Порошковая металлургия

массе порошка , тем хуже , в большинстве случаев , формуемость и лучше

прессуемость. Количественно прессуемость определяется плотностью

спрессованного брикета, формуемость оценивают качественно, по внешнему

виду спрессованного брикета, или количественно - величиной давления, при

котором получают неосыпающийся, прочный брикет.

Формование металлических порошков.

Целью формования порошка является придание заготовкам из

порошка формы,размеров, плотности и механической прочности,

необходимых для последующего изготовления изделий. Формование включает

следующиеоперации: отжиг, классификацию, приготовле-ние смеси, дозирование

и формование.

Отжиг порошков применяют с целью повышения их пластичности и

прессуемости за счет восстановления остаточных окислов и снятия

наклепа. Нагрев осуществляют в защитной среде (восста-новительной,

инертной или вакууме) при температуре 0,4...0,6 абсолютной температуры

плавления металла порошка. Наиболее часто отжигают порошки полученные

механическим измельчением, электролизом и разложением карбонилов.

Классификация порошков - это процесс разделения порошков по величине

частиц. Порошки с различной величиной частиц используют для составления

смеси, содержащей требуемый процент каж-дого размера. Классификация

частиц размером более 40 мкм производят в проволочных ситах. Если

свободный просев затруднен, то применяют протирочные сита. Более мелкие

порошки классифи-цируют на воздушных сепараторах.

Приготовление смесей. В производстве для изготовления изделий

используют смеси порошков разных металлов.Смешивание порошков есть одна из

важных операций и задачей ее является обеспечение однородности

смеси,так как от этого зависят конечные свойстваизделий. Наиболее часто

применяют механическое смешивание компонентов в шаровых мельницах и

смесителях. Соотношение шихты и шаров по массе 1:1. Смешивание

сопровождается измельчением компонентов. Смешивание без измельчения прово

дят в барабанных, шнековых, лопастных, центробежных, планетарных, конусных

смесителях и установках непрерывного действия.

Равномерное и быстрое распределение частиц порошков в объеме смеси

достигается при близкой по абсолютной величине плотности смешиваемых

компонентов.При большой разнице абсолютной величины плотностей

наступает расслоение компонентов .В этом случае полезно применять

раздельную загрузку компонентов по частям: сначала более легкие с каким-

либо более тяжелым , затем остальные компоненты.Смешивание всегда лучше

происходит в жидкой среде, что не всегда экономически целесообразно из-

за усложнения технологического процесса.

При приготовлении шихты некоторых металлических порошков высокой

прочности ( вольфрама , карбидов металлов) для повышения формуемости в

смесь добавляют пластификаторы - вещества смачивающие поверхность частиц.

Пластификаторы должны удовлетворять требованиям: обладать высокой

смачивающей возмож-ностью,выгорать при нагреве без остатка , легко

растворяться в органических растворителях .Раствор пластификатора обычно

заливают в перемешиваемый порошок, затем смесь сушат для удаления

растворителя.Высушенную смесь просеивают через сито.

Дозирование - это процесс отделения определенных объемов смеси

порошка.Различают объемное дозирование и дозирование по массе.Объемное

дозирование используют при автоматизированном формовании изделий.

Дозирование по массе наиболее точный способ, этот способ обеспечивает

одинаковую плотность формования заготовок.

Для формования изделий из порошков применяют следующие способы:

прессование в стальной прессформе, изостатическое прессование,

прокатку порошков, мундштучное прессование , шли-керное

формование,динамическое прессование.

Прессование в стальной прессформе

При прессовании, происходящем в закрытом объеме (рис.6) воз-никает

сцепление частиц и получают заготовку требуемых формы и размеров. Такое

изменение объема происходит в результате смеще-ния и деформации отдельных

частиц и связано с заполнением пустот между частицами порошка и

заклинивания - механического сцепления частиц. У пластичных материалов

деформация возникает вначале у приграничных контактных участков малой

площади под действием огромных напряжений, а затем распространяется

вглубь частиц.

[pic]

Рис.6 Схема прессования в прес- Рис. 7 Кривая идеального

процесса уплотнения.

сформе ( 1-матрица, 2-пуансон,

3- нижний пуансон, 4- порошек)

и схема распределения давления по высоте.

