Особенности технологии порошковой металлургии

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

Химико-металлургические методы

Чаще остальных применятся метод восстановления железа. Выполняется он из рудных окислов или окалины, образующейся в процессе горячей прокатки. Во время реакции восстановления металла нужно постоянно отлеживать количество газообразных соединений в составе порошка.

Превышение предельно допустимой нормы их содержания, приведет к повышенной хрупкости порошка. А это, в свою очередь, делает невозможным операцию прессования. Если избежать этого превышения не удалось, применяют вакуумную обработку, удаляющую большое количество газов.

Способ, основанный на распылении и грануляции – самый дешевый и простой при получении порошков. Дробление происходит под воздействием струй расплава или инертного газа. Распыление осуществляется с помощью форсунок. Регулируемые параметры процесса распыления – температура и давление газового потока. Охлаждение – водяное.

Применение электролиза как метода производства порошков наиболее целесообразно для задачи получения медных порошков, которые имеют высокую степень чистоты.

Производство порошковых изделий

Получение порошков

Для производства порошка могут применяться самые различные технологии, но их объединяют следующие моменты:

  1. Экономичность. В качестве сырья могут использоваться отходы металлургической промышленности. Примером назовем окалину, которая сегодня нигде не применяется. Кроме этого, могут применять и другие отходы.
  2. Высокая точность геометрических форм. Изделия, получаемые при применении рассматриваемой технологии порошковой металлургии, обладают точными геометрическими формами, последующая механическая обработка не требуется. Этот момент определяет относительно небольшое количество отходов.
  3. Высокая износостойкость поверхности. За счет мелкозернистой структуры получаемые изделия обладают повышенной твердостью и прочностью.
  4. Невысокая сложность технологий порошковой металлургии.

Рассматривая наиболее распространенные технологии порошковой металлургии отметим, что они делятся на две основные группы:

  1. Физико-механические методы заключаются в измельчении сырья, за счет чего размер частиц становится небольшим. Подобного рода процессы производства характеризуются комбинированием различной нагрузки, которая оказывает воздействие на сырье.
  2. Химико-металлургические методы используются для изменения фазового состояния применяемого сырья. Примером подобного производства можно назвать восстановление солей и окислов, а также других соединений металлов.

Металлический порошок

Кроме этого, выделим следующие особенности производства порошка:

  1. Шаровой способ предусматривает переработку металлических обрезков в шаровой мельнице. За счет тщательного дробления получается мелкозернистый порошок.
  2. Вихревой способ заключается в применении специальной мельницы, которая создает сильный воздушный поток. Столкновение крупных частиц становится причиной получения мелкого порошка.
  3. Применение дробилок. Нагрузка, которая создается при падении груза большой массы, приводит к измельчению материала. Ударная нагрузка воздействует с определенной периодичностью, за счет чего и происходит дробление состава.
  4. Распыление сырья в жидком виде под воздействием сжатого воздуха. После получения хрупкого состава, металл пропускается через специальное оборудование, которое перемалывает его для получения порошка.
  5. Электролиз – процесс восстановления металла из жидкого состава под воздействием электрического тока. За счет повышения показателя хрупкости сырье может быстро перемалываться в специальных дробилках. Данный метод обработки позволяет получить зерно дендритной формы.

Некоторые из приведенных выше технологий порошковой металлургии получили большое распространение в промышленности по причине высокой производительности и эффективности, другие сегодня практически не применяются из-за повышения стоимости получаемого сырья.

Сварка

Цветные сплавы могут свариваться при помощи автоматического, электродугового ручного и аргоно-дугового метода. Выбор метода зависит от состава сплава и толщины полуфабриката. Например, лист хромо-никелевого сплава толщиной до 10 мм сваривается всеми способами электродуговой ручной сварки удовлетворительно. Аргонодуговым способом свариваются листы менее 6 мм толщиной и соединяются корневые швы более 10 мм. В целях профилактики горячих трещин сварных швах более 10 мм, корневые соединения необходимо сваривать обратно-ступенчатым методом. Для листа толще 12 мм используется комбинированный способ (аргоно-дуговая сварка и сварка при помощи штучных электродов). .

