提高粉末冶金不銹鋼網帶使用壽命的方法

    問：不銹鋼網帶之維護、更換頻率太高，原因為何?有何方法可以改善?
    答：一般的網帶在操作8周后，由于氮化及碳化導致帶子開始破裂。以傳統314不銹鋼網帶為例，一般常先作調質預熱處理，亦即在870℃下于流動之空氣中以正常條件操作28小時后切換至N2-3％H2，然后持溫2小時，接著于14小時內逐步升溫至1120℃并持溫8小時，然后才開始燒結零件。此時氣氛中含有約3ppm之氧，露點約為-55℃。(即含約20ppm之水蒸氣)。但約8周后，帶子即開始破裂。此乃因不銹鋼表面之薄氧化鉻層在預熱區是氧化狀態，進入高溫區后變成還原性，故表面氧化物被還原，但在進入冷卻區后，雖氣氛一樣，但因溫度降低，又變回氧化性，使網帶又再氧化，此氧化、還原循環將導致材料受損。
    此外，不銹鋼在高溫區中因零件中之石墨及潤滑劑會分解而產生CO，導致滲碳，此CO與不銹鋼網中之Cr反應生成碳化鉻，而氣氛中之氮也會與鉻反應成氮化鉻，此兩種化合物均為硬脆之化合物，使得不銹鋼網帶壽命縮短。
    解決方法如下：若將氣氛的露點調高至34℃，亦即水氣為260ppm，則不銹鋼網帶在高溫區仍可維持輕微之氧化性，表面之氧化物不被還原。此外工件表面也無脫碳之現象發生。
    除了上述調整氣氛中之水氣也可添加二氧化碳，此二氧化碳會與氫氣反應成水，此二氧化碳與水均是氧化性氣氛，調整其含量可使不銹鋼網帶維持在輕微之氧化狀態下，但對工件則仍在還原氣氛下，故仍可將鐵粉表面氧化物還原而提高粉末間之鍵結強度，增進工件之機械性質。
    此外在使用前的調質條件也對網帶有影響，若將前述之調質條件改為在760℃(原為870℃)下于流動空氣中持溫28小時，然后切換至含有260ppm水氣之N2-3％H2，持溫2小時然后于14小時內升溫至1120℃，持溫8小時后才開始生產。
    此處理由870℃降至760℃，可避免不銹鋼中之鉻與空氣中之氮反應，而升溫至1120℃時因氣氛中有水氣，可在網帶表面先生成氧化鉻，故可避免鉻與氮反應。此時網帶壽命比前述*佳狀態時又可再延長1／3之時間，亦即為無調質、無調整氣氛狀況下之2.7倍之使用壽命。此乃因氮化鉻含量較少，晶粒較大，對潛變性質有益的緣故。 
       

相關新聞