)充滿的空氣必須在成形過程中被擠出,并且必須在比較少的時間內(nèi)完成,空氣必須從粉末矩陣和設(shè)計配合間隙公差很小的模具組件中被擠出.限制氣流產(chǎn)生的背壓會在產(chǎn)品各段成形前阻止空氣從粉末拒陣中被擠出,并把空氣圈閉在成形體內(nèi)部.有報告顯示當(dāng)模具完成成形過程,殘留在成形體中的最終空氣壓力可以達(dá)到50MPA,遠(yuǎn)大于常規(guī)粉末系統(tǒng)的生胚強度.對于大零件來說,這個問題更糟,原因在于成形過程中更多的空氣在末矩陣中移動更多的距離。

    粉末冶金零件的裂紋主要發(fā)生在燒結(jié)工序之前的成形壓制過程或加工.盡管裂紋可能要在燒結(jié)之后才會變得明顯,但是裂紋產(chǎn)生的根本原因極可能是燒結(jié)之前顆粒間粘結(jié)比較差.燒結(jié)時引起的應(yīng)力可能會“打開”裂紋,但是這極有可能已經(jīng)產(chǎn)生燒結(jié)之前的加工步聚.極少有例子表明不正確的產(chǎn)品設(shè)計可能導(dǎo)致燒結(jié)時較高的應(yīng)力水平,為此應(yīng)力水平可能會超過零件的強度從而導(dǎo)致機械失效。