Диссоциация карбонилов

Карбонилы представляют собой химические соединения металлов с оксидом углерода, которые можно выразить общей формулой Mea(CO)c. В основе карбонильного метода лежит способность некоторых металлов под воздействием оксида углерода (СО) образовывать комплексное соединения, называемые карбонилами, которые при определённых условиях могут диссоциировать с образованием порошков. Общим требованием к таким соединениям при получении порошков является их легколетучесть и невысокие температуры образования и термического разложения. Основные свойства некоторых карбонилов приведены в таблице 1.

Карбонильный процесс получения порошков проходит в две стадии по реакциям:

МеаБв + сCO →Mea(CO)c

Mea(CO)c→aMe + cCOНа первой стадии исходное сырьё МеаБв, содержащее металл (Ме) в соединении с балластным веществом (Бв) взаимодействует с оксидом углерода (СО), образуя промежуточный продукт – карбонил [Mea(CO)c], который отделяется от балластной примеси благодаря высокой летучести и собирается в чистом виде.

Во второй стадии промежуточный продукт (карбонил) при нагреве диссоциирует на металл и оксид углерода, который обычно возвращают на первую стадию процесса.

Первую стадию карбонильного процесса называют синтезом карбонила металла, а вторую – термическим разложением карбонила.

При синтезе карбонила на поверхности исходного материала, который может быть металлоломом, отходами металлообработки, окисленными рудами и др., адсорбируются газообразные молекулы оксида углерода (СО), вступающие затем в химическое взаимодействие с металлической составляющей сырья. Образующееся карбонильное соединение вначале остаётся на поверхности металла, удерживаемое силами сцепления, а затем удаляется с неё в виде газа. Реакция образования карбонила идёт везде, где оксид углерода соприкасается с поверхностью металла в исходном сырье, а именно снаружи твердого тела, в его трещинах и порах. На образование карбонила оказывают влияние температурные условия, а также присутствие веществ, тормозящих или ускоряющих реакцию.

Таблица 1 – Основные свойства некоторых карбонилов.

Карбонил   Цвет и состояние в нормальных условиях Температура плавления,ºС  Плотностьг/см3  Продукты разложения карбонилов
 Fe(CO)5 Желтая жидкость – 19,5 1,453(при 20 ºС) Выше 130 ºС Fe и CO
 Fe2(CO)9  Золотистые, желтые или оранжевые кристаллы  2,085(при 18,5 ºС) При 100 ºСFe и CO
 Fe3(CO)12  Темно-зеленые кристаллы    1,996(при 18 ºС) При 150 ºСFe и CO
 Ni(CO)4  Бесцветная жидкость – 19  1,31(при 20 ºС) При 0 ºС в вакууме и выше 50 ºС при избыточном давлении 1 ат. Ni иCO
Co(CO)4 Оранжевые кристаллы 51 1,78 Выше 60 ºС Cо и CO
 Cr(CO)6 Бесцветные кристаллы Возгоняется 1,77 При 200 ºС или освещении Cr и СО
 Mo(CO)6 Бесцветное твердое вещество Возгоняется 1,96 Мо и СО
 W(CO)6 То же 127 W и CO

Термическая диссоциация карбонила на металл и оксид углерода обычно проходит при относительно невысокой температуре. Сначала появляются атомы металла и газообразные молекулы оксида углерода. Порошковые частицы формируются в результате кристаллизации парообразного металла. Сначала образуются зародыши, а затем из них вырастают крупинки порошка различной формы.

На скорость образования зародышей и на скорость формирования металлических кристаллов влияют степень разряжения в аппарате, концентрация паров металла и главным образом температура. При относительно низкой температуре образуется значительно больше зародышей, чем при повышенной. Увеличение концентрации пара металла и снижение вакуума в аппарате благоприятствует образованию зародышей.

