Формування деталей у порошковій металургії

Виготовлення порошкових виробів. Типовий технологічний процес виготовлення деталей методом порошкової металургії складається з наступних основних операцій: змішування, формування, спікання і калібрування.

1)Приготування суміші. Змішування - це приготування за допомогою змішувачів однорідної механічної суміші з металевих порошків різного хімічного і гранулометричного складу або суміші металевих порошків з неметалічними. Змішування є підготовчою операцією. Деякі виробники металевих порошків для пресування поставляють готові суміші.2)Формування порошку (Пресування). Формування виробів здійснюємо шляхом холодного пресування під великим тиском(30-1000 МПа) в металевих формах. Зазвичай використовуються жорсткі закриті прес-форми. Зазвичай прес-інструмент орієнтований вертикально. Суміш порошків вільно засипається в порожнину матриці, об'ємне дозування регулюється ходом нижнього пуансона. Пресування може бути одно- або двостороннім. Прес-порошок брикетується в порожнині матриці між верхніми і нижнім пуансоном(чи декількома пуансонами у разі виробу з переходами). Сформований брикет виштовхується з порожнини матриці нижнім пуансоном. Для формування використовується спеціалізоване пресове устаткування з механічним, гідравлічним або пневматичним приводом. Отримане пресування має розмір і форму готового виробу, а також достатню міцність для перевантаження і транспортування до печі для спікання.3) Спікання. Спікання виробів з однорідних металевих порошків робиться при температурі нижче температури плавлення металу. З підвищенням температури і збільшенням тривалості спікання збільшуються усадка, щільність, і покращуються контакти між зернами. Щоб уникнути окислення спікання проводять у відновній атмосфері(водень, оксид вуглецю), в атмосфері нейтральних газів(азот, аргон) або у вакуумі. Пресування перетворюється на монолітний виріб, технологічна зв'язка вигорає(на початку спікання).4)Калібрування. Калібрування виробів потрібне для досягнення потрібної точності розмірів, покращується якість поверхні і підвищується міцність.5)Додаткові операції. Іноді застосовуються додаткові операції: просочення мастилами, механічне доопрацювання, термічна, хімічна обробка та ін.

20. Спікання деталей у порошковій металургії Спекание.Технологическая операция, заключающаяся в нагреве и выдержке порошковых формовок при температурах более низких, чем температура плавления основного компонента. (Температура спекания составляет 0,7 – 0,9 от абсолютной температуры плавления основного компонента). Спекание имеет основной целью увеличение их прочности. Упрощённо можно представить, что при спекании изменяется характер физической границы раздела частиц – межчастичные контактные поверхности – и за счёт увеличения подвижности атомов при нагреве на ней возникают металлические связи или она исчезает совсем. Из конгломерата частиц создаётся более или менее плотный и однородный материал. Одновременно с решением основной задачи при спекании могут происходить окислительно-восстановительные и диффузионные процессы.Применение защитных атмосфер при спекании изделий, спрессованных из порошков, обусловлено необходимостью предохранения спекаемых материалов от окисления в процессе термической обработки, а также восстановления оксидных плёнок, имеющихся на поверхности частиц. Окисление при спекании крайне нежелательно, так как процесс уплотнения и упрочнения спекаемых брикетов тормозится и даже останавливается при образовании на поверхности частиц оксидных плёнок. Материал не окисляется в защитном газе, в котором парциальное давление кислорода меньше, чем упругость диссоциации оксидов спекаемого материала при температуре изотермической выдержки. Выбор защитной среды в значительной степени зависит от состава спекаемых изделий, типа печей, экономических факторов и т. п. Взаимодействие с атмосферой не должно приводить к образованию соединений, ухудшающих свойства спечённых тел. В качестве защитной атмосферы при спекании применяют водород, диссоциированный газ, конвертированный природный газ, инертные газы, азот, эндо- и экзотермические газы, а также вакуум.Спекание ведем при температуре 11500С с углеродосодержащей засыпкой в течение 1-1,5 часов, что обеспечивает формирование однородного твердого раствора. В качестве защитной атмосферы используем диссоциированный аммиак (75% водорода и 25% азота; он на 30-50% дешевле, является хорошим заменителем водорода). Структура, получаемая при спекании, следующая: перлит, графит (в виде твердой смазки), поры, допускается феррит до 40 %, отдельные включения цементита до 15 %. Спрессованные детали, поступающие на спекание, не должны иметь поверхностных дефектов. Между деталями и стенками графитового поддона должен быть гарантированный промежуток(1-2 мм).При проведении спекания появляется не только брак, вызванный нарушением технологии, но и выявляется брак предыдущих операций смешивания и формования, поэтому необходим контроль на наличие брака (коробление деталей, обезуглероживание, вспучивание, корочка, налет, недопекание, пережог).

