ТКМ / Tema_5
.docxТема 5. Технології порошкової металургії
План
1. Основні поняття.
2. Способи одержання металевих порошків.
3. Способи виробництва металокерамічних деталей.
4. Металокерамічні матеріали.
– 1–
Галузь техніки, пов’язана з виробництвом деталей з металевих порошків називається порошковою металургією або металокерамікою.
Методами порошкової металургії одержують матеріали з високою жаростійкістю, зносостійкістю, твердістю, стабільними магнітними властивостями.
Технологія одержання металокераміки складається з таких операцій: одержання металевих порошків, формування, спікання, завершальні операції (калібрування, обробка різанням, термічна і хіміко-термічна обробка, повторне пресування).
–2–
Види методів: 1) механічні; 2) фізико-хімічні. Ознакою механічних методів є відсутність зміни хімічного складу сировини. Ознаками фізико-хімічних методів є зміна хімічного складу або агрегатного стану сировини. Наприклад, до фізико-хімічних методів належить одержання металевих порошків відновленням з оксидів.
Основні технологічні властивості порошків такі: насипна маса, текучість, здатність до пресування.
–3–
Способи виробництва металокерамічних деталей: холодне пресування, гідростатичне пресування, мундштукове пресування, прокатування металевих порошків, спікання.
Холодне пресування складається з таких технологічних операцій: приготування шихти, дозування та засипання шихти в прес-форму, пресування, випресування.
Приготування включає такі види робіт: очистку порошків від домішок, класифікацію, змішування, гранулювання.
За принципом дії холодне пресування буває одностороннє і двостороннє. В односторонньому пресуючи силу на порошок, розміщений у прес-формі створює один пуансон, а в двосторонньому – два, що рухаються один на зустріч одному.
Пуансон від французького шило. У техніці металевий стержень, що тисне на матеріал.
Одностороннє використовується для виготовлення деталей простої форми з співвідношенням висоти до діаметра менше двох.
Двостороннє використовується для виготовлення деталей простої форми з співвідношенням висоти до діаметра більше двох.
Гідростатичне пресування складається з таких дій: засипання металевого порошку в еластичну гумову або металеву оболонку; усестороннє стикання за допомогою рідини під тиском.
Використовують для виготовлення деталей простої форми та неточних розмірів.
Мундштукове пресування складається з таких дій: засипання металевого порошку, змішаного з парафіном у контейнер; пресування через матрицю (мундштук). Для пресування використовують ексцентрикові, кулачкові, кривошипні та гідравлічні преси.
Мундштук від німецьких рот і шматок. У техніці – це деталь у вигляді трубки або наконечника.
Використовують для виготовлення деталей з великим відношенням довжини до діаметра.
Прокатування полягає в обтисканні металевих порошків між валками прокатного стану. Використовують для виготовлення стрічки товщиною 0,025 – 3 мм і шириною 300 мм.
Спікання – це вид термічної обробки, призначена для збільшення міцності деталей, одержаних методом холодного пресування.
Спікання полягає в нагріванні порошків до 2/3 температури плавлення металу для однокомпонентної системи або нижче температури плавлення основного металу для багатокомпонентної системи, щоб відбулися фізико-хімічні процеси – відновлення поверхневих оксидів, дифузія, рекристалізація.
Для спікання використовують полум’яні або електричні печі та середовище вакууму або захисних газів (водню, окису азоту).
–4–
Типи металокерамічних матеріалів: пористі, фрикційні, магнітні, електроконтактні.
До пористих належать антифрикційні, фільтри та потіючи матеріали.
Антифрикційні – це бронзографітні або залізографітні матеріали, пори в яких заповнені оливою або тефлоном (вид пластмаси). Використовують для виготовлення втулок підшипників ковзання.
Фільтри виготовляють із порошків заліза, бронзи, нікелю, нержавіючої сталі. Використовують для очистки палива в двигунах літаків, автомобілів,тракторів.
Потіючі – це матеріали, які здатні випаровувати рідину, що знаходиться в порах. Використовуються для охолодження поверхонь.
Фрикційні – це композиції на основі міді або заліза із змащувальними (свинець, графіт, сірчанокислі солі) та компонентами з фрикційними властивостями (азбест, пісок).
Використовують у виконавчих механізмах гальмівних систем автомобілів і тракторів та у механізмі зчеплення.
Магнітні – феромагніти та постійні магніти. Феромагніти виготовляють із порошків заліза і сплавів на його основі або на основі оксидів заліза. Постійні магніти виготовляють із порошків заліза, легованого алюмінієм, нікелем, міддю, кобальтом.
Електроконтактні виготовляють із суміші порошків тугоплавких металів (вольфрам, молібден, кобальт) з міддю, сріблом, нікелем.