Порошковая металлургия Этапы технологических процессов порошковой металлургии

Порошковая металлургия

Этапы технологических процессов порошковой металлургии: • получение порошка исходного материала; • формование порошков, уплотнение (прессование, брикетирование); • спекание; • окончательная обработка. После спекания изделия обычно имеют некоторую пористость(до 30 -40%). Чтобы уменьшить пористость и повысить механ. свойства применяется дополнительная обработка давлением

1. Получение порошков: Условно различают два способа изготовления металлических порошков • физико-механический способ изготовления порошков - превращение исходного материала в порошок происходит путём механического измельчения в твердом или жидком состоянии без изменения химического состава исходного материала • химико-металлургический способ - происходит изменение химического состава или агрегатного состояния исходного материала

• механическое измельчение металлов в вихревых, вибрационных и шаровых мельницах; • распыление жидких металлов в воздух, либо в воду(с целью очистки от примесей); • получение порошков железа, меди, вольфрама, молибдена высокотемпературным восстановлением металла; • электролитическое осаждение металлов; • использование сильного тока приложенного к стержню металла в вакууме. Применяется для производства порошкового алюминия.

Шаровая мельница Схемы движения шаров в мельнице: а – режим скольжения, б – режим перекатывания, в – режим свободного скольжения, г – режим критической скорости Общий вид шаровой мельницы

Схема аттритора: 1 – корпус, 2 – водоохлаждаемые стенки, 3 – вал мешалки, 4 – измельчаемый материал 5 – размольные тела, 6 – лопасти мешалки

Схема вибрационной мельницы 1. Электродвигатель. 2. Соединительная муфта. 3. Копус. 4. Загрузочный люк. 5. Размольные тела. 6. Дебалансный вал. 7. Амортизаторы.

Другие виды мельниц Общий вид планетарной центробежной мельницы Схема планетарной мельницы

Порошки исходных материалов Порошок кремния Порошок железа

2. Формование порошков (Прессование) Основной метод — прессование в прессформах из закалённой стали под давлением 200— 1000 Мн/м 2 на быстроходных автоматических прессах. Прессовки имеют форму, размеры и плотность, заданные с учётом изменения этих характеристик при спекании и последующих операциях.

Схема гидростатического прессования порошков: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – манометр; 4 – эластичная оболочка; 5 – порошковая смесь; 6 – жидкость; 7 – подача жидкости от насоса высокого давления.

Спекание порошков Спекание проводят в защитной среде (водород; атмосфера, содержащая соединения углерода; вакуум; защитные засыпки) при температуре около 70— 85% от абсолютной точки плавления. Защитная среда должна обеспечивать восстановление окислов, не допускать образования нежелательных загрязнений продукции.

Недостатки порошковой металлургии 1. Высокая стоимость металлических порошков. 2. Необходимость спекания в защитной атмосфере (увеличивает себестоимость). 3. Трудность изготовления в некоторых случаях изделий и заготовок больших размеров. 4. Сложно избавиться от пористости. 5. Необходимость применения чистых исходных порошков для получения чистых металлов.

Преимущества порошковой металлургии 1. Возможность получения материалов, которые невозможно получать другими методами; 2. Возможность получения изделий с более высокими технико-экономическими показателями. 3. Иногда можно получить спечённые материалы с меньшим содержанием примесей и с более точным заданным составом. 4. При одинаковом составе в ряде случаев свойства выше, чем у плавленых материалов. 5. Спечённые металлы более термостойки.

Изделия порошковой металлургии Металлокерамические подшипники Пористые подшипники Аэрогель плохо проводит тепло Окно из аэрогеля