21. Сутність та особливості інжекційного формування деталей Метод литьевого (инжекционного) формования термопластов заключается в том, что исходный полимерный материал в виде гранул или порошка загружается в бункер инжекционно-литьевой машины, где захватывается вращающимся шнеком и транспортируется им вдоль оси пластикационного (материального) обогреваемого цилиндра в его сопловую часть, переходя при этом из твёрдого состояния в состояние расплава. По мере накопления необходимого объёма расплава полимера последний впрыскивается за счёт поступательного перемещения шнека через специальное сопло в сомкнутую охлаждаемую литьевую форму (пресс-форму). Заполнивший полость формы расплав полимера удерживается в ней какое-то время под давлением и остывает. Далее литьевая форма раскрывается, готовое изделие удаляется из её полости, а цикл формования повторяется. Метод реализуется с помощью специального оборудования, называемого инжекционно-литьевыми машинами (термопластавтоматы), и имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами формования изделий из полимеров: высокая производительность, высокий уровень механизации и автоматизации реализуемого процесса, отсутствие этапа получения заготовки для формования изделий, небольшое количество отходов, возможность формования изделий с практически любым заданным распределением толщины стенок. К недостаткам следует отнести невозможность формования полых изделий закрытого типа (бутылок, канистр, и т. п.) и крупногабаритных изделий. Вместе с тем, как ни один другой, этот метод имеет хорошо развитую теоретическую базу, научно обоснованные и широко применяемые в практике методы расчёта и конструирования формующего инструмента для его реализации, обеспечивающие производство изделий с задаваемыми параметрами.

22. Методи видалення зв’язуючого при інжекційному формуванні Второй этап заключается в удалении из детали полимерного связующего вещества. Он является двухстадийным: сначала связующее вещество экстрагируется с помощью растворителя, на второй стадии оставшийся полимер удаляется термическим способом. Например, полуфабрикат помещается в печь для удаления связующего, где под воздействием температуры 110-140°С в присутствии азотной кислоты и в потоке инертного газа из него удаляется связующее. Деталь, полученная после удаления связующего, называется «коричневой».

23. Технології заготівельного виробництва Заготовительное производство обеспечивает подготовку материалов для их последующей обработки. На предприятии используется оборудование для всех видов механической обработки металов. Слесарно-каркасное и штамповочное производства оснащены прогрессивным оборудованием. При выпуске изделий производится изготовление деталей из листового материала с применением холодной штамповки. Также выполняются операции ротационной вытяжки из черных и цветных металлов на токарнодавильном полуавтомате. Предприятие имеет собственное производство печатных плат. Имеется возможность изготовления односторонних печатных плат, двухсторонних печатных плат, СВЧ плат, планок с надписями (шильдиков). Производство печатных плат оснащено парком сверлильно-фрезерных станков СМ-600 Ф4. В сборочно-монтажном производстве реализован весь цикл изготовления радиотехнических изделий.

