Получение заготовок из порошковых, композиционных и других неметаллических материалов

Получение заготовок из порошковых материалов

Порошковая металлургия является единственным способом для получения многих деталей. Эти методы незаменимы в производстве компактных изделий из особо тугоплавких металлов (вольфрама, молибдена, ниобия); деталей из нерастворимых друг в друге металлов (вольфрам и медь, железо и свинец и т. д.). По этим технологиям можно изготовлять изделия такой формы, которую невозможно получить отливкой из труднообрабатываемых материалов. Возможно формирование изделий из смеси порошков металлов, их оксидов или металлов с неметаллами (например, композиции медь — графит, алюминий — оксид алюминия, карбид вольфрама — кобальт, Fe2O3 и MnO, Re2O3 и NiO).

Достоинством порошковой металлургии является высокая точность получаемых заготовок (6−7-й квалитет).

Схема получения заготовок из порошков включает следующие основные процессы:

• • получение порошков (см. гл. 5);
• • подготовка исходных компонентов (термообработка, нанесение покрытий, смешивание для обеспечения оптимальной плотности засыпки);
• • формование с применением давления и получение плотных полуфабрикатов (спекание);
• • отделка.

Применение различных значений давления при формовании определяет получение компактных прессовок различной плотности либо пористых деталей.

Технология обеспечивает возможность получения деталей с самыми разнообразными свойствами. Они могут быть весьма мягкими и чрезвычайно твердыми, фрикционными и антифрикционными, магнитомягкими и магнитотвердыми, с высокой электрической проводимостью и высоким электрическим сопротивлением, жаростойкими и хладостойкими, с высокими фильтрующими и многими иными свойствами.

Внедрение методов порошковой металлургии дает большой экономический эффект. Отходы металла при традиционных способах обработки (на угар, в прибыли и литниковую систему, обрезки, окалину, стружку) составляют в среднем более 50%, а нередко достигают 80%. В порошковой металлургии отходы практически отсутствуют (коэффициент использования металла достигает 0,95−0,97).

Технологические свойства порошка

Основные технологические свойства порошка: насыпная плотность, текучесть, прессуемость и формуемость.

Насыпная плотность — это масса порошка при свободном заполнении им объема.

Текучесть характеризует скорость заполнения единицы объема и определяется массой порошка, высыпавшегося через отверстие заданного диаметра в единицу времени. От нее зависит скорость заполнения формы и производительность при прессовании. Она обычно уменьшается с увеличением удельной поверхности и шероховатости частичек порошка и усложнением их формы. Последнее обстоятельство затрудняет относительное перемещение частиц. Влажность также значительно уменьшает текучесть порошка.

Под прессуемостью порошка понимают его свойство приобретать при прессовании определенную плотность в зависимости от давления.

Формуемость — свойство порошка сохранять заданную форму, полученную после уплотнения при минимальном давлении.

Прессуемость в основном зависит от пластичности частиц, а формуемость — от формы и состояния их поверхности. Чем выше насыпная плотность 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 — давлением, при котором получают неосыпющийся, прочный брикет.