[科普中国]-无模烧结

运用粉末冶金制造多孔材料的方法有多种，既有带模烧结法，也有无模烧结法。为了避免脱模难等问题，无模烧结得到了运用。

简介对于制造高孔隙度多孔材料或制品而言，可采用松装烧结法，该方法对于制造大尺寸产品来说，往往由于烧结后脱模困难等原因，而无法采用。实际中，由于所要研制的产品为超长（L>540mm）、超大（大管径，Φ=90mm）、薄壁（δ=2.5mm）、高孔隙度（ε>30%）的不锈钢多孔阻尼管件，适于采用松装烧结法，而不宜于带模烧结。为了解决脱模难等问题，经试验，研究出一种新的无模烧结技术。

无模烧结的流程将原料金属粉末松装入包套，为了装料均匀及消除粉末颗粒“拱桥效应”，采用震动装料；装套后，将其置入烧结盒内，卸去定型套，用耐高温填料充填定位；将烧结盒移入烧结炉内进行烧结；烧结中，低熔点金属熔化，流入烧结盒底部液流槽内；烧结后，取出烧结坯，送化学处理。同时将沉于烧结盒液流槽内的低熔点金属熔融块取出，送去回收处理。化学处理工艺是采用侵蚀剂将烧结坯中残留的低熔点金属侵蚀掉，基体金属则不被侵蚀而保留下来。化学处理后，经清洗、烘干而获得所制产品1。

无模烧结中的关键技术包套金属材料的选择包套金属材料必须具备的性质有：它的熔点应低于产品基体金属熔点，且熔点差要适宜，在烧结温度未达到保温温度时就熔化；低熔点金属在熔融状态下不与产品基体金属形成固溶体；在化学处理工艺中，易被侵蚀剂侵蚀，而产品基体金属则不被或极少被侵蚀剂所侵蚀。

烧结温度的控制整个烧结过程分升温、低熔点金属熔化、烧结保温、降温冷却等阶段。其中升温与低熔点金属熔化阶段的温度控制至关重要，在此时间段内，低熔点金属将发生一个热力学及动力学反应的过程，即一个由软化变形-熔融-液态流动-流入烧结盒底部的过程，必须控制升温速度，既要保证低熔点金属有充裕的时间完成这一反应过程，又要保证基体金属在热应力和流体作用下不会出现骨架坍塌现象。

侵蚀剂的选择及浓度配制当选定了低熔点包套金属材质后，据此来选择侵蚀剂及确定配制浓度。一般可选用酸、碱溶液作侵蚀剂，而配制的浓度则应依据实验而定，既应保证一定的侵蚀速度，又要保证基休金属不受侵蚀，还应考虑便于低熔点金属回收。

铜基多孔过滤元件的无模烧结铜基多孔过滤元件是自动化生产线中不可缺少的元件，具有透过性能好、过滤精度高强度高、耐冲击、耐高温，可加工焊接，可清洗再生等优点。广泛应用于气源处理、滤油滤气等气动元件、液压元件的制作2。

通过无模烧结的方法所得到的样品的过滤度符合下列规定、规格(μm)10、15、25、50、75、100的过滤分别不大于（μm）15、35、60、85、110元件能承受1.5倍公称压力的耐压试验，保压1min无损伤和永久变形。元件表面无裂痕、凹穴和明显的氧化变色磕碰痕迹。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学