24.Методи технології ливарного виробництва *Литво замінити литтям Технологія ливарного виробництва. Процес Л. п. багатообразний і підрозділяється: за способом заповнення форм — на звичайне литво, литво відцентрове, литво під тиском; за способом виготовлення ливарних форм — на литво в разові форми (службовці лише для здобуття одного відливання), литво в багато разів використовувані керамічні або глиняно-піщані форми, називається напівпостійними (такі форми з ремонтом витримують до 150 заливок), і литво в багато разів використовувані, так звані постійні металеві форми, наприклад кокілі, які витримують до декількох тис. заливок (див.Литво в кокіль). При виробництві заготовок литвом використовують разові піщані, оболонкові самотвердеющие форми. Разові форми виготовляють за допомогою модельного комплекту і опоки (мал. 1). Модельний комплект складається з власне ливарній моделі, призначеною для здобуття в ливарній формі порожнини майбутнього відливання, і стрижньового ящика для здобуття ливарних стрижнів, що оформляють внутрішні або складні зовнішні частини відливань. Моделі укріплюють на модельних плитах, на яких встановлюють опоки, що заповнюються формувальною сумішшю. Заформованную нижню опоку знімають з модельної плити, перевертають на 180° і в порожнину форми вставляють стрижень. Потім збирають (спарюють) верхню і нижню опоки, скріпляють їх і заливають рідкий сплав. Після твердіння і охолоджування відливку разом з системою ливника витягують (вибивають) з опоки, відокремлюють систему ливника і очищають відливання — виходить лита заготівка.

25. Технологія склеювання у виробництві деталей. В ремонтной практике все шире применяют метод соединения деталей при помощи клея. Склеивание—наиболее рациональный метод. Процесс склеивания значительно проще, чем сварка или пайка, и не требует применения специального оборудования. Склеивать можно практически все материалы, применяемые в машиностроении.Для получения прочного соединения склеиваемые поверхности следует тщательно очистить и обезжирить. Шероховатость поверхности должна быть не выше 3…4-го квалитетов чистоты и иметь правильную геометрическую форму.Клей нужно наносить через 5… 10 мин после промывки поверхностей растворителем, остатки которого тоже являются загрязнением и ухудшают адгезию клея с материалом детали. Применяемые растворители легко испаряются, а отсутствие запаха свидетельствует об их полном удалении.Клей наносят на поверхность равномерным слоем кистью или шпателем. Толщина клеевого слоя должна быть не более 0,1 мм.Отверждение клеевого слоя при нормальной температуре длится 25…30 ч. Для сокращения времени отверждения детали можно нагревать в термостате до 120°С: тогда процесс отверждения продолжается 2…3 ч. Можно ускорить процесс отверждения нагреванием деталей инфракрасными и ультрафиолетовыми лампами.