У хрупких материалов деформация проявляется в разруше-нии выступов

частиц. Кривая процесса уплотнения частиц порошка (рис.7) имеет три

характерных участка. Наиболее интенсивно плотность нарастает на участке

A при относительно свободном перемещении частиц, занимающих пустоты.

После этого заполнения пустот возникает горизонтальный участок B кривой,

связанный с возрастанием давления и практически неизменяющейся

плотностью.т.е. неизменным объемом порошка. При достижении предела

текучести при сжатии порошкового тела начинается деформация частиц и

третья стадия процесса уплотнения (участок С! ‘ ). При перемещении частиц

порошка в прессформе возникает давление порожка на стенки. Это давление

меньше давления со стороны сжима-ющего порошок пуансона (рис.6) из-за

трения между частицами и боковой стенкой прессформы и между отдельными

частицами. Величина давления на боковые стенки зависит от трения между

части-цами, частицами и стенкой прессформы и равна 25...40%

вертикального давления пуансона. Из-за трения на боковых стенках по высоте

изделия вертикальная величина давления получается неоди-наковой: у

пуансона наибольшей, а у нижней части - наименьшей (рис.6). По этой

причине невозможно получить по высоте отпрес-сованной заготовки равномерную

плотность. Неравномерность плотности по высоте заметна в тех случаях,

когда высота больше ми-нимального поперечного сечения. При прессовании

засыпанных в цилиндрическую прессформу одинаковых доз порошка,

разделенных прокладками из тонкой фольги получают отдельные слои различной

формы и размера (рис.8).

[pic]

Рис.8 Схема распределения плотности по вертикальному

сеченю спрессованного порошка при одностороннем приложении давления

(сверзу).

В вертикальном направлении каждый верхний слой оказывается- тоньше

нижележащего. Изгиб слоев объ-ясняется меньшей скоростью перемещения

порошка у стенки из-за трения, чем в центре. Наибольшая плотность

получается на расс-тоянии около 0.2...0.3 наименьшего поперечного размера

прессуе-мого изделия, что связано с действием сил трения между торцом

пуансона и порошком.

Для получения более качественных изделий после прессования

получения более равномерной плотности по различным сечениям применяют

смазки (стеариновую кислоту и ее сопи, олеиновую кислоту, поливиниловый

спирт, парафин, глицерин и др.), уменьшающие внутреннее трение и трение на

стенках инструмента. Смазку обычно)- в порошок, что обеспечивает

наилучшие производственные показатели.

При выталкивании изделия из прессформы из-за упругого увеличения

ее поперечных размеров, размеры изделия несколько превышают размеры

поперечного сечения матрицы. Величина изменения размеров зависит от

величины зерен и материала порошка, формы и состаяния поверхности

частиц, содержания окислов, механических свойств материала, давления

прессования, смазки, материала матрицы и пуансона и других параметров.

В направлении действия прессующего усилия изменения размеров больше, чем

в поперечном направлении.

Представленная схема (рис.6) показывает одностороннее прессование,

которое применяют для прессуемых изделий с соотношением высоты И к

наименьшему размеру поперечного сечения d:H/d = 2...3. Если это

соотношение больше 3, но меньше 5, то применяют схему двухстороннего

прессования; при большем соотношении размеров применяют другой метод.

Прессование сложных изделий, т.е. изделий с неодинаковыми размерами в

направлении прессования, связано с трудностями обеспечения равномерной

плотности спрессованного изделия в различных сечениях. Эту задачу решают

путем применения нескольких пуансонов, через которые прикладывают к

порошку различные уси-лия (рис.9). Иногда при изготовлении изделий

сложной формы предварительно прессуют заготовку, а затем придают ей

окончательную форму при повторном обжатии - прессовании и спекании.

[pic]

Рис.9 Схема прессования в прессформе сложного изделия: 1- пуансон,2-

пуансон, 3-матрица,

4- нижний пуансон.

При прессовании кроме стальных прессформ - основного инструмента

производства используют гидравлические универсальные или механические

прессы. Для прессования сложных изделий ис-пользуют специальные

многоплунжерные прессовые установки.

