材料与制程因素对烧结重合金机械性质影响之研究VIP专享

材料與製程因素對燒結重合金機械性質影響之讨论 王文峰 南台科技大學 機械工程系 摘 要 本文之讨论目的在於探討液相成份、成形壓力與燒結時間對鎢鎳鐵系重合金之密度、硬度、徑向、軸向與體積尺寸收縮率、抗拉強度和伸長率的影響。實驗結果顯示：，其最正确的液相成份為 Ni:Fe = 1 : 1。提高，但是，徑向、軸向與體積收縮率則隨成形壓力之增加而減少。3.液相含量增加時，W-Ni-Fe 重合金之密度值與硬度降低，各項收縮率增大。抗拉強度於液相含量為 8%時達到最大，伸長率則隨液相含量減少而顯著降低。4.重合金適當的燒結時間為 30 分鐘左右，燒結時間再增長無助於提升其機械性質。一、 前 言 重合金係以粉末冶金技術製作而成，具有高密度(比重)的特性，強度和韌性頗為良好。工業上之應用為陀螺儀之轉子材料、加瑪射線的屏蔽板、高轉速機器如渦輪引擎之平衡件和攻擊裝甲車輛之穿甲彈頭。依成份可分成兩類：鎢鎳鐵系和鎢鎳銅系，係典型的液相燒結合金的一種。粉末壓胚體於燒結溫度下，藉著鎳、鐵粉末或者鎳、銅粉末熔化而形成之共晶液相，將鎢粉顆粒黏合在一起。其原理和超硬合金及混凝土近似，前者係藉燒結時形成的鈷基液相或鎳基液相，將碳化鎢或碳化鈦等硬粒子黏合在一起而形成各種超硬合金；後者則是藉砂和水泥漿把小石子黏合在一起而形成混凝土。 過去，國外有關此種燒結合金所發表的論文為數不少。Edmonds 曾探討液相燒結重合金內，固液相界面間產生的脆化現象及其成因(1)。Cimpoeru 讨论重合金在高應變率(strain rate)下之機械性質(2)，Lea 等人探討重合金內固液相界面間，雜質元素偏析之現象及解決的方法(3)。German 調查燒結氣體種類對重合金機械性質的影響(4)，Zukas 讨论 W-Ni-Fe 系重合金之燒結機構(5)。O,Donnell 等人探討燒結時間之長短對於重合金機械性質的影響(6)，Yoon 讨论重合金於氫氣之中燒結後，所遭遇的氫脆化問題(7)。Churn 探討重合金於破壞時，所產生的結構變化過程與現象(8)。Hong 調查磷含量對重合金衝擊強度的影響(9)。 本文之實驗工作從技術實務層面著手，探討成形壓力、燒結時間、液相含量等製程因素對燒結密度、硬度、尺寸收縮率和抗拉強度的影響。在相同的鎢粉固相含量下，液相合金成份對重合金機械性質的影響。在相同的液相成份下，液相含量對成形密度、燒結密度、尺寸變化率、合金之硬度、抗拉強度與伸長率的影響。接著，調查在固定的鎢含量與液相成份下，燒結時間之長短對機械性質...