26- 28 Типові операції технології керамічних деталей. Методи формування керамічних деталей. Обжиг та механічна обробка керамічних деталей. Керамические материалы применяются для создания некоторых видов изоляторов, предназначенных для работы в условиях повышенных и высоких температур. Указанные изоляторы не должны существенно терять свои изоляционные свойства из-за колебаний температуры и влажности, должны обладать достаточной механической прочностью, герметичностью и другими свойствами, отвечающими требованиям электроаппаратуры.
Наиболее распространенным керамическим электроизоляционным материалом в электроаппаратостроении является электротехнический фарфор, из которого изготавливаются разнообразные изоляторы и отдельные изоляционные детали.
Кроме электротехнического фарфора для изоляторов и деталей используются керамические материалы типа стеатита, ультрафарфора, кордиерита и др. Изготовление изоляторов и деталей из керамики производится на специализированных заводах, а на электроаппаратных заводах могут производиться технологические операции, связанные только с армированием, шлифованием, сверлением отверстий, и некоторые другие.
б) ВИДЫ КОНСТРУКЦИЙ ДЬТАЛЕИ И МАТЕРИАЛЫ
В электрических аппаратах широко используются детали из керамических масс.
1. Изоляторы высокого напряжения из фарфора
опорные и проходные, покрышки, штанги, тяги и др. (рис. 16-1.a и d.)
В настоящее время широко применяются новые виды керамики, например ашарит, корундомуллит, ситаллы и др., которые повышают механическую прочность и снижают массу изоляторов;2. Трубчатые патроны из фарфора и стеатита для предохранителей (рис. 16-1,6). Большинство трубчатых предохранителей из стеатита армируется до сборки;
удельная ударная вязкость его примерно в 2 раза выше, чем у фарфора.
3. Детали из фарфора для установочных электроизделий низкого напряжения — выключателей, предохранителей, соединителей и др. (рис. 16-1,б), а также для мелких конструктивных деталей электроаппаратов — втулок, дистанционных шайб и др.Названные детали изготовляются из фарфора для аппаратов, предназначенных для установки в сырых и пыльных помещениях или на открытом воздухе, а также при наличии повышенной температуры в данном месте аппарата.
4. Детали из фарфора и алунда для резистивных резисторов — изоляторы, укрепляемые на металлических пластинах посредством цементирующей замазки (рис. 16-1,г), а также цилиндры и трубки, поступающие в намотку или сборку без какой-либо обработки. Эти детали изготовляются из фарфора, обеспечивающего электрическую прочность при температуре до 300°С. Те же детали из алунда применяются при более высоких температурах, а. детали из стеатита являются контактодержащими основаниями аппаратов низкого напряжения (рис. 16-1,(?);
5. Дугогасительные камеры и детали нагревательных приборов из талькошамотной корундовой или электрокорундовой (кордиеритовой) керамики (рис. 16-\,ж). Эти детали поступают на сборку без какой-либо обработки. Талько-шамотная, корундовая или электрокорундовая керамики применяются для камер и нагревательных приборов вследствие стойкости в отношении резких изменений температуры.
в) ЦЕМЕНТИРУЮЩИЕ СОСТАВЫ
Чтобы получить армированные детали, отвечающие требованиям эксплуатации, цементирующий состав должен иметь следующие основные свойства:
1) плотное сцепление с керамикой и металлом;
2) однородность структуры и прочность;
3) температурный коэффициент линейного расширения, близкий к коэффициентам расширения скрепляемых материалов;
4) быстрое твердение;
5) незначительное увеличение объема при твердении;
6) стойкость в отношении атмосферного воздействия (для аппаратов наружной установки) и к температурным колебаниям;
7) маслостойкость (в случае использования при наличии масла);
8) долговечность;
9) безвредность для рабочих, производящих армирование.
Рассмотрим некоторые цементирующие составы.
1. Портландцементная замазка. Составляется замазка из портландцемента марок 400 — 600 ГОСТ 9835-77 и песка. Применяется несколько рецептов. Портландцементная замазка может быть использована не позже 30 мин с момента приготовления. Недостатками замазки являются медленное протекание процесса твердения и возможность увеличения ее объема с течением времени.
2. Глиноземистый цемент марок 400 — 500 ГОСТ 969-77 смешивается с фарфоровой крошкой или чистым сухим кварцевым песком и разводится водой. Замазка может быть использована не позже 30 мин с момента приготовления. Глиноземистый (алюминатный) цемент как высокопрочный применяется для армирования изоляторов, подвергающихся высоким динамическим нагрузкам. Цемент быстро твердеет, благодаря чему он может применяться при ускоренных процессах твердения.
3. Магнезиальный цемент ГОСТ 1216-75 (каустический магнезит), фарфоровая мука или сухой чистый кварцевый песок и раствор хлористого магния. Замазка должна быть использована не позже 20 мин с момента приготовления. Магнезиальный цемент применяется для армирования изоляторов, работающих в сухих помещениях и трансформаторном масле. Недостатками цемента являются его расширение во. время твердения и гигроскопичность. При неправильном использовании магнезиального цемента армированные изоляторы выходят из строя.
4. Глет-глицериновая замазка — смесь свинцового глета с глицерином, разбавленным водой. Замазка может быть использована не позже 5 — 10 мин с момента приготовления. Основным преимуществом этой замазки является небольшое время схватывания. Для окончательного отвердевания замазки необходимо около суток, тогда как для окончательного отвердевания (без ускорительных мероприятий) портландцементной замазки требуется 4 — 6 недель.
5. Цокольная замазка (мастика) — смесь мраморной пудры, идитоловой смолы и канифоли, растворенная спиртом. Цокольной замазка называется вследствие применения ее в производстве электроламп для крепления цоколя к стеклянным колбам.
6. Жидкое стекло с мелом или фарфоровой мукой.Применяется для крепления металлической арматуры на фарфоровых деталях резьбовых предохранителей низкого напряжения. Эта замазка обладает хорошими механическими и технологическими качествами. Однако она гигроскопична и при увлажнении теряет электроизоляционные свойства.
7. Гипс, разведенный чистой водой. Применяется для крепления изоляторов на металлических пластинах ре-зистивных элементов резисторов. При назначении элементов для работы в масле необходимо добавлять столярный клей.
8. Эпоксидная смола. Начинает получать применение, например, для армирования изоляторов высокого напряжения.
в) СОЕДИНЕНИЕ ИЗОЛЯТОРОВ И НАНЕСЕНИЕ ИЛИ ЗАЛИВКА ЦЕМЕНТИРУЮЩЕГО СОСТАВА
Перед сочленением изолятора с арматурой внутреннюю полость ее необходимо покрыть тонким слоем битумной массы, благодаря чему исключается разрушение изолятора при температурных перепадах изолятора и арматуры.
В момент сборки деталей и нанесения или заливки замазки необходимо обеспечить правильное взаимное расположение деталей из керамики и металлической арматуры, что обычно достигается применением специальных приспособлений.
Цементирующая замазка для заполнения широких зазоров между металлическими деталями и изоляторами делается густой, а для узких — жидкой. При густой замазке уплотнение ее достигается установкой приспособлений на вибрационные столы.
В зависимости от конструкции деталей и организации производственного процесса следует применять различный порядок операций. Целесообразно рассмотреть несколько примеров процесса сочленения деталей и на несения или заливки цементирующей замазки при армировании некоторых видов изоляторов: опорных, проходных, штыревых, покрышек [16-2, 16-3]

