Виды, технологические свойства и характеристика порошков

Промышленность выпускает различные металлические порошки: железный, медный, никелевый, хромовый, кобальтовый, вольфрамовый, молибденовый, титановый и др. Способы получения порошков условно разделяют на механические и физико-химические.

Поведение металлических порошков при прессовании и спекании зависит от свойств порошков. Химический состав порошков определяется содержанием основного металла или компонента и примесей. Физические свойства порошков характеризуются размером и формой частиц, микротвердостью, плотностью, состоянием кристаллической решетки, а технологические свойства - насыпной массой, текучестью, прессуемостью и спекаемостью порошка.

Насыпная масса - масса единицы объема свободно насыпанного порошка. Стабильность насыпной массы обеспечивает постоянную усадку при спекании. Она зависит главным образом от формы и размеров частиц.

Текучесть - способность порошка заполнять форму. Текучесть ухудшается с уменьшением размеров частиц порошка и повышением влажности. Оценкой текучести является количество порошка, вытекаемого в 1 с через отверстие диаметром 1,5...4 мм. Текучесть порошка имеет большое значение, особенно при автоматическом прессовании, при котором производительность пресса зависит от скорости заполнения формы. Низкая текучесть способствует также получению неоднородных по плотности деталей.

Прессуемость характеризуется способностью порошка уплотняться под действием внешней нагрузки и прочностью сцепления частиц после прессования. Прессуемость порошка зависит от пластичности материала частиц, их размеров и формы и повышается с введением в его состав поверхностно-активных веществ.

Под спекаемостью понимают прочность сцепления частиц в результате термической обработки прессованных заготовок.

Порошковой металлургией получают различные конструкционные материалы со специальными физико-механическими и эксплуатационными свойствами (табл.1).

Таблица 1

Классификация композиционных порошковых материалов

Группа материалов	Вид изделий	Состав материала
Электротехнические	Магниты	Порошки из чистого железа, сплавов, оксидов и т.д.
Электроконтакты	Смесь тугоплавких Металлов (вольфрама, молибдена и других) с медью или серебром
Электрощетки	Композиции графита с медью или серебром
Пористые	Фильтры	Порошки из бронзы, железа, титана, нихрома, коррозионно-стойкой стали и т.д. Материалы изготовляют из порошков с частицами преимущественно сферической формы с пористостью до 50%
“Потеющие” изделия	Материалы с пористостью до 30...40 % из коррозионно-стойкой стали, нихрома и других.
Фрикционные и антифрикционные	Подшипники скольжения	Композиции на основе медного или железного порошка с пористостью до 10...35 %, пропитанные парафином, маслом или пластмассой
Тормозные накладки	Композиции на основе железного или медного порошка с различными легирующими добавками (свинец, никель и др.) и неметаллическими компонентами (асбест, кварц, графит и т.д.)
Инструментальные	Пластинки из твердых сплавов	Композиции на основе карбидов тугоплавких металлов (вольфрама, титана, тантала). В качестве связующего используют кобальт
Пластинки из сверхтвердых материалов	Композиции на основе зерен алмаза, эльбора, гексанита. Связующим служит более мягкий металл
Минералокерамические пластинки	Композиции на основе оксида алюминия с незначительным количеством примесей
Компактные конструкционные	Различные детали машин и приборов	Порошки из различных легированных и углеродистых сталей, цветных металлов и их сплавов с пористостью не более 1,0... 2,0%
Термостойкие	Жаропрочные детали различных изделий	Композиции на основе карбидов, боридов, нитридов тугоплавких металлов с чистыми тугоплавкими металлами
Тугоплавкие детали различных изделий	Композиции на основе вольфрама, молибдена, тантала, ниобия, их карбидов и других тугоплавких металлов и сплавов
Специальные	Детали вакуумной аппаратуры	Композиции на основе железа и тугоплавких металлов
Полупроводники	Композиции на основе германия, бора и других.

Магнитные материалы изготовляют из Fe-, Ni-, А1-сплавов, а также из деформируемых сплавов Сu-Ni-Fe, Fe-Со-Mo и т.д. Для уменьшения пористости этих материалов следует вводить легирующие присадки, подбирать давление при прессовании и условия спекания, а также применять двукратное прессование и спекание.

Пористость материалов обычно не превышает 3...5 %. Ферриты представляют собой магниты из оксидов металлов (железа, цинка, кобальта, магния). При производстве ферритов особое внимание уделяют процессу подготовки шихты. Проверяют химический состав исходных компонентов и строго выдерживают расчет составляющих шихты. Порошковой металлургией удается получить высокую чистоту исходных материалов, что является первостепенным для достижения электромагнитных и других физических свойств электромагнитных изделий. Электроконтактные материалы изготовляют из смеси порошков тугоплавких металлов с медью и серебром. Тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден, карбид вольфрама) служат основой и определяют механические свойства, а легкоплавкие металлы являются наполнителями и придают материалам высокую электропроводимость. Высокие теплостойкость, стойкость против эрозионного износа и механическая прочность обеспечивают большой срок службы и надежность электрической аппаратуры с контактами из этих композиций.

Порошковой металлургией получают материалы со специальными физико-механическими и эксплуатационными свойствами (пористые, фрикционные, антифрикционные).

Весьма перспективно применение порошковых композиционных материалов в условиях массового производства. Использование в качестве исходного сырья отходов (стружки, обрезков, окалины и т.д.) повышает экономическую эффективность и снижает себестоимость выпускаемых деталей. Автоматизация всех технологических операций позволяет не только повысить производительность процесса и снизить трудоемкость, но и обеспечить высокое качество изготовляемых деталей (стабильность размеров и форм, плотность и другие физико-механические свойства).

Дата добавления: 2015-07-18