45853

Порошковая металлургия

Доклад

Производство и промышленные технологии

Порошковая металлургия - это отрасль технологии занимающаяся изготовлением изделий из порошков металлов их окислов и смесей металлических и диэлектрических порошков. Методы и средства технологии порошковой металлургии или технологии металлокерамики как ее называют отличаются высокой экономичностью при изготовлении изделий позволяют получать материалы и детали характеризующиеся высокой механической прочностью жаростойкостью и особыми физикомеханическими свойствами. Порошковой металлургией изготавливают алмазнометаллические материалы...

Русский

2013-11-18

17.54 KB

23 чел.

118.Порошковая металлургия – это отрасль технологии, занимающаяся изготовлением изделий из порошков металлов, их окислов и смесей металлических и диэлектрических порошков. Методы и средства технологии порошковой металлургии, или технологии металлокерамики как ее называют, отличаются высокой экономичностью при изготовлении изделий, позволяют получать материалы и детали, характеризующиеся высокой механической прочностью, жаростойкостью и особыми физико-механическими свойствами. Порошковая металлургия позволяет получать псевдосплавы из таких несплавляющихся металлов, как, например, медь-вольфрам, серебро-вольфрам, композиционные металлы на основе металлов и окислов (серебро-окись кадмия), обладающих высокой электропроводностью и стойкостью к электроэрозионному изнашиванию. Металлокерамические твердые сплавы характеризуются высокой твердостью, теплостойкостью и износостойкостью. Они являются основой для изготовления режущих инструментов, применяемых для обработки материалов высокой прочности и твердости. Твердые сплавы изготовляют на основе карбидов тугоплавких металлов (WC, TiC, TaC) и связующего материала (кобальта). Порошковой металлургией изготавливают алмазно-металлические материалы, характеризуемые высокими режущими свойствами и применяемые в качестве режущих инструментов при изготовлении изделий из полупроводников и пьезоэлектрических монокристаллов. В качестве связки алмазных порошков используют металлические порошки (медные, никелевые и др.) или сплавы. Порошковую металлургию широко применяют для получения материалов и изделий с электромагнитными свойствами (ферриты, магнитодиэлектрики, постоянные магниты из высококоэрцитивных сплавов и т.д.).

Изготовление изделий методами порошковой металлургии наиболее экономически эффективно при крупносерийном и массовом производстве. Автоматизация всех технологических операций позволяет не только повысить производительность процесса и снизить трудоемкость, но и обеспечить высокое качество изготовляемых изделий.        Изделия, изготавливаемые МПМ, обладают пористостью, значение которой может изменяться от 25 до 2%. При этом механические свойства (предел прочности и пластичность) изделий повышаются с уменьшением пористости. Для получения изделий с хорошими механическими свойствами используют более сложные технологические процессы, включающие двойное (тройное) прессование порошка, калибровку, горячее прессование и т.д.

Основным содержанием технологии порошковой металлургии являются процессы изготовления порошков, процессы формирования изделий и процессы спекания.

Способы изготовления порошков бывают двух видов: механические и физико-химические. Механические способы состоят в измельчении исходного сырья (стружки, кусочков проволоки, осадков, получаемых электролизом, и т.д.) в шаровых или вихревых мельницах. При применении механических способов не происходит изменение химического состава исходного материала.

К физико-химическим способам получения порошков относятся восстановление металла из окислов, электролиз, диссоциация карбонилов и т.д. Физико-механические способы более универсальны, чем механические. Порошки из тугоплавких металлов, а также порошки сплавов и соединений на их основе могут быть получены только физико-химическими способами.

После приготовления порошков их подвергают отжигу для снятия наклепа и восстановления оксидов при температуре Т = (0,5 – 0,6) Тпл (Тпл – температура плавления) в защитной или восстановительной среде. Отжигу подвергают порошки, полученные механическим измельчением, электролизом и разложением карбонилов. Для получения однородности порошков по размеру частиц их подвергают механической сепарации на вибрационных ситах.

