在烧结 AA6061 铝屑和粉末时，严格需要引入氩气，以形成惰性保护气氛。通过化学隔离环境并从炉子中物理置换氧气，氩气可以防止在高温烧结时发生的快速氧化。
铝合金在加热时对氧气具有高度反应性，会导致氧化物层的立即形成。氩气充当关键的保护层，保持颗粒的金属表面，以便进行扩散、致密化和结构键合。
氧化挑战
高温反应性
铝及其合金，如 AA6061，对氧气具有很强的化学亲和力。
虽然在室温下这种特性是可以控制的，但烧结所需的高温会显著加速这种反应性。如果不加以干预，金属会倾向于与空气中的氧气结合，而不是与相邻的铝颗粒结合。
氧化铝的形成
当炉子中存在氧气时，它会与铝反应形成氧化铝 (Al₂O₃) 层。
这一层会包围单个粉末颗粒或废料块，形成坚硬的陶瓷状外壳。由于氧化铝的熔点远高于铝，因此在烧结过程中，这一层不容易分解。
氩气的作用
创造惰性环境
氩气是一种惰性气体，这意味着它在化学上是惰性的，不会与铝发生反应。
通过向炉子中通入高纯度氩气，可以有效地置换富含氧气的空气。这种置换消除了氧化过程发生所需的反应物（氧气）。
实现原子键合
为了使烧结成功，原子必须在颗粒接触的边界处扩散。
氩气确保这些边界保持金属状态，而不是变成被氧化的陶瓷界面。这种直接的金属对金属接触允许牢固的原子键合，这是将松散粉末转化为固体部件的基本机制。
大气不足的风险
抑制烧结
如果氩气气氛受到损害或被省略，氧化铝层将充当扩散屏障。
该屏障会物理上阻止铝颗粒熔合在一起。最终得到的可能不是一个实心部件，而是一团易碎、粘合不牢的物质，缺乏结构完整性。
孔隙率增加和性能下降
暴露在氧气中会导致材料性能下降和内部缺陷。
当颗粒由于氧化而无法完全键合时，颗粒之间会留下间隙（孔隙）。这会导致高孔隙率，从而显著降低最终产品的机械强度和密度。
确保工艺完整性
如果您的主要关注点是结构强度：
- 优先考虑高纯度氩气流，以完全消除阻碍牢固颗粒间键合的氧化物层。
如果您的主要关注点是材料密度：
- 确保持续的氩气覆盖，以最大限度地减少孔隙率，并防止因夹带氧气而导致的材料性能下降。
控制炉子气氛不仅仅是预防措施；它是将松散的铝废料转化为可用、高性能金属部件的基本前提。
摘要表：
| 特征 | 氩气在 AA6061 烧结中的作用 |
|---|---|
| 气氛类型 | 化学惰性（惰性气体） |
| 主要功能 | 置换氧气，防止氧化铝 (Al₂O₃) 形成 |
| 烧结机理 | 实现金属对金属的原子扩散和键合 |
| 材料结果 | 高密度、低孔隙率和最大结构强度 |
| 缺失风险 | 易碎部件和颗粒熔合失败 |
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参考文献
- Muhammad Irfan Ab Kadir, Abd Khalil Abd Rahim. The Effect of Microstructures and Hardness Characteristics of Recycling Aluminium Chip AA6061/Al Powder On Various Sintering Temperatures. DOI: 10.30880/ijie.2018.10.03.009
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
