电子粉体烧结炉的使用过程

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使用电子粉体烧结炉烧结制程：

成形后之胚体由于内部含有润滑剂，先经脱脂步骤以去除润滑剂，然后再于高温烧结使粉末结合在一起，此脱脂及烧结制程所牵涉到的制程参数及在设备上之考量相当多，例如应使用何种气氛？何种温度?何种设备?如何控制碳势?若使用不同之材料时以上之参数又要如何改变?这些均有说明之必要。

脱脂：

一般之粉末需先添加润滑剂或黏结剂以利成形，但这些润滑剂多为有机物，在高温烧结前予以去除。常用之润滑剂有硬脂竣锌、硬脂酸锂及白蜡(ethylene bis-stearamide, EBS，俗称之Acrawax即此成分)三种。

一般之脱脂多在烧结炉之前段进行，温度在500-600℃之间，所需之时间大约为15-30分钟。不过有些零件在脱脂时会产生起泡(俗称爆米花)、爆点、破裂或积碳之现象。

A：一般认为起泡及破裂是因工件中之润滑剂在400。C至500。C间之分解速率过快而造成。

B：积碳是因脱脂区之气氛流速太慢，使得润滑剂分解时所产生之一氧化碳在试片中停留过久，此CO超过18%时易反应成碳及二氧化碳，使胚体及孔之表面产生积碳之现象，由外观看常有粗糙、隆起之现象。此积碳反应在500℃至600℃之间明显，加上工件中之铁、钴、镍、锌有催化作用，而使用之气氛为受热型气氛时因其中之CO已有15至20%，所以在此气氛下此积碳现象将更明显。

解决电子粉体烧结炉的此类问题：

A：可以让工件在500。C以下有足够之时间脱脂，使所有润滑剂脱除，并快速跳过500。C至600。C之范围且加大气氛之流量，以减少积碳、起泡、破裂之现象。

B：可在脱脂区单独使用放热型气氛，此乃将天然气或丙烷与空气之比例调低，使较接近完全燃烧之比例，燃烧后之气体含CO较少，产生此气氛之装置俗称快速脱脂设备(rapid burn off, RBO)。此外，由于此燃烧为放热反应，可藉气体将零件加热，使胚体之温度较均匀。放热型气氛之露点较高亦有助于将积碳反应成氧化碳。

C：可将脱脂区使用之气氛通过一水箱，使其离开水箱时含有水蒸气，再将此气体通入脱脂区，亦可减少碳黑。

D：在胚体中减少镍之含量或添加硫或硫化锰，并改用硬脂酸锌以外之目润滑剂，有助于爆点、碳黑之减少。

E：加长脱脂区之长度，使胚体有足够之时间脱脂，并调整炉膛之截面积，使烧结区之截面积较大而脱脂区之截面积较小，如此可使气氛通过脱脂区时之速度加快而有助于将脏气氛带出。

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