Давление прессования зависит в основном от требуемой плотности

изделий, вида порошка и метода его производства. Давление прессования

зависит в основном от требуемой плотности изделий, виде порошка и метода

его производства. Давление прессования в этом случае может составлять

(3...5) Gт пределов текучести материала порошка.

Изостатическое прессование - это прессование в эластичной оболочке

под действием всестороннего сжатия. Если сжимающее усилие создается

жидкостью-прессование называют гидростатическим. При гидростатическом

прессовании порошок засыпают в резиновую оболочку и затем помещают ее после

вакуумирования и гер-метизации в сосуд, в котором поднимают давление до

требуемой величины. Из-за практического отсутствия трения между оболочкой и

порошком спрессованное изделие получают с равномерной плотностью по всем

сечениям, а давление прессования в этом случае меньше, чем при

прессовании в стальных прессформах. Перед прессованием порошок подвергают

виброуплотнению. Гидростатическим прессованием получки? цилиндры, трубы,

шары, тигли и другие изделия сложной формы. Этот способ выполняют в

специальных установках для гидростатического прессования.

Недостатком гидростатического прессования является невозможность

получения прессованных деталей с заданными размерами н необходимость

механической обработки при изготовлении изделий точной формы и размеров,

а также малая производительность процесса.

Прокатка порошков заключается в захвате и подаче в зазор под

действием сил трения вращающихся валков порошка и сжатии порошка

(рис.10). При этом получают равномерно спрессованное изделие больной

длины с прочностью достаточной для транспорти-ровки на следующую

операцию -

[pic]

[pic]

Рис. 10 Схема прокатки: а- компактного металла, б-д - порошка, в-

вертикальная, г- горизонтальная

с гравитационной подачей порошка, д- горизонтальная с принудительной

подачей порошка;

1- валки, 2-бункер, 3- порошек, H- ширина захвата, h- толщина

ленты.

спекание. Прокатку проводят в вертикальной и горизонтальной

плоскостях, периодически и непре-рывно.

Толщина и плотность заготовки зависят от химического и

гранулометрического состава порошка, формы частиц, конструкции бункера,

давления порожка на валки, состояния поверхности валков и скорости их

вращения и других факторов.

Мундштучное прессование - это формование заготовок из смеси

порошка с пластификатором путем продавливания ее через отверс-

тие в матрице. В качестве пластификатора применяют парафин,

крахмал, поливиниловый спирт, бакелит. Этим методом получают

трубы, прутки, уголки и другие изделия большой длины. Схема

процесс представлена на рис. 11.

[pic]

Рис.11 Схема мунштучного прессования.

При прессовании труб в обойме

1 с мундштуком 2 переменного сечения устанавливают иглу-стер-

жень 3, закрепляемую в звездочке 4. Над обоймой находится мат-

рица и, соединенная с обоймой гайкой 5. Из матрицы выдавливание

пластифицированной смеси производится пуансоном 7. Допустимое

обжатие

k=(F-f)/f*100%

должно быть более 90%; здесь F и f - площади поперечного се-

чения матрицы и изделия.

Обычно мундштучное прессование выполняют при подогреве ма-

териала изделия и в этом случае обычно не используют пластификатор;

порошки алюминия и его сплавов прессуют при 400...GOC*C, меди -

800...900*С, никеля - 1000...1200 С, стали - 1050...1250 *С. Для

предупреждения окисления при горячей обработке применя-ют защитные среды

(инертные газы, вакуум) или прессование в защитных оболочках (стеклянных,

графитовых, металлических - мед-ных, латунных,медно-железной фольге).

После прессования оболочки удаляют механическим путем или травлением в

растворах, инертных спрессованнному металлу.

Шликерное формование - представляет собой процесс заливки шликера в

пористую форму с последующей сушкой. Шликер в этом случае - это однородная

концентрированная взвесь порошка метал-ла в жидкости. Шликер приготовляют

из порошков с размером частиц I... 2 мкм (реже до 5...10 мкм) и жидкости -

воды, спирта, четырех- хлористого водорода. Взвесь порошка однородна и

устой-чива в течение длительного времени. Форму для ликерного литья

изготовляют из гипса, нержавеющей стали, спеченного стеклянного

порошка.Формирование изделия после заливки формы взвесью порош-ка

заключается в направленном осаждении твердых частиц на стенках формы под

действием направленных к ним потоков взвеси (порошка в жидкости). Эти

потоки возникают в результате впитывая жидкости в поры гипсовой формы под

действием вакуума или центробежных сил, создающих давление в несколько

мегапаскалей. Вре-мя наращивания оболочки определяется ее толщиной и

составляет 1...60 мин. После удаления изделия из формы его сушат при

110...150*С на воздухе, в сушильных шкафах.

