無壓浸漬法，是當前國內外製造石油鑽頭、地質鑽頭和擴孔器的主要方法，是粉末冶金液相燒結的一種特殊方式。由於工藝簡單易行，隨著模具的變化可以造出複雜多樣尺寸較大的製品，現已做為一個先進的工藝而被製造廠家廣為採用。
基本介紹
- 中文名：無壓浸漬法
- 外文名：No pressure impregnation
- 學科：水利工程
- 作用：製造石油鑽頭、地質鑽頭
- 領域：粉末冶金液相燒結
- 優點：工藝簡單易行
簡介,無壓浸漬法燒結前提,毛細作用的現象,達西滲流定律對無壓浸潰法的指導意義,總結,
簡介
無壓浸漬法，是當前國內外製造石油鑽頭、地質鑽頭和擴孔器的主要方法，是粉末冶金液相燒結的一種特殊方式。它是把做為骨架的具有一定粒度配比的硬質金屬粉末和所用超硬磨料，按要求先裝入所設計的石墨模具中，把鑽頭鋼體置於特定位置，經敲振使模具內的骨架粉末改善其堆積狀況，使其均勻充滿模具空間並達到一定密度，然後根據粉末的孔隙度在粉末上部放入適量粘結金屬。把裝料完成的模具放入箱式電爐中，當爐內達到預定溫度後，粘結金屬熔化並逐漸滲入骨架粉末中，冷卻後磨料、骨架粉末、鑽頭鋼體和粘結金屬結為一體，達到具有一定形狀和良好機械性能的產品。
由於工藝簡單易行，隨著模具的變化可以造出複雜多樣尺寸較大的製品，現已做為一個先進的工藝而被製造廠家廣為採用。
無壓浸漬法燒結前提
根據工藝特點，必須具備下列燒結前提：
1.骨架粉末和粘結金屬的熔點必須相差很大，不然該法將不能成立。如經常採用的骨架粉末鑄造碳化鎢（W2C）的熔點為2730℃ ，碳化鎢的熔點為2630℃ ，而粘結金屬的熔點一般為1000℃-1080℃ 。
2.燒結過程中液粘結金屬、固骨架粉末兩相一般不能相互熔解或形成化合物，不然將影響液相浸漬性及胎體本身性能。
3.液相對固相有良好的潤濕性，不然浸漬將不能進行。
無壓浸漬法的液相滲透理論，一些文獻都解釋為“骨架粉末的毛細作用” 。是“在燒結過程中達到烘結溫度後，粘結金屬熔化，靠毛細作用滲入骨架粉末中，使之成為一種假合金” 。或“在毛細管現象的作用下，粘結金屬能完善地浸漬整個骨架粉末孔間。”
毛細作用的現象
毛細作用，在多孔介質液相浸漬中無疑有重要作用，但在實踐中發現與之難以解釋的現象，這些現象是：
1.液相的流出
在燒結模具下部有間隙的製品時如擴孔器等液相易從此下部間隙中流出。這種流出不應以毛細現象來解釋，而是液態粘結金屬自身重力克服了骨架粉末與粘結金屬間的附著力而產生的液相滲流。
2.滲流壓力變化對滲透速度的影響
在實踐中發現放入過量的枯結金屬對骨架粉末的滲透是有利的滲的好速度快。這種由於壓力變化而產生的現象也是難以用毛細現象解釋的。大家知道，毛細作用是在液面與固體的接觸處，由於液體分子間和液體固體分子間相互吸引而引起液面升高或下降的作用，是分子間的吸引力、附著力，是與外界壓力變化無關的物理現象。
大量實踐表明：無壓浸漬法在烘結過程中，毛細作用並不是粘結金屬對骨架粉末滲透全過程的唯一作用力，粘結金屬熔化後而產生的自身的滲透壓力重力對浸漬速度是有影響的。
達西滲流定律對無壓浸潰法的指導意義
根據達西滲流定律對無壓浸漬法燒結製品時的液相滲透速度、滲透量進行定量計算現時是因難的。這不僅是由於被計算的各種參數具有相當大的隨機性（如採用不同工藝時骨架粉末的不同性質、成分、粒度、形狀、松裝密度，粘結金屬不同性質、成分、熔點、與骨架粉末的濕潤性，模具設計及組裝的不同點及滲透通道的合理性以及燒結工藝的差異、爐內保護氣氛、溫度場的均勻性等），而且在燒結條件下的各種液態金屬的物理特徵用的測試手段也是難以準確表達的，因此，只能在一定臨界條件下，根據積累的大量實踐數據進行定性的討論：
1.燒結金剛石鑽頭等製品時，應根據製品的大小、複雜程度、滲透深度等適當增加所用粘結金屬的重量或用一定形式施加一定壓力，以增加浸漬壓力，提高滲透速度，縮短燒結時間。
2.增大浸漬面積和通道，改製品的單一的內或外浸漬為多方向內外同時浸。
3.對形狀複雜或尺寸較大的製品，應適當提高燒結溫度，以降低液態粘結金屬的粘性，提高其流動性。
總結
1.無壓浸漬法浸漬過程的滲透動力，並不僅是由於骨架粉末的毛細作用，也是由於滲透壓力粘結金屬本身的重量的作用。
2.無壓浸漬法在當前燒結溫度高於粘結金屬熔點30℃-60℃ 或更高具有相當流動性條件下，存在液體相在承壓條件下的滲流。
3.達西滲流定律對無壓浸漬法的滲透規律具有指導意義。
