粉末冶金制备铁基复合材料致密化过程的研究

　粉末烧结是粉末或粉末压坯，在适当的温度和气氛条件下加热所发生的现象或过程。烧结的结果是颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加，而且多数情况下，密度也提高。如果烧结条件控制得当，烧结体的密度和其它物理、力学性能可接近或达到相同成分的致密材料。从工艺上看，烧结常被看作一种热处理，即把粉末或粉末毛坯加热到低于其中主要组分熔点的温度下保温，然后冷却到室温。在此过程中，发生一系列的物理和化学变化，粉末颗粒的聚集体变为晶粒的聚结体，从而获得具有所需物理、力学性能的制品或材料。有研究分析了VC颗粒增强铁基复合材料致密化的过程，表明烧结对最终产品的性能起着决定性作用。影响烧结致密的因素很多，例如烧结温度、烧结时间、粉末粒度、压坯密度以及成分等。鉴于此，本文主要研究了球磨时间(粒度)、烧结温度、活化烧结中B和C含量、稀土元素对VC/Fe基复合材料致密化的影响。

　　实验用的原材料及化学成分为（质量分数，%）：56钒铁粉，7.0石墨，1硼铁粉，0.4Ce，余量为水雾化铁粉。配制好各粉末后，选择粉末球磨时间有24、36h，烧结工艺为：以10℃/s的加热速度分别升温至1050、1150、1180、1210和1240℃，保温1h，烧结后随炉冷却至室温。取出试样，磨样抛光并腐蚀。

　　适当延长粉末的球磨时间、烧结时间，可得到较小尺寸的颗粒，颗粒越小，体积收缩越大，促进试样的烧结致密化，有利于空隙的逐渐消除。烧结试样的最佳烧结温度为1150～1190℃，随着稀土元素的加入，加速了烧结的致密化进程。