Плотность изделия достигает 60%, связь частиц обусловлена

механическим зацеплением.

Этим способом изготовляют трубы, сосуды и изделия сданной формы.

Динамическое прессование - это процесс прессования с использованием

импульсных нагрузок. Процесс имеет ряд преимуществ: уменьшаются расходы

на инструмент, уменьшается упругая деформация, увеличивается плотность

изделий. Отличительной чертой процесса является скорость приложения

нагрузки. Источником энергии являются: взрыв заряда взрывчатого вещества,

энергия электри-ческого разряда в жидкости, импульсное магнитное поле,

сжатый газ, вибрация. В зависимости от источника энергии прессование

называют взрывным, электрогидравлическим, электромагнитным,

пневмомеханическим и вибрационным. Установлено значительное вы-деление

тепла в контактных участках частичек, облегчающее процесс их

деформирования и обеспечивающее большее уплотнение, чем при статическом

(обычном) прессовании. Уплотнение порошка под воздействием вибрации

происходит в первые 3-30 с. Наиболее эффективно использование вибрации

при прессовании порошков неп-ластичных и хрупких материалов. С применением

виброуплотнения удается получить равноплотные изделия с отношением высоты

к ди-аметру 4...5:1 и более.

Спекание.

Спеканием называют процесс развития межчастичного сцепле-

ния и формирования свойств изделия, полученных при нагреве

сформованного порошка. Плотность, прочность и другие физико-ме-ханические

свойства спеченных изделий зависят от условий изго-товления: давления,

прессования, температуры, времени и атмосферы спекания н других факторов.

В зависимости от состава шихты различают твердофазное спекание (т.е.

спекание без образования жидкой фазы) и жидкофазное, при котором

легкоплавкие компоненты смеси порошков расп-лавляются.

Твердофазное спекание. При твердофазном спекании протекают следующие

основные процессы: поверхностная и объемная диффузия атомов, усадка,

рекристаллизация, перенос атомов через газовую среду.

Все металлы имеют кристаллическое строение и уже при комнатной

температуре совершают значительные колебательные движения относительно

положения равновесия. С повышением температуры энергия и амплитуда

атомов увеличивается и при некотором их значение возможен переход атома в

новое положение, где его энергия и амплитуда снова увеличиваются и

возможен новый переход в другое положение. Такое перемещение атомов носит

название диффузии и может совершаться как по поверхности (поверхностная

диффузия), так и р объеме тела (объемная диффузия). Движение атомов

определяется занимаемым ими местом. Наименее подвижны атомы расположенные

внутри контактных участков частичек порошка, наиболее подвижны атомы

расположенные свободно - на выступах и вершинах частиц. Вследствие этого,

т.е. большей подвижности атомов свободных участков и меньшей подвижности

атомов контактных участков, обусловлен переход значительного количества

атомов к контактным участкам. Поэтому происходит расширение контактных

участков и округление пустот между частицами без изменения объема при

поверхностной диффузии. Сокращение суммарного объема пор возможно только

при объемной диффузии. При этом происходит изменение геометрических

размеров изделия - усадка.

Усадка при спекании может проявляться в изменении размеров и объема и

поэтому различают линейную и объемную усадку. Обычно усадка в направлении

прессования больше, чем в поперечном направлении. Движущей силой процессе

усадки при спекании является стремление системы д уменьшению запаса

поверхностной энергии, что возможно только при сокращении суммарной

поверхности честны, порожке. Но этой причине порошки с развитий

поверхностью уплотняются при спекании с наибольшей скоростью, как

обладающие большие запасом поверхностной энергии.

При спекании иногда наблюдается нарушение процесса усадки.