В порошки вводят технологические присадки различного назначения: пластификаторы (парафин, стеарин, олеиновую кислоту и др.), облегчающие прессование и получение изделий высокого качества; легкоплавкие присадки, ускоряющие процесс спекания. Подготовленные порошки смешивают в шаровых, барабанных и других смешивающих устройствах.

Формообразование деталей из порошков производят прессованием. Применяют два вида прессования – холодное и горячее.

В качестве технологического оборудования для прессования в пресс-формах применяют гидравлические прессы, развивающие усилие от 0,25 до 90 МН, механические, кривошипные, эксцентриковые и специальные пресс-автоматы.

Гидростатическое прессование (рис. 8.2) применяют для получения металлокерамических заготовок, к которым не предъявляются высокие требования по точности геометрических размеров. Сущность процесса состоит в том, что порошковую массу 3, заключенную в эластическую оболочку 2, подвергают равномерному и всестороннему давлению в герметичной камере 1. В качестве рабочей жидкости, передающей давление на эластичную форму, применяют масло, воду, глицерин и др.

В последнее время для гидростатического прессования применяют методы, развивающие высокие давления в небольшой промежуток времени: прессование с помощью электрогидравлического эффекта, быстро сгорающих сжатых газовых смесей и др.

При горячем прессовании формообразование совмещают с процессом спекания. Температура горячего прессования составляет Т = (0,6 – 0,8)Тпл (Тпл – температура плавления порошка). Благодаря нагреву уплотнение порошковой массы протекает гораздо интенсивнее, чем при обычном холодном прессовании. Горячим прессованием получают материал, с высокой плотностью и повышенной прочностью. Этот способ применяют для получения деталей из таких плохо прессуемых и плохо спекаемых порошковых композиций, как тугоплавкие металлоподобные соединения (карбиды, бориды, силициды и т.д.).

Спекание – это термическая обработка спрессованных из порошков заготовок, в результате которой происходит формирование структуры и физико-механических свойств материала. В процессе спекания происходят следующие явления: восстановление оксидов, диффузия, рекристаллизация, миграция вакансий, дислокаций и др. Характер протекания этих явлений зависит от температуры и времени спекания, среды, в которой осуществляется спекание, и других факторов. Спекание проводят в три этапа: 1) нагрев до Т = 150 - 200 оС, в результате которого удаляются пластификаторы; 2) нагрев до температуры, равной 0,5 температуры спекания (снятие упругих напряжений и активное сцепление частиц); 3) окончательный нагрев до температуры спекания, выдержка в течение 30 - 90 мин. и охлаждение. Продолжительность этапов и температуры выбирают в зависимости от состава и зернистости порошка.

Спекание проводят в восстановительной атмосфере, способствующей удалению оксидов, или в вакууме.

Механическая обработка металлокерамических деталей применяется в тех случаях, когда прессованием нельзя получить изделия заданных формы и размеров с высокой точностью. Наиболее распространенными видами механической обработки являются точение, сверление и шлифование. Обработку резанием (точение, сверление) выполняют режущими инструментами из твердых сплавов при больших скоростях и малых подачах. Для обработки изделий из материалов высокой твердости применяют электрофизические методы: электроискровой, ультразвуковой, электронно-лучевой.

Защиту деталей от коррозии и создание декоративных покрытий осуществляют электрохимическими способами, оксидированием, фосфатированием и т.д.