Условия развития зародышей отличны от условий их образования. Скорость роста кристаллов также зависит от температуры процесса и от концентрации паров металла. Однако глубина вакуума влияет на форму и размер частиц металла. В условиях глубокого вакуума образуются очень мелкие частицы с правильно сформированными гранями. В умеренном вакууме образуется смесь правильных кристаллов самых различных размеров, а в неглубоком вакууме появляются дендриты.

В промышленных масштабах карбонильным методом производят порошки никеля, железа, кобальта, хрома, молибдена, вольфрама и некоторых других металлов. Метод позволяет получать и полиметаллические порошки, например железоникелевые, железомолибденовые, железокобальтовые, железоникельмолибденовые. В этом случае термическому разложению подвергают смесь карбонилов соответствующих металлов. Сами карбонилы при этом готовят отдельно. Сплавы можно получать и в том случае, если в аппарат разложения вместе с парами карбонила вводить порошок другого металла. Карбонил разлагается на поверхности порошковых частиц и образуется сплав.

Преимущества и недостатки порошковой металлургии

Преимущества процесса порошковой металлургии, среди прочих:

  • способность контролировать качество и количество материала;
  • обработка использует низкую температуру поэтому энергоэффективность производства высокая;
  • скорость получения продукта высокая;
  • процесс экономичный, потому что никакой материал не тратится впустую во время обработки.

Недостаток порошковой металлургии, в том числе:

  • стоимость изготовления и хранения порошка дорогая;
  • невозможно получить критически важные допуски, так как металлический порошок не способен перетекать в литейное пространство;
  • трудно получить равномерную плотность.

Техническая характеристика

Сегодня порошки металлов часто применяются там, где создать сплавы традиционными методами трудно или невозможно, например, при большой разнице температур плавления металлов. В зависимости от состава, порошковые сплавы можно использовать в самых различных сферах современного производства. Порошковый металл представляет собой аморфную массу очень мелких металлических частиц. В зависимости от размеров частиц металлические порошки делятся на ультратонкие (размер зерен до 0,5 мкм), очень тонкие (0,5 — 10 мкм), обычной тонкости (10 — 40 мкм), средней тонкости (40 — 150 мкм), грубые (150 — 500 мкм).

По типу и форме частиц металлические порошки подразделяются на:

равноосные с одинаковыми размерами по всем направлениям;

волокнистые — обладают максимальными размерами по длине;

плоские — обладают небольшой толщиной;

Прямое горячее прессование

Прямое горячее прессование предпочитают при изготовлении деталей различного назначения средней сложности, больших габаритов и массы.

При прямом горячем прессовании оформление и отвердевание изделий из термореактивных материалов происходит в горячей прессформе, нагретой до температуры полимеризации. Этот способ используется также для прессования некоторых термопластических материалов, например нитроцеллю-лозного этрола, потому что при литье под давлением высокая температура нагрева может вызвать разложение этрола и его воспламенение.

Существуют две разновидности метода прямого горячего прессования. По первой ( широко распространенной за рубежом, в частности в США1) производится прессование таблеток ( заготовок) из рубленого стекловолокна, предварительно укладываемого вручную или насасываемого воздушным потоком на форму ( шаблон), имеющую конфигурацию изделия. Связующее вводится в процессе изготовления таблетки или непосредственно в прессформу при прессовании изделия. По второй разновидности ( применяемой в отечественной промышленности) прессование изделий производится из прессматериа-лов-стекловолокнистых армирующих наполнителей, предварительно пропитанных связующим. Таким образом, стекловолокнистые прессматериалы — это полуфабрикаты, из которых в дальнейшем получаются стеклопластики.

Схема пропитки стекловолокнистого материала расплавом связующего под давлением.

Из этих пресс-материалов изготавливают методом прямого горячего прессования в открытых пресс-формах листовые материалы толщиной от 0 5 до 90 мм, а также конструкционные детали несложной конфигурации. Часто пропитанные листовые стекловолокнистые материалы выпускаются не в виде готового продукта, a IB виде сырья для прессования стеклотекстолита и изделий.

В практике переработки прессматериалов методом прямого горячего прессования и пресс-литьем встречается более двадцати видов брака.

