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電子粉體燒結爐的使用過程

使用電子粉體燒結爐燒結製程:

成形後之胚體由於內部含有潤滑劑,必須先經脫脂步驟以去除潤滑劑,然後再於高溫燒結使粉末結合在一起,此脫脂及燒結製程所牽涉到的製程參數及在設備上之考量相當多,例如應使用何種氣氛?何種溫度?何種設備?如何控製碳勢?若使用不同之材料時以上之參數又要如何改變?這些均有說明之必要。

脫脂:

一般之粉末需先添加潤滑劑或黏結劑以利成形,但這些潤滑劑多為有機物,必須在高溫燒結前予以去除。常用之潤滑劑有硬脂竣鋅、硬脂酸鋰及白蠟(ethylene bis-stearamide, EBS,俗稱之Acrawax即此成分)三種。

一般之脫脂多在燒結爐之前段進行,溫度在500-600℃之間,所需之時間大約為15-30分鍾。不過有些零件在脫脂時會產生起泡(俗稱爆米花)、爆點、破裂或積碳之現象。

A:一般認為起泡及破裂是因工件中之潤滑劑在400C500C間之分解速率過快而造成。

B:積碳是因脫脂區之氣氛流速太慢,使得潤滑劑分解時所產生之一氧化碳在試片中停留過久,此CO超過18%時易反應成碳及二氧化碳,使胚體及孔之表麵產生積碳之現象,由外觀看常有粗糙、隆起之現象。此積碳反應在500℃至600℃之間最明顯,加上工件中之鐵、鈷、鎳、鋅有催化作用,而使用之氣氛為受熱型氣氛時因其中之CO已有1520%,所以在此氣氛下此積碳現象將更明顯。

解決電子粉體燒結爐的此類問題:

A:可以讓工件在500C以下有足夠之時間脫脂,使所有潤滑劑脫除,並快速跳過500C600C之範圍且加大氣氛之流量,以減少積碳、起泡、破裂之現象。

B:可在脫脂區單獨使用放熱型氣氛,此乃將天然氣或丙烷與空氣之比例調低,使較接近完全燃燒之比例,燃燒後之氣體含CO較少,產生此氣氛之裝置俗稱快速脫脂設備(rapid burn off, RBO)。此外,由於此燃燒為放熱反應,可藉氣體將零件加熱,使胚體之溫度較均勻。放熱型氣氛之露點較高亦有助於將積碳反應成氧化碳。

C:可將脫脂區使用之氣氛通過一水箱,使其離開水箱時含有水蒸氣,再將此氣體通入脫脂區,亦可減少碳黑。

D:在胚體中減少鎳之含量或添加硫或硫化錳,並改用硬脂酸鋅以外之目潤滑劑,有助於爆點、碳黑之減少。

E:加長脫脂區之長度,使胚體有足夠之時間脫脂,並調整爐膛之截麵積,使燒結區之截麵積較大而脫脂區之截麵積較小,如此可使氣氛通過脫脂區時之速度加快而有助於將髒氣氛帶出。

電子漿料燒結網帶爐

電子粉體燒結爐




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