Окончательная обработка заготовок.
Для повышения физико–механических свойств спеченных заготовок применяют следующие виды обработки: повторные прессование и спекание, пропитку смазочными материалами (антифрикционных деталей), термическую или химико-термическую обработку.
Повторные прессование и спекание позволяют получать детали с более высокой плотностью. Промежуточные отжиги, снимая наклеп, способствуют дальнейшему уплотнению при относительно небольшом давлении.
Спеченные материалы можно подвергать ковке, прокатке, штамповке при повышенных температурах. Обработка давлением позволяет снизить пористость материалов и повысить их пластичность.
Пропитку заготовок обычно выполняют погружением их в масляную ванну с Т=70…1400С. Длительность пропитка колеблется от 15 мин до 2 ч. Степень заполнения пор при этом составляет 90…95%. Более высокое заполнение пор маслом достигается при применении вакуумной пропитки.
Основными видами термообработки являются отжиг и закалка. Отжиг используют для повышения технологических свойств при производстве деталей из тугоплавких металлов. Отжиг снижает прочностные характеристики и в несколько раз повышает пластичность, что облегчает дальнейшую обработку давлением. Наличие пор в материалах делает их чувствительными к окислению при нагреве и к коррозии при попадании закалочной жидкости в поры при закалке. В качестве охлаждающих сред выбирают жидкости, не представляющие опасности с точки зрения коррозии в процессе хранения и эксплуатации закаленных деталей.
Детали из железного порошка иногда подвергают науглероживанию методами химико-термической обработки – нагреву в ящиках с карбюризатором или в газовой науглероживающей атмосфере. Процесс насыщения углеродом протекает значительно быстрее вследствие проникания газов внутрь пористого тела.
Для придания спеченным заготовкам необходимых формы и размера применяют калибровку, протягивание, штамповку и обработку резанием.
Порошковые материалы и изделия.
Пористые материалы.
Антифрикционные материалы (пористость 15…35%) представляют собой пористую массу (железо, железо-графит-медь, бориды, карбиды), пропитанную маслом, серой, сульфидами, фторопластом. Их используют для изготовления подшипников скольжения.
Фрикционные материалы (пористость 10…13%) состоят из основы (медь, железо, никель и их сплавы), твердой смазки (свинец, олово, висмут, графит) и материалов, обеспечивающих высокий коэффициент трения (асбест, кварцевый песок, карбиды, оксиды). Они предназначены для работы в муфтах сцепления и тормозах.
Фильтры (пористость 25…50%) изготавливают из порошков бронзы, нержавеющих сталей, серебра, латуни, никеля, вольфрама, молибдена и тугоплавких соединений. Они могут работать при температурах от -273 до 9000С.
«Потеющие» сплавы – материалы, через которые к рабочей наружной поверхности детали поступает жидкость или газ (например, крылья самолета покрывают пористым медно-никелевым слоем, через который подают антифриз, препятствующий обледенению).
Пеноматериалы (пористость до 95…98%) – легкие наполнители и теплоизоляция в авиационной технике. Например, пеновольфрам имеет в шесть раз меньшую плотность (3 Мг/м3), чем вольфрам. Основой пеноматериалов являются поливинилхлоридные, полистирольные и другие пенопласты.
Конструкционные материалы. К ним относятся спеченные стали, цветные и тугоплавкие металлы, а также спеченные волокнистые композиты.
Электротехнические материалы.
Порошковые материалы для разрывных контактов для высоковольтных аппаратов изготавливают прессованием с последующим спеканием пористого тугоплавкого каркаса более легкоплавким металлом (например вольфрам медью или серебром).
Скользящие антифрикционные контакты электрических машин в основном делают из меди с графитом (8…75% графита).
Магнитомягкие материалы – железо и его сплавы с никелем и кобальтом. Электросопротивление железа повышают легированием его кремнием, алюминием и другими элементами. Пористость спеченных материалов должна быть минимальной, поскольку она резко ухудшает их магнитные свойства
Магнитотвердые атериалы, используемые для небольших магнитов, получают из порошковых смесей: альни (Fe-Al-Ni), альнико (Fe-Al-Ni-3…15%Co), магнико (Fe-Al-Ni-20…40%Co). При изготовлении магнитов из тонкодисперсных порошков их масса уменьшается по сравнению с литыми магнитами в два раза.