Материал РТП-200НС предназначен для изготовления методом прямого горячего прессования изделий, работающих при высоких температурах.

Наиболее распространенным методом получения изделий из стеклопластиков является прямое горячее прессование, с помощью которого возможно изготовление деталей сложной конфигурации, не требующих последующей механической обработки.

Прессованные стеклопластики, рассматриваемые в настоящей книге, получаются методом прямого горячего прессования.

Одним из наиболее распространенных методов получения изделий из стекловолокнистых материалов является метод прямого горячего прессования.

Материал П-5-2 относится к классу хаотически армированных материалов и предназначается для изготовления методом прямого горячего прессования деталей различной формы, работающих в условиях повышенных и высоких температур. Из материала П-5-2 методом прямого горячего прессования могут быть получены детали, усиленные металлической арматурой.

В книге изложены вопросы технологии изготовления и прочности изделий из стеклопластиков, получаемых методом прямого горячего прессования, главным образом, крупных деталей конструкционного назначения

Особое внимание уделено связи прочностных характеристик материала с технологией изготовления изделий, выбору оптимальных технологических процессов и конструкций прессформ. Книга предназначена для конструкторов и технологов, занимающихся проектированием и изготовлением прессованных стеклопластиковых деталей и прессформ для них, а также для студентов соответствующих специальностей вузов.

В книге изложены вопросы технологии переработки и прочности изделий из стеклопластиков, получаемых методом прямого горячего прессования, применительно к изготовлению крупногабаритных деталей конструкционного назначения.

Материал П-5-9, представляющий собой пресс-композицию на основе термореактивного связующего и специального углеволокнистого наполнителя, предназначается для изготовления методом прямого горячего прессования деталей, работающих в условиях высоких температур.

Стекловолокнистый материал П-5-5, представляющий собой пресс-композицию на основе термореактивного связующего и кремнеземной стеклонити КН-11к, предназначен для изготовления методом прямого горячего прессования деталей, работающих в условиях высоких температур. Он относится к хаотически армированным материалам.

«Карабашский абразивный завод»

Этот завод, основанный в 2003 году в городе Карабаш — единственное в России предприятие, которое реализует производимую продукцию под оригинальным торговым брендом «Купершлак-КУПЕР». Продукция «Карабашского абразивного завода» — лучшая в России продукция, отвечающая самым высоким стандартам качества и прочим техническим требованиям, так как прошла она полную технологическую цепочку подготовки. Ежегодно мы перерабатываем более 10 тысяч тонн шлака.

И не случайно выбран этот городок — именно здесь находится предприятие «Карабашмедь», продукцией которого являются абразивные порошки, предназначенные для пескоструйной очистки поверхностей от следов краски, грязи и пр.

  • Какая бывает плотность абразивных порошков и на что она влияет?
  • Особенности производства абразивного порошка

«Карабашский абразивный завод» позиционирует себя как лучший в России завод, и действительно, на практике абразивный порошок этого торгового бренда показал лучшие характеристики, такие, как:

1.Содержание посторонних включений, глины, окиси железа, минимизировано.

2.Высокий показатель твердости — 6,7 баллов по шкале МООСа.

3.Содержание оксида кальция в химическом составе абразива мизерное и составляет (на минуточку!) всего 6-10 процентов.

4.Рекордный показатель удельной плотности — 3,9 т/ м3.

5.Повышенная динамическая прочность гранулированных частиц и высокая абразивная их способность.

Рекомендация! Не доверяйте сомнительным производителям, которые предлагают приобрести продукцию по низкой цене, ведь как известно, «бесплатный сыр бывает только в мышеловке».

Эти слова полностью опровергают сложившееся мнение клиентов о Карабашском абразивном заводе. Это завод, который бесконечно заботится о своих клиентах, любит их, и дарит им возможность купить действительно качественную продукцию по лояльной цене — этим и подкупает предприятие.