30 Металлизация керамики, фарфора, кварца, стекла    Подготовка поверхности неорганических диэлектриков Кнеорганическим диэлектрикам относятся керамика, стекло фарфор слюда ситаллы ферриты Металлизацию неорганических диэлектриковприменяют для придания поверхности деталей свойств металла электропроводности способности к пайке, теплопроводности Металлизацию стекла используют для получения зеркал Силикатные материалы (стекло кварц ситаллы, слюда ИТ п) подвергают сначалахимическому обезжириванию а затем обработке в хромовой смеси и врастворе плавиковой кислоты
    Металлизация керамики, фарфора, кварца и стекла
    Металлизация керамики, фарфора, кварца и стекла. Цель металлизации во многих случаях такая же, как и для пластмасс.
    Иногда пользуются методом втирания металлических порошков в поверхность пластика, например алюминиевой пудры, с предварительным растворением тонкого слоя поверхности ацетоном или другими растворителями. Известны [6—8] химические методы созданиятокопроводящего слоя на непроводниках. Однако литературные источники, как отечественные, так и зарубежные, освещающие химические методы металлизации непроводников, весьма немногочисленны, при этом имеющиеся сведения большей частью относятся к металлизации керамики, фарфора, кварца, дерева, стекла.
    Нанесение металлических покрытий на неметаллические материалы — пластмассы, стекло, фарфор, керамику, кварц и др. — производится с целью получения токопроводящего слоя на их поверхности для последующейгальванической металлизации, для обеспечения 