        Преимуществами производства заготовок МПМ является возможность получения:
                - изделий из разнородных порошков (медь-вольфрам, железо-графит и др.);
                - пористых изделий (фильтроэлементов, самосмазывающихся подшипников и др.);
                - изделий, требующих минимального объема механической обработки резанием для получения деталей с заданной точностью и качеством поверхностного слоя.
        К недостаткам получения заготовок относятся:
                - ограниченность размеров получаемых деталей;
                - остаточную пористость изделий, условия работы которых связаны с воздействием динамических напряжений большой интенсивности;
                - высокую стоимость порошков (примерно в 3 раза дороже традиционных сталей того же химического состава).
        Типовыми деталями, изготовляемыми из порошковых заготовок, являются шестерни, кулачки, звездочки, шайбы, заглушки, гайки, втулки, фланцы и пр.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27261. Ринкова економіка та її характерні ознаки. Модель економічного кругообігу 17.48 KB
  На розвиток економіки країни велику роль відіграє розвиток та розміщення продуктивних сил. У результаті еволюції економічних систем сформувалися три їх основні типи: система вільного ринку адміністративнокомандна система або централізована та система змішаної економіки. Ринкова економіка це така економічна система в якій всі питання економіки вірішують через ринок ціни прибуток та витрати. Основними перевагами ринкової економіки є приватна власність на засоби виробництва ринковий механізм регулювання економічних процесів що базується...
27262. Ринковий механізм і його елементи. Попит, пропозиція, рівноважна ціна 13.37 KB
  Ринковий механізм і його елементи. Ринковий механізм це механізм взаємозв'язку і взаємодії основних елементів ринку: попиту пропозиції ціни конкуренції іосновних економічних законів ринку. Ринковий механізм діє на основі економічних законів: попитупропозиції рівноважної ціни конкуренції корисності вартостіприбутку тощо див. Важливо зазначити що ринковий механізм проявляється якпримусовий механізм оскільки змушує підприємців які переслідують одну ціль отримання прибутку діяти врештірешт накористь споживачів.
27263. Домогосподарство як економічний суб’єкт та його двоїста роль в економіці 16.24 KB
  На їх оплату використовується значна частина доходів. Отже розгляньмо структуру доходів домашніх господарств і їх використання. У ринковій економіці на основі функціонального розподілу доходів населення отримує їх у формі заробітної плати доходів від власності прибутків і ренти. Основним джерелом доходів населення є оплата праці.
27264. Підприємство(фірма), його ознаки та функції. Класифікація підприємств за різними класифікаційними ознаками 18.25 KB
  Підприємництво можна визначити як уміння починати та вести справу генерувати і використовувати ініціативу зважуватися на ризик долати протидію середовища тощо. Підприємництво це багатопланове явище що може бути описаним з економічної та політичної точок зору. У звязку із цим можна дати таке тлумачення терміна підприємництво. Щодо Закону України Про підприємництво то там зазначено що підприємництво це самостійна ініціатива систематична на власний ризик діяльність з виробництва продукції виконання робіт надання послуг та...
27265. Зміст, основні принципи, види та функції підприємства 75.87 KB
  Залежно від виконуваних функцій у найзагальнішому вигляді розрізняють такі види підприємництва за суб'єктами діяльності рис. Визначення змісту підприємництва Рис. Суб'єкти підприємництва Рис. Об'єкт підприємництва сукупність певних видів економічної діяльності в межах якої шляхом комбінації ресурсів підприємець домагається максимізації доходу.
27266. Недоліки ринку і необхідність сполучення ринкового механізму з державним регулюванням економіки. Економічні функції держави та система методів державного впливу на економіку 25.09 KB
  На сучасному етапі основними завданнями державних органів управління в Україні є: створення умов для зайнятості працездатного населення і забезпечення соціального захисту громадян; охорона навколишнього середовища та забезпечення раціонального природокористування; формування фінансовобюджетної політики та її реалізація; кредитногрошове регулювання контроль за грошовим обігом; проведення цінової політики; здійснення зовнішньоекономічної діяльності та організація міжурядових відносин створення державного валютного фонду; розвиток місцевого...
27267. Економічні потреби та їх класифікація. Закон зростання потреб 27.11 KB
  Економічні потреби та їх класифікація. Закон зростання потреб. Кінцевою метою виробництва є задоволення різноманітних потреб людини як особистості споживача і виробника. Виробництво яке працює не з метою задоволення потреб людини чи суспільства тобто заради власне