Являясь единственным в России ведущим заводом по производству абразивного порошка на основе купершлака, предприятие вдобавок ко всему имеет подъездные пути к нему. Благодаря этому достигается возможность доставки продукции в любой уголок нашей Родины в кратчайшие сроки железнодорожным и автомобильным транспортом.

«ООО ТЦ Абразив» — Технологический центр абразивного порошка

Это предприятие, расположенное в г.Москва, известно тем, что имеет огромный опыт в сфере производства абразивных порошков и порошков из алмазов синтетических. Продукцией «ООО ТЦ Абразив» являются всевозможные алмазные пасты, алмазные порошки, шлифовальный порошок элитных марок самого разнообразного диапазона зернистости.

Порошки, изготовленные по особой, авторской технологии предприятия соответствуют строжайшим требованиям ГОСТ 9206-80.

Горячее прессование — порошок

Горячее прессование порошков осуществляют в закрытых пресс-формах при температуре ( 0 5 — 0 8) Тпя основного компонента порошка. По существу горячее прессование представляет собой совмещение в одной операции прессования и спекания. При одновременном применении давления и высокой температуры удается получить изделия 100 % плотности, что практически недостижимо при раздельном ведении холодного прессования и спекания.

Горячее прессование порошков осуществляют в закрытых пресс-формах при температуре ( 0 5 — 0 8) Тш основного компонента порошка. По существу горячее прессование представляет собой совмещение в одной операции прессования и спекания. При одновременном применении давления и высокой температуры удается получить изделия 100 % плотности, что практически недостижимо при раздельном ведении холодного прессования и спекания.

Горячее прессование порошков легированной стали позволяет получать материал, не уступающий по свойствам легированным сталям, выплавленным обычным металлургическим способом.

При горячем прессовании порошка резола происходит дальнейшая конденсация с образованием трехмерной структуры.

Их получают горячим прессованием порошка в вакууме или предварительным выдавливанием из горячепрессованного материала на мощных прессах. Возможно также получение поковок и штамповок бериллия непосредственно из порошков методом горячего прессования в вакууме.

Некоторые закономерности спекания горячим прессованием порошков карбидов вольфрама описаны в работе , где показано, что в области низких давлений при любой температуре наблюдается линейная зависимость плотности от приложенного давления, причем темп уплотнения возрастает с повышением температуры. В области высоких давлений изотермы обнаруживают перегиб, после которого рост плотности с давлением резко замедляется при сохранении прямолинейного характера зависимости.

Образцы готовились спеканием методом горячего прессования порошков германидов, полученных синтезом из компонентов и металлотермическим восстановлением окислов.

Физические свойства германидов гафния.

Первые три германида получены методом горячего прессования порошков гидрида гафния и германия.

Температурные зависимости удельной электропроводности ( а и коэффициента термоэдс ( а моносилицидов хрома ( /, марганца ( 2, железа ( 3 и кобальта ( 4.

Чохральского; равновесные образцы моносилицида хрома готовились методом вакуумного горячего прессования порошков предварительно сплавленных слитков с последующим гомогенизирующим отжигом. Были исследованы как стехиометрические образцы, так и составы с отклонением от стехиометрического состава в сторону металла и кремния.

Компактирование гранул проводится при высоких температурах различными методами: горячим прессованием порошков в пресс-формах, в газостатах, на гидравлических прессах в глухом контейнере и при помощи экструзии.

В промышленности применяются автоматизированные гидропрессы моделей П803 и ПА803 с электронагревом для горячего прессования порошков твердых сплавов со следующими техническими характеристиками.

При изготовлении изделий из пластмасс на основе феноло-альдегидных смол ( фенопластов) в процессе горячего прессования порошков в воздушную среду выделяются фенол, аммиак, альдегиды. Так как при этом возможно комбинированное действие токсических веществ, то рекомендуется снизить предельно допустимые концентрации, установленные для отдельных соединений.

Диаграмма состояния системы.

Физико-механические методы

Порошок требуемых фракций получают в центробежных мельницах разного типа.

Центробежная мельница

Первичное измельчение – промежуточный этап производства порошков. Его осуществляют в конусных и валковых дробилках. В этих устройствах получат мелкие частицы металла с размером, не превышающим 1 см.

