电场作用下316L不锈钢粉末的微成型研究
目前，可制造金属微型零件的方法主要有粉末微注射成型、微成型铸造、微塑性成型等。目前，国内外对基于电场作用下微型零件的快速烧结
研究鲜有报道，电场快速烧结微成型与其他微成型工艺相比具有突出的优越性。316L不锈钢在多种腐蚀介质中具有优良的耐蚀性，且综合力学性能良好，工艺性能和可焊性优良，因而得到了广泛应用。本
研究以电场快速烧结不锈钢微型圆柱为
研究载体，基于已有的对电场作用下烧结的
研究，采用热模拟方法，利用外加电场作为加热源，以一定的预设烧结温度，在低电压大电流且具有一定真空度的条件下对不锈钢粉末进行加热，在极短的时间内完成烧结。
实验采用316L不锈钢粉末，将模具设计为Φ1mm×1mm圆柱体，阴模与粉末接触面最大，选用石墨为阴模材料，可避免高温下模具材料与316L不锈钢粉末的粘连。模冲用于压坯的端部成形，选择硬质合金，有较高的耐磨性，并且模冲将力传递给粉末使之压实。将装有一定量316L不锈钢粉末的微型模具置于热模拟机上，电场烧结如图1所示，通低电压大电流，以控制电场参数来实现对试样烧结工艺的控制。同时在模具两端施加一定压力，促进试样的致密化。3种不同的烧结工艺所得试样分别记为1#、2#、3#试样，均以30℃/s加热至200℃保温2min，然后施压0.8kN，继续以30℃/s升温至预设烧结温度，保温2min。其中1#、2#、3#试样预设烧结温度分别为500、600、800℃，烧结后取出试样，以测量烧结试样的几何尺寸。
利用电场烧结成功制备了Φ1mm×1mm微型316L不锈钢圆柱试样，实际试样尺寸偏差小，但外观形貌较为平整。其中以30℃/s加热至200℃保温2min，然后施压0.8kN，继续以30℃/s升温至800℃，保温2min所得试样性能最好。电场烧结可实现低温快速烧结。试样在500℃烧结下，表面扩散为主要烧结机构，烧结过程中未产生液相，只发生了固相烧结；烧结温度为600℃和800℃时，由于烧结温度提高，颗粒之间出现了明显的烧结颈，局部出现微区液相粘接区域。电场烧结以固相烧结为主，微区出现液相烧结，烧结时间仅为120s，大大少于传统烧结工艺及一般微成型工艺。