29.Глазурування та склеювання керамічних деталей Глазурью называется масса, наносимая тонким слоем на поверхностьфарфорового изделия. При обжиге глазурь расплавляется и покрывает поверхность фарфора блестящим, стекловидным слоем. Назначение глазури сводится к следующему. Сам по себе фарфор имеет определенную пористость и дает при обжиге матовую, шероховатую поверхность. Глазурь, закрывая плотным слоем поверхность фарфора, защищает фарфор от проникновения внутрь пор влаги и тем самым уменьшает гигроскопичность фарфоровых изоляторов, что весьма важно, так как благодаря слою глазури фарфоровые изоляторы становятся настолько водостойкими, что могут свободно работать на открытом воздухе, подвергаясь действию дождя и других атмосферных осадков. Кроме того, глазурь улучшает внешний вид фарфора и позволяет получать окрашенную поверхность фарфора (посредством введения в состав глазури веществ, придающих ей при обжиге тот или другой яркий цвет). К гладкой поверхности фарфора менее пристают пыль и различные загрязнения, глазурь уменьшает утечку по поверхности изоляторов и повышает их напряжение перекрытия. Наконец, глазуровка, устраняя наличие мелких трещин на поверхности фарфора, которые являются местами начала разрушения при механических нагрузках, и придавая фарфору болеегладкую поверхность, существенно повышает механическую прочностьфарфоровых изделий.
Процесс глазуровки заключается в том, что подготовлен- ный изолятор на короткое время погружают в сосуд с водой, в которой размешан тонкий порошок глазури
Не подлежащие глазуровке поверхности — стержень и внутренняя полость — при прокатывании изделия по направляющим остаются сухими. Если требуется, чтобы глазурь не приставала к определенным местам поверхности изолятора при погружении его целиком в глазурь, то эти места предварительно смазывают подогретым раствором парафина в керосине. Крупные и тяжелые изоляторы глазуруют поливкой или пульверизацией. После глазуровки изделия подсушивают и обжигают.Клеевое соединение — неразъемное соединение деталей машин, строительных конструкций и других изделий с помощью клеев.Соединение материалов склеиванием находит все более широкое применение. Соединения, полученные склеиванием, обладают достаточной герметичностью, водомаслостойко-стью, высокой стойкостью к вибрационным и ударным нагрузкам. Склеивание во многих случаях может заменить пайку, клепку, сварку, посадку с натягом.К недостаткам клеевых соединений относятся: незначительная тепловая стойкость (при температуре выше + 90° С прочность их резко снижается), склонность к ползучести при длительном воздействии больших статических нагрузок, длительные сроки сушки, необходимость нагрева для получения стойких и герметичных соединений, низкая прочность на сдвиг и др.склеивание фарфоровых деталей, трубок, изоляторови др. Для этого чаще всего используют феноло-формальдегидный клей БФ-2, отверждаемый при нагревании. Надежные соединения получены также на эпоксидных клеях горячего отверждения. Однако из-за низкой теплопроводности фарфора и необходимости высокого удельного давления запрессовки применять эти клеи в крупных изделиях нельзя. Поэтому крупные фарфоровые детали, например «юбки» изоляторов, представляющие собой пустотелые усеченные конусa высотой более 2 м и диаметром в основании до 1 м, можно склеивать эпоксидными клеями холодного отверждения на основе смолы ЭД-6 с полиэтиленполиамином. Но надо иметь в виду, что эти клеи имеют невысокую теплостойкость, особенно во влажной среде.При соединении цилиндрических деталей из фарфора клеями горячего отверждения используют электропрогрев, т.е. после нанесения клея и прижима одной части соединения к другой детали обертывают проволокой, через которую пропускают электрический ток.Склеивание керамических изделий также часто используют в строительстве. Например, крепление керамических облицовочных плиток к основанию из бетона или металла в случаях, когда предполагаются значительные температурные деформации, производят эластичными каучуковыми, поливинилацетатными или латекс-цементными клеями. Водусодержащие поливинилацетатные и латекс-цементные клеи можно применять только для крепления плиток к основанию, впитывающему воду. Бетон или штукатурка в этих случаях должны быть сухими (влажность не более 6-8%).Эпоксидные клеи применяют в соединениях керамики с металлом в устройствах энергоснабжения. В заводском домостроении для отделки наружных панелей применяют керамические коврики, представляющие собой лист крафт-бумаги с наклеенными на нее плитками. Для склеивания используют карбамидные клеи, модифицированные карбоксиметилцеллюлозой.

Последоватлеьность:

1.подготвока поверхностей (очистка, подгонка)

2.приготовление клея

3. нанесение клея на склеиваемые поверхности

4. совмещение склеиваемых деталей

5. удаление избытков клея с детали

6. выдержка/сушка

7.контроль качества

8.сушка

Дата добавления: 2015-08-20