Процедура измельчения может длиться, в зависимости от применяемой технологии, от одного часа до 3–4 суток. Когда требуется сократить этот процесс, применяются уже не шаровые, а вибрационные мельницы.

В таких мельницах интенсивность процесса возрастает за счет присутствия усилий резания и создания переменных напряжений. Окончательный размер порошковых частиц составляет от 0,009 мм до 1 мм.

С целью повышения производительности процесса измельчения, его осуществляют в условиях жидкостного воздействия – для недопущения распыления металла. Объем задействованной жидкости составляет 40% от массы измельчаемых частиц.

Для измельчения твердосплавных частиц применяют планетарные центробежные мельницы. Отрицательной стороной работы такого устройства считается периодичность ее работы.

Физико-механические методы не подходят в случае необходимости измельчения цветных металлов, обладающих высокой пластичностью. Пластичные металлы измельчаются вихревыми мельницами, их принцип действия основан на измельчении частиц путем их взаимных ударов.

Вихревая мельница

Детали узлов трения

Специфика применения металлокерамических изделий обусловлена их свойством хорошо удерживать смазочные материалы. Эта их особенность определяется пористой структурой.

Это свойство способствует изготовлению из порошков деталей, испытывающих в своей работе трение: подшипники скольжения, направляющие втулки, вкладыши, щетки электродвигателей.

Пористая структура подшипников из порошков позволяет пропитывать их маслом. Впоследствии смазка попадает на трущиеся поверхности. Такие подшипники получили название самосмазывающиеся.

Самосмазывающиеся подшипники

Они имеют следующие достоинства:

  • экономичность – применение таких подшипников позволяет уменьшить расход масла;
  • износостойкость;
  • экономия на материале. Замена дорогостоящей бронзы и баббита на железо.

Свойство пористости металлокерамических деталей специалисты могут усилить, если при изготовлении добавлять в них графит, который, как известно, обладает высокими смазывающими свойствами. Подшипники с повышенным содержанием графита не нуждаются в применении масла.

Отжиг

Этот вид обработки порошков применяют с целью повышения их пластичности, улучшения прессуемости и формуемости. При отжиге снимается наклеп, происходит восстановление оксидов, оставшихся при получении порошка или образовавшихся в результате окисления металла при хранении порошка.

Чаще всего отжигу подвергают порошки, полученные механическим измельчением твердых материалов. Такие порошки содержат значительные количества оксидов, растворенных газов и наиболее наклепаны.

Нагрев осуществляют в защитной среде (восстановительной, инертной или вакуум) при температуре порядка 0,4 – 0,6 температуры плавления металла в проходных или других печах, идентичных используемым при восстановлении и спекании. Для более тщательной очистки порошков от различных примесей часто используют атмосферы с галогенсодержащими добавками. Так, отжиг железного порошка в атмосфере смеси водорода с хлористым водородом приводят к получению порошков, более чистых по кремнию и марганцу, так как наличие хлористого водорода способствует образованию легко испаряющихся хлоридов кремния и марганца.

Карбид вольфрама

WC — химическое соединение тяжелого вольфрама с углеродом. Главным свойством этого материала является очень большая прочность, которая сохраняется при крайне высоких температурах.Этот материал применяются как основа при изготовлении самых твердых сплавов. Из всех применяемых сплавов нужно выделить сплавы ряда ВК, а конкретно ВК8 и ВК6, Цена указана в каталоге, оформить покупку можно через заявку на сайте. Обычно эти твердые сплавы получаются соединением в одной структре порошка метала-связки и порошков карбида.

Поставщик

Где купить порошок цветных металлов оптом или в рассрочку? Поставщик «Ауремо» предлагает купить порошок цветных металлов на выгодных условиях. Большой выбор полуфабрикатов на складе. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества. Всегда в наличии порошок цветных металлов, цена — оптимальная от поставщика. Для оптовых заказчиков цена — льготная.

