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不銹鋼網(wǎng)帶投入生產(chǎn)線后出現(xiàn)的故障原因分析
普通的網(wǎng)帶在使用過(guò)八周后左右，由于氮化及碳化的影響，網(wǎng)帶開(kāi)始出現(xiàn)破裂。以314不銹鋼網(wǎng)帶為例子，一般常先作調(diào)質(zhì)預(yù)熱處理，亦即在870℃下于流動(dòng)之空氣中以正常條件操作28小時(shí)后切換至N2-3%H2，然后持溫2小時(shí)，接著于14小時(shí)內(nèi)逐步升溫至1120℃并持溫8小時(shí)，然后才開(kāi)始燒結(jié)零件。此時(shí)氣氛中含有約3ppm之氧，露點(diǎn)約為-55℃。(即含約20ppm之水蒸氣)。但約8周后，帶子即開(kāi)始破裂。此乃因不銹鋼表面之薄氧化鉻層在預(yù)熱區(qū)是氧化狀態(tài)，進(jìn)入高溫區(qū)后變成還原性，故表面氧化物被還原，但在進(jìn)入冷卻區(qū)后，雖氣氛一樣，但因溫度降低，又變回氧化性，使網(wǎng)帶又再氧化，此氧化、還原循環(huán)將導(dǎo)致材料受損。
除外不銹鋼在高溫區(qū)中因零件中之石墨及潤(rùn)滑劑會(huì)分解而產(chǎn)生CO，導(dǎo)致滲碳，此CO與不銹鋼網(wǎng)中之Cr反應(yīng)生成碳化鉻，而氣氛中之氮也會(huì)與鉻反應(yīng)成氮化鉻，此兩種化合物均為硬脆之化合物，使得不銹鋼網(wǎng)帶壽命縮短。
解決方法如下：若將氣氛的露點(diǎn)調(diào)高至34℃，亦即水氣為260ppm，則不銹鋼網(wǎng)帶在高溫區(qū)仍可維持輕微之氧化性，表面之氧化物不被還原。此外工件表面也無(wú)脫碳之現(xiàn)象發(fā)生。
除了上述調(diào)整氣氛中之水氣也可添加二氧化碳，此二氧化碳會(huì)與氫氣反應(yīng)成水，此二氧化碳與水均是氧化性氣氛，調(diào)整其含量可使不銹鋼網(wǎng)帶維持在輕微之氧化狀態(tài)下，但對(duì)工件則仍在還原氣氛下，故仍可將鐵粉表面氧化物還原而提高粉末間之鍵結(jié)強(qiáng)度，增進(jìn)工件之機(jī)械性質(zhì)。
此外在使用前的調(diào)質(zhì)條件也對(duì)網(wǎng)帶有影響，若將前述之調(diào)質(zhì)條件改為在760℃(原為870℃)下于流動(dòng)空氣中持溫28小時(shí)，然后切換至含有260ppm水氣之N2-3%H2，持溫2小時(shí)然后于14小時(shí)內(nèi)升溫至1120℃，持溫8小時(shí)后才開(kāi)始生產(chǎn)。
此處理由870℃降至760℃，可避免不銹鋼中之鉻與空氣中之氮反應(yīng)，而升溫至1120℃時(shí)因氣氛中有水氣，可在網(wǎng)帶表面先生成氧化鉻，故可避免鉻與氮反應(yīng)。此時(shí)網(wǎng)帶壽命比前述最佳狀態(tài)時(shí)又可再延長(zhǎng)1／3之時(shí)間，亦即為無(wú)調(diào)質(zhì)、無(wú)調(diào)整氣氛狀況下之2.7倍之使用壽命。此乃因氮化鉻含量較少，晶粒較大，對(duì)潛變性質(zhì)有益的緣故。
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