Это нарушение выражается в недостаточной степени усадки или в

увеличении объема. Причинами этого является: снятие упругих остаточных

напряжений после прессования, наличие невосстанавлива-ющихся окислов,

фазовые превращения и выделение адсорбированных и образующихся при

химических реакциях восстановления окислов газов. Рост объема

спекаемых тел наблюдается при образовании закрытой пористости и объеме пор

более 7% (когда расширение га-зов в закрытых порах вызывает увеличение

объема). Пленки не-восстанавливающихся окислов тормозят процессы

диффузии, препятствуя усадке. На рис. 12 приведена кривая изменения

усадки во времени при заданной температуре.

[pic]

Рис.12 Усадка спрессованного порошка железа при 890 С при различном

давлении: 1-400 мн/м2,

2-600 мн/м2,3-800 мн/м2, 4000 мн/м2.

Рекристаллизация при спекании приводит к росту зерен и уменьшению

суммарной поверхности частиц, что энергетически выгодно. Однако рост

зерен ограничен тормозящим влиянием посто-ронних включении на поверхностях

зерен: порами, пленками, примесями. Различают рекристаллизацию

внутризеренную и межчастичную.

Перенос атомов через газовую среду. Это явление наблюдают при

испарении вещества и конденсации его на поверхности других частиц, что

происходит при определенной температуре. Такой перенос возникает из-за

различной упругости паров вещества над этими поверхностями,

обусловленный их различной кривизной у нескольких соприкасающихся частиц.

Перенос вещества увеличивает мемчастичные связи и прочность сцепления

частиц, способствует изменению формы пор, но не изменяет плотности при

спекании.

Влияние некоторых технологических параметров на свойства спеченных

тел. Свойства исходных порошков - величина частиц, их форма, состояние

поверхности, тип окислов и степень совершенства кристаллического строения -

определяют скорость изменения плотности и свойства спрессованных

изделий. При одинаковой плотности спеченных изделий механические и

электрические свойства тем выше, чем меньше были частицы порошка,

шероховатость поверхности частиц и дефекты кристаллического строения

способствуют усилению диффузии, увеличению плотности и прочности изде-лия.

Структура изделии спеченных из токоизмельченных порошков отличается

наличием большого числа крупных зерен, образовавшихся в результате

рекристаллизации при спекании. Увеличение давления прессования приводит к

уменьшению усадки (объемной и ли-нейной), повышению всех показателей

прочности - сопротивлению разрыву и сжатию, твердости. С повышением

температуры плотность и прочность спеченных изделий в общем возрастает тем

быстрее, чем ниже было давление прессования. Обычно температура спекания

составляет 0,7...0,9 температуры плавления наиболее легкоплавкого

материала, входящего в состав шихты (смеси порошков). Вы-держка при

постоянной температуре вызывает сначала резкий, а затем более

медленный рост плотности, прочности и других свойств спеченного

изделия. Наибольшая прочность достигается за сравнительно короткое время

и затем почти не увеличивается. Время выдержки для различных материалов

длится от 30...45 минут до 2...3 часов. Атмосфера спекания влияет на

показатели качест-ва. Плотность изделий выше при спекании в

восстановительной, чем при спекании в нейтральной среде. Очень полно и

быстро проходит спекание в вакууме, которое по сравнения со спеканием в

нейтральной среде обычно начинается при более низких температу-рах и дает

повышенную плотность изделия.

Температурный интервал спекания разделяют на три этапа. На первом

этапе (температура до 0.2...0.3 Тпл) плотность почти не изменяется, здесь

удаляются пластифицирующие присадки и адсор-бированные поверхностью

частички газа, частично снимаются остаточные напряжения (1-го и частично 2-

го рода), ослабляется физическое взаимодействие между частицами

порошка. На втором этапе (температура около 0,5 Тпл) развиваются

процессы восста-новления окислов и удаления газообразных продуктов.

Плотность может несколько снижаться. Третий - высокотемпературный этап

(температура около О,9 Тпл) этап интенсивного спекания, характеризуется

значительным увеличением скоростей диффузионных процессов,

рекристаллизации, развитием полностью металлических контактов,

существенным увеличением плотности материала.

