在傳統(tǒng)鋼鐵冶金中,磷是人人喊打的"有害元素"——它引起冷脆、降低韌性,被視為必須嚴(yán)格控制的雜質(zhì)。然而,當(dāng)磷以磷鐵粉的形態(tài)進(jìn)入粉末冶金的世界,它卻搖身一變,成為提升產(chǎn)品收縮性、致密化程度和綜合力學(xué)性能的"秘密武器"。
這是磷鐵粉提高收縮性最根本、最關(guān)鍵的原理。當(dāng)由鐵粉與磷鐵粉預(yù)混合壓制的壓坯加熱到 1050℃ 時(shí),體系中會(huì)生成含 約10%P的共晶液體。磷鐵粉在燒結(jié)溫度下"化"成了一灘液態(tài)的"膠水",這灘膠水鉆進(jìn)每一個(gè)孔隙,把鐵顆粒牢牢拉在一起——這就是收縮的物理本質(zhì)。
由于磷是一種鐵素體穩(wěn)定劑,這就為在α相進(jìn)行燒結(jié)創(chuàng)造了條件。在α相中鐵的自擴(kuò)散系數(shù)為在γ相中的100倍,從而導(dǎo)致了燒結(jié)速率增高和孔隙球化。"磷含量控制在 0.5%~1.0%(對(duì)應(yīng)磷鐵粉添加量約0.5%~1.5%),可實(shí)現(xiàn)收縮性與韌性的最佳平衡。