ЛЕКЦИЯ 6 Технологии заготовительного производства Технологии порошковой металлургии

ЛЕКЦИЯ 6 Технологии заготовительного производства Технологии порошковой металлургии

Технология порошковой металлургии Порошковая металлургия включает получение и подготовку порошков исходных материалов (металлов, сплавов, металлоидов и др. ); прессование изделий необходимой формы в специальных пресс формах; термическую обработку (спекание) спрессованных изделий, обеспечивающую их окончательные свойства. Иногда совмещают операции прессования и спекания, пропитку пористого брикета расплавленным металлом, допрессовку или калибровку спеченных полуфабрикатов и пр. Конструкционные порошковые материалы (КПМ) разделяют на: материалы, заменяющие традиционные стали, чугун, цветные сплавы; материалы со специальными свойствами износостойкие, инструментальные, коррозионностойкие, с особыми физическими свойствами, тяжелые сплавы, материалы для узлов трения и т. д.

Изделия порошковой металлургии завода «Кристалл» Изделия порошковой металлургии, изготавливаемые из материалов на основе железа с добавлением графита, никеля, меди, серы, молибдена Максимальный диаметр детали 120 мм. Максимальная высота детали 80 мм. Максимальная площадь в плоскости прессования 24 см 2 Достигаемая чистота поверхности Ra 2. 5 Достигаемая размерная точность 8 квалитет Плотность деталей 5, 9. . . 7, 0 г/см 3 Твердость 55. . . 100 HRB; 55. . . 130 HBS (2, 5/62, 5/10)

Физико-механические свойства КПМ в значительной мере определяются плотностью (или пористостью) изделий. Поры уменьшают действительное сечение детали и ее прочность. Повышение количества неметаллических включений, увеличение их размеров и неравномерность распределения приводят к снижению пластичности, вязкости, коррозионной стойкости материалов и обрабатываемости резанием. Отрицательное влияние их тем заметнее, чем выше плотность. По степени нагруженности детали, заготовки которых получены из порошков, разделяют на четыре группы: 1) малонагруженные детали, прочность и жесткость которых не рассчитывают, а размеры выбирают из конструктивных или технологических соображений; 2) умеренно нагруженные детали, работоспособность которых в течение всего периода эксплуатации при действующих напряже ниях обеспечивают КПМ с пределом прочности, не превышающим при статическом одноосном растяжении 45. . . 65 % (в условиях динамического нагружения 35. . . 60 %) соответствующих характери стикбеспористого материала аналогичного состава; 3) средненагруженные детали находятся под воздействием значительных статических или умеренных динамических нагру зок, необходимый уровень прочности обеспечивает материал пористостью 2. . . 9 %; 4) тяжело нагруженные детали находятся под воздействием статических или динамических нагрузок большой интенсивности, относительная прочность таких деталей из КПМ должна прибли жаться к прочностибеспористого материала.

Методы порошковой металлургии дают возможность получения заготовок и из высоколегированных сталей. Расширяется применение порошков для изготовления заготовок из материалов на основе бронзы, латуни, алюминия, титана, других металлов и сплавов. Наиболее распространенными из жаропрочных сплавов являются никелевые основной материал для изготовления дисков и лопаток газовых турбин, например, сплавы ЖС 6 У, ЭП 741 Н. Более 60 % КПМ используются для изготовления металлических заготовок машиностроительных деталей. Из порошковых заготовок изготовляют: шестерни, кулачки, звездочки, шайбы, заглушки, гайки, втулки, храповики, фланцы, инструментальные пластинки и др. В зависимости от конфигурации детали, получаемые методами порошковой металлургии, классифицируют по группам сложности. Наиболее целесообразно изготовлять методами порошковой металлургии заготовки из цветных металлов и сплавов 1. . . 7 групп сложности, стальные и чугунные заготовки 1. . . 5 групп сложности в крупносерийном производстве. Методами порошковой металлургии могут быть получены и заготовки из керамических и композиционных материалов. Для производства деталей из порошковых материалов используют типовые или групповые технологические процессы, разрабатывают новые технологические процессы, а в ряде случаев – проводят научно исследовательские работы.

Основные технологические схемы производства малонагруженных деталей 5… 10 квалитета методами порошковой металлургии для всех видов производств и всех групп сложности включают: Основная холодное прессование + спекание дополнительные в зависимости от требуемого качества поверхностей 1. механическая обработка (для массового производства калибровка); 2. пропитка кремнийорганической жидкостью и полимеризация; 3. нанесение покрытий Основные технологические схемы производства тяжелонагруженных деталей 5… 7 квалитета методами порошковой металлургии для всех видов производств: Основные одна из трех холодное прессование + спекание + холодная штамповка +отжиг; холодное прессование + спекание + горячая штамповка с истечением металла +отжиг; дополнительные в зависимости от требуемого качества поверхностей 1. термическая обработка; 2. шлифование или доводка; 3. нанесение покрытий Один из основных показателей качества деталей из КПМ равномерная плотность. С усложнением формы заготовки затрудняется достижение равномерной плотности во всех ее частях.

Технологии порошковой металлургии Технология динамического горячего прессования кратковременный нагрев пористых заготовок, полученных холодным прессованием; динамическое деформирование в открытых или закрытых штампах на быстроходных прессах или молотах; охлаждение спрессованных деталей с требуемой скоростью. Для получения заготовок из порошков железо и никелесодержащих сплавов применяют горячее изостатическое прессование (ГИП). Исходные порошки получают путем плазменного распыления пруткового материала в вакууме или водороде, далее процесс аналогичен динамическому прессованию. Порошковую металлургию применяют для получения заготовок (изделий) из сплавов, конструкционной керамики (КК) и композиционных материалов.