Горячее прессование это процесс одновременно прессования и спекания

порошков при температуре 0.5...0.8 температуры плавления (Тпл) основного

компонента шихты. Это позволяет использовать увеличение текучести шихты при

повышенных температурах с целью получения малопористых изделий. В этом

случае силы давления формования суммируются с внутренними физическими

силами приводящими к уплотнению. Наиболее существенными результатами

горячего прессования являются максимально быстрое уплотнение и получение

изделия с минимальной пористостью при сравнительно малых давлениях.

Механизм уплотнения идентичен наблюдаемому при обычном спекании:

образование межчастичного контакта, рост плотности с одновременным

увеличением размеров частиц и даль-нейший рост частиц при

незначительном дополнительном уплотнении. Изделия после горячего

прессования обладают более высоким пределом текучести, большим удлинением,

повышенной твердостью, лучшей электропроводностью и более точными

размерами, чем изде-лия полученные путем последовательного прессования

порядка и спекания. Указанные свойства тем выше, чем больше давление

прессования. Горячепрессованные изделия имеют мелкозернистую структуру.

Горячее прессование нагретого порошка или заготовки выполняют в

прессформе. Нагрев осуществляют обычно электрическим током (рис. 13).

[pic][pic]

Рис. 13 Схема двухстороннего горячего прессования в прессформах : а-

косвенный нагрев,

б- прямой нагрев при подводе тока к пуансону,в- прямой нагрев при

подводе тока к

матрице, г- индукционный нагрев ТВЧ графитовой пресссформы; 1-

нагреватель,

2- порошек,3- изделие, 4- матрица, 5 и 6 - пуансоны,7- изоляция, 8-

графитовый контакт, 9- графитовый пуансон, 10- графитовая матрица, 11-

керамическая прокладка, 12-

индуктор, 13- керамическая матрица.

До приложения давления к порошку прессформа с порошком или порошок

могут быть нагреты и другим способом, ма-териалом для изготовления

прессформ служат жаропрочные стали (при температурах до IOOO*C) графит,

силицированный графит, имеющий повышенную механическую прочность. В

настоящее время расширяется применение прессформ из тугоплавких окислов,

сили-катов и других химических соединений. Для предупреждения

взаимодействия прессуемого материала с материалом прессформы внут-реннюю

поверхность ее покрывают каким- либо инертным составом (жидкое стекло,

эмаль, нитрид бора * др.) или металлической фольгой. Кроме того, для

предупреждения окисления прессуемого изделия применяют защитные среды

(восстановительные или инерт-ные) или вакуумирование. Горячее прессование

выполняют на специальных гидравлических прессах, имеющих устройства для

регулирования температуры при прессовании.

Интенсификация процесса спекания достигается специальными приемами.

Для этого используют химические и физические спо-собы активирования

спекания. Химическое активирование заключается в изменении состава

атмосферы спекания. Так например добавка в атмосферу спекания хлористых

или фтористых соединений способствует активному соединению с ними выступов

частичек, а образующиеся соединения снова восстанавливаются до

металла, атомы которого конденсируются в местах с минимальным запасом

свободной энергии.Оптимальной является 5...10% концентрация хлористого

водорода в водородной восстановительной среде, интенсивное уплотнение

спекаемой заготовки наблюдается при добавке в порошок изделия малого

количества металла с меньшей темпе-ратурой плавления. Например, к

вольфраму добавляют никель, к железу - золото и т.п. В настоящее время

широко применяют физи-ческие способы активирования спекания: циклическое

изменение температуры, воздействие вибраций или ультразвука, облучение

прессовок, наложение сильного магнитного поля.

Жидкофазное спекание. При жидкофазном спекании в случае смачивания

жидкой фазой твердой фазы увеличивается сцепление твердых частичек, а

при плохой смачиваемости жидкая фаза тормо-зит процесс спекания,

препятствуя уплотнению. Смачивающая жидкая фаза приводит к увеличению

скорости диффузии компонентов и облегчает перемещение частиц твердой фазы.

При жидкофазном спе-кании можно получить практически беспористые изделия.

Различают спекание с жидкой фазой, присутствующей до конца процесса спе-

кания, и спекание с жидкой фазой, исчезающей вскоре после ее появления,

когда конечный период спекания происходит в твердой фазе.