Свойства

Металлические порошки характеризуются прессуемостью, насыпным весом, текучестью. Текучесть определяется скоростью прохождения частиц порошка через отверстия определённого сечения. Высокая текучесть позволяет равномернее и быстрее наполнять пресс-форму. Это качество зависит от величины частиц, удельного веса, шершавости поверхности частиц и их формы. Частицы со сложной формой и с шероховатой поверхностью имеют пониженную текучесть. Прессуемость — это способность порошка приобретать под действием давления требуемую форму и сохранять ее. Чем сложнее форма частиц, чем выше пластичность, тем выше прессуемость. Масса насыпанного свободно порошка в единицу объёма отражает насыпной вес. Он зависим от удельного веса материала, а также плотности заполнения всего объема частицами порошка. Большой насыпной вес повышает плотность заготовок, они прессуются лучше, что является очень важным в изготовлении деталей машин. Из металлических порошков с малым насыпным весом, изготавливаются высокопористые изделия.

Какие еще нормативы регулируют

Основным документом, регламентирующим выпуск порошков из меди, является ГОСТ 4960. Однако в некоторых случаях при изготовлении подобного материала производители могут руководствоваться и другими нормативными документами.

К примеру, ультрадисперсный порошок ПМУ часто изготавливается в соответствии с правилами ТУ 1793-001-50316079-2004. Согласно этому документу, такой продукт должен иметь химическую чистоту не менее 99,999%. Чистота изотопная его при этом должна составлять Cu65-30,91+Cu63-69,09.

Регламентирует ТУ и форму частиц порошка ПМУ. Согласно этому документу, она у них должна быть сферической. При этом сам порошок не должен иметь слоистую структуру. Разумеется, в нем, помимо всего прочего, не должно присутствовать посторонних включений.

Композитные материалы

Большое развитие порошковая индустрия получила с развитием высокотехнологичной техники, требующей изделий из композитных материалов. Отличие композитов от сплавов состоит в возможности получать прочные соединения разнородных металлических и неметаллических компонентов.

Выплавка традиционным способом в металлургических печах не создает растворов, например, вольфрама и меди. После возникновения композитных материалов эта проблема была решена.

Достигается такой результат обыкновенным смешиванием нужных компонентов, приданием формы на прессе с последующим спеканием.

Ядерное топливо также является композитным материалом.

Химико-металлургические методы

Чаще остальных применятся метод восстановления железа. Выполняется он из рудных окислов или окалины, образующейся в процессе горячей прокатки. Во время реакции восстановления металла нужно постоянно отлеживать количество газообразных соединений в составе порошка.

Превышение предельно допустимой нормы их содержания, приведет к повышенной хрупкости порошка. А это, в свою очередь, делает невозможным операцию прессования. Если избежать этого превышения не удалось, применяют вакуумную обработку, удаляющую большое количество газов.

Способ, основанный на распылении и грануляции – самый дешевый и простой при получении порошков. Дробление происходит под воздействием струй расплава или инертного газа. Распыление осуществляется с помощью форсунок. Регулируемые параметры процесса распыления – температура и давление газового потока. Охлаждение – водяное.

Применение электролиза как метода производства порошков наиболее целесообразно для задачи получения медных порошков, которые имеют высокую степень чистоты.

Производство порошковых изделий

Свойства и назначение

Наиболее часто используемыми легирующими элементами являются никель, марганец, хром, кремний, свинец, селен и бор. Менее часто используются алюминий, медь, ниобий, цирконий и вольфрам.Назначение этих элементов очень разнообразно, и при использовании в нужных пропорциях стали получают с определенными характеристиками, которые, однако, не могут быть достигнуты с обычными углеродистыми сталями.Сплавы обычно классифицируются с учетом элементов, содержание которых наиболее велико, и которые называются базовыми компонентами. Элементы, которые находятся в меньшей пропорции, рассматриваются как вторичные компоненты.

Железо само по себе не особо прочное, но его прочность значительно возрастает, когда он легируется углеродом, а затем быстро охлаждается для производства стали. Некоторые характеристики стали — мягкая, полумягкая, полутвердая, твердая — в значительной степени обусловлены содержанием углерода, которое может составлять от 0,10 до 1,15%.

