13. Сущность, преимущества и недостатки газостатического формования

Газостатическое формование иногда называют горячим изостатическим прессованием.

Изостатическим называют прессование в эластичной оболочке под действием всестороннего сжатия. Если сжимающее усилие создается жидкостью, прессование называют гидростатическим, а если газом – газостатическим.

Газостатическое прессование может сочетать высокое давление с повышенной температурой, что позволяет в ряде случаев совместить процесс формования и спекания.

Оно может проводиться при комнатной температуре или при повышенных температурах. Прессование при высоких температурах совмещается с процессом спекания и позволяет получать изделия практически любых материалов с относительной плотностью, близкой к теоретической.

Преимущества:

1. Повышенные свойства получаемых порошковых материалов, заготовок и изделий;

2. Возможность изменения параметров обработки (давление, температура, время), позволяющего на одном и том же оборудовании получать материалы и изделия из различных порошковых материалов, в том числе и неметаллических;

3. Отсутствие ограничений по конфигурации изготавливаемых или обрабатываемых изделий.

Недостатки:

1. Сравнительно небольшие давления формования;

2. Большая длительность рабочего цикла и соответственно низкая производительность всего процесса;

3. Высокие капитальные и эксплуатационные затраты из-за сложности оборудования и необходимости привлечения высококвалифицированных кадров;

4. Большая опасность газостатов с точки зрения запасаемой энергии, которая может достигать 200 МДж, что эквивалентно 50 кг тринитротолуола. В связи с этим установки газостатического формования размещают в бетонных бункерах или на больших площадях, ограниченных легкими стенами и крышами

Газ, применяемый для газостатического формования должен иметь высокую чистоту (содержание примесей порядка 10-6 %) и большую сжимаемость. Наиболее часто используют аргон, азот, реже гелий.

14. Сущность, преимущества и недостатки импульсного формования

Импульсное формование металлического порошка или порошковой формовки это формование, при котором уплотнение производится ударными волнами за время, не превышающее 1 с. Определяющий и характерный признак импульсного формования – высокие скорости приложения нагрузки (5–10 м/с и выше). Продолжительность процесса уплотнения порошка составляет от нескольких сотых до нескольких тысячных или даже стотысячных долей секунды.

Все методы характеризуется получением высоких давлений прессования, сотен тысяч атмосфер, то есть возможность получения практически компактных заготовок.

Преимуществами высокоскоростного формования порошков перед традиционными методами является возможность создания чрезвычайно высоких давлений, возможность получения больших плотностей формовки (вплоть до 100 %), возможность сращивания слоев разнородных материалов.

При высоких скоростях формования порошка теплота͵ выделяющаяся в результате деформации частиц, межчастичного и внешнего (если оно есть) трения, приводит к локальному нагреву межчастичных контактов и их свариванию.

Импульсное формование тем выгоднее, чем выше исходные плотность и твердость частиц порошка. После формования наблюдается значительное искажение кристаллической решетки уплотняемого материала (напряжения второго рода повышаются в 2–2,5 раза, плотность дислокаций увеличивается в 4–6 раз), что заметно сказывается на формировании свойств изделия при спекании.

Недостатки: низкая производительность, трудность автомати­зации процессов и оборудования, сборки и разборки камер. Получение практически 100 % плотности для твердых сплавов не является большим преимуществом, так как твердые сплавы спекаются в присутствии жидкой фазы.