Дополнительные операции

Пропитка жидкими металлами. При изготовлении электрокон-тактных и

некоторых конструкционных материалов широко применяют пропитку

спрессованного и затем спеченного пористого каркаса из более тугоплавкого

материала жидкой металлической составляющей композиции. При этом жидкий

металл или сплав заполняет сообщающиеся поры заготовки из тугоплавкого

компонента. Существует два варианта пропитки. По первому варианту на

пористый каркас помещают пропитывающий металл в виде кусочка с объемом

равным объему пор каркаса и нагревают в печи до температуры плавления

пропитывающего материала При этом расплав впитывается порами

тугоплавкого каркаса. По второму способу пористый каркас поме-щают в

расплав пропитывающего металла или в зацепку из порошка пропитывающего

металла. Впитывание протекает под действием ка-пиллярных сил. Скорость

пропитки составляет десятые доли милли-метра в секунду и увеличивается с

повышением температуры. Тем-пература пропитки обычно на 100...150*C

превышает температуру плавления пропитывающего металла. Однако эта

температура не должна превышать температуру плавления металла каркаса.

Для улучшения смачиваемости к пропитывающему металлу добавляют различные

присадки.

Дополнительные технологические операции используют для достижения

чистоты поверхности и точности (механическая обра-ботка, калибровка),

для получения физических и механических свойств - химико-термическая

обработка и различные пропитки.

Механическая обработка имеет особенности, вызванные пористостью

материала. Режущий инструмент испытывает микроудары, приводящие его к

быстрому затуплению. Для обработки применяют твердые сплавы; для

получения высокой чистоты поверхности применяют алмазный инструмент.

Пропитка изделий маслом (машинным или веретенным) при тем-пературе

110...120*С происходит в течение 1 часа, Масло заполняет поры изделий и в

процессе работы поступает по капиллярам л поверхности трения. Это в ряде

случаев позволяет избавиться от смазки изделий в процессе работы и

улучшает условия трущейся пары.

Химико-термическая обработка позволяет улучшить механические свойства

изделий, расширить область применения.

Н и т р о ц е м е н т а ц и я - увеличивает износостой-

кость деталей: корозионная стойкость увеличивается по сравнению

со спеченными в 6- 8 раз: износостойкость в 30 раз при содержа-

нии азота до 1%

Д иф ф у з и о н н о е х р о м и р о в а н и е - увеличи-вает износо-

и коррозионную стойкость в несколько раз.

Г а л ь в а н и ч е с к и е п о к р ы т и я имеют особен-ность,

вызванную наличием пор. Для предотвращения проникновения электролита в поры

необходимо их заполнение. Этого достигают за счет тщательной шлифовки и

полировки - образуется уплотненный наружный слой с малой пористостью.

К а л и б р о в а н и е применяют для получения размеров 6-11

квалитета точности и Ra=1.25-0.32 мкм. Калибруют как по одному

(наружному или внутреннему диаметру), тек и по несколь-ким параметрам.

Нужно иметь ввиду, что минимальный припуск не-обходимо брать в пределах

0,05-0,07 мм. Детали, имеющие в структуре цементит, необходимо перед

калибровкой отжигать.

.

Литература

I.Бальшин М.Ю., Кипарисов С.С. М. Металлургия 1978 .184с.

2.Раковский B.C., Саклинский В.В. Порошковая металлургия в

машиностроении. М.Машиностроение. 1973.126с.

Справочное пособие.

3.Либенсон Г.А. Основы порошковой металлургии. М. Металлургия, 1975.

200с.

Вопросы для самоконтроля:

1. Cущнocть, пpeимущecтвa и ocoбeнocти изгoтoвлeния дeтaлeй из

пopoшкoв мeтaллoв.

2. Cпocoбы пoлучeния пopoшкoв мeтaллoв и иx cвoйcтвa.

3. Cпocoбы фopмoвaния в пopoшкoвoй мeтaллуpгии : тexнoлoгичec-

киe тpeбoвaния к кoнcтpукции дeтaли, пoкaзaтeли кaчecтвa пocлe

cпeкaния.

4. Mexaнизмы, ocoбeннocти пpoцecca cпeкaния в пopoшкoвoй мe-

тaллуpгии.

5. Bиды и нaзнaчeниe дoпoлнитeльнчx oпepaций в пopoшкoвoй мe-

тaллуpгии, пoкaзaтeли кaчecтвa.

Страницы: 1, 2