Риски

Некоторые ферросплавы производятся и используются в форме мелких частиц; переносимая по воздуху пыль представляет собой потенциальную опасность токсичности, пожара и взрыва. Кроме того, профессиональное воздействие паров при изготовлении некоторых сплавов может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Ряд сплавов олова опасен для здоровья (особенно при высоких температурах) из-за вредных свойств металлов, с которыми можно легировать олово (например, свинец).

Практическое применение легирующих добавок

Никель, осмий, рутений, медь, золото, серебро и иридий легируются платиной для повышения твердости. Сплавы, образованные с кобальтом, приобрели значение благодаря своим ферромагнитным свойствам. Родий используется в качестве антикоррозийного электролитического покрытия для защиты серебра от потускнения. Родий легируется платиной и палладием, чтобы получить очень твердые сплавы.Цель легирования медью — повысить коррозионную стойкость.Также медью легируют серебро. В чистом виде серебро слишком мягкое для изготовления монет, столовых приборов и украшений, для всех областей применения оно упрочняется путем легирования медью.

Черные сплавы

Черные сплавы — это железо и его сплавы. Значительное содержание углерода делает чугун очень хрупким. Несмотря на свою хрупкость и более низкие механические свойства, чем у стали, их низкая себестоимость, простота литья и специфические характеристики делают их одним из самых ценных в мире продуктов с самым большим тоннажем производства.

Цветные сплавы

Цветные сплавы — это сплавы, которые не содержат железа или содержат относительно небольшое количество железа. Их характеристики — значительная коррозионная стойкость, высокая электро- и теплопроводность, низкая плотность и простота производства.

Нержавеющая сталь

Общие характеристики нержавейки делают ее универсальным материалом, который хорошо адаптируется к требованиям сегодняшнего дня. Любые виды сплавов имеют свои преимущества в зависимости от химического состава.

Эстетика. Существует ряд видов отделки поверхности: от матовой до глянцевой, от сатиновой до гравировки. Отделка также может быть узорчатой или окрашенной, что делает нержавеющую сталь уникальным и эстетичным материалом. Архитекторы часто выбирают этот материал для строительных работ, дизайна интерьера и городской мебели.

https://youtube.com/watch?v=zEpXGAB98hM

Механические свойства.Нержавейка обладает лучшими механическими свойствами при комнатной температуре по сравнению с другими материалами, что является преимуществом в строительном секторе, так как позволяет снизить вес на м² или уменьшить размеры элементов конструкции. Хорошая эластичность и твердость в сочетании с неплохой износостойкостью (трение, истирание, удары, эластичность…) позволяют использовать нержавейку в широком спектре проектов. Кроме того, нержавейка может устанавливаться на стройплощадке, несмотря на зимние температуры, без риска хрупкости или поломки, что не препятствует удлинению сроков строительства.

Огнеупорность. По сравнению с другими металлами, нержавейка обладает лучшей огнеупорностью в конструкции благодаря высокой температуре плавления (выше 800 °C). Нержавейка не выделяет токсичных паров. Коррозионная стойкость: при содержании хрома 10,5% нержавеющая сталь постоянно защищена пассивным слоем оксида хрома, который естественным образом образуется на ее поверхности при контакте с влажностью воздуха. При повреждении поверхности пассивный слой восстанавливается. Это обеспечивает коррозионную стойкость.

Термическая обработка

Цели, преследуемые термической обработкой цветных металлов и сплавов, можно условно разделить на две — это достижение равновесного и неравновесного состояния. Первое достигается за счет использования таких процессов как отжиг:

·рекристаллизационный;

·для снятия внутренних напряжений;

·гомогенизационный.

Вторую группу представляет термическая обработка цветных металлов в качестве дисперсионного отверждения. Каждый из указанных методов работы со сплавами регламентируется нормативами ГОСТ. Оба способа направлены на улучшения определенных механических и физических свойств в зависимости от области применения изделия из конкретного сплава.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.