在传统钢铁冶金中,磷是人人喊打的"有害元素"——它引起冷脆、降低韧性,被视为必须严格控制的杂质。然而,当磷以磷铁粉的形态进入粉末冶金的世界,它却摇身一变,成为提升产品收缩性、致密化程度和综合力学性能的"秘密武器"。
这是磷铁粉提高收缩性最根本、最关键的原理。当由铁粉与磷铁粉预混合压制的压坯加热到 1050℃ 时,体系中会生成含 约10%P的共晶液体。磷铁粉在烧结温度下"化"成了一滩液态的"胶水",这滩胶水钻进每一个孔隙,把铁颗粒牢牢拉在一起——这就是收缩的物理本质。
由于磷是一种铁素体稳定剂,这就为在α相进行烧结创造了条件。在α相中铁的自扩散系数为在γ相中的100倍,从而导致了烧结速率增高和孔隙球化。"磷含量控制在 0.5%~1.0%(对应磷铁粉添加量约0.5%~1.5%),可实现收缩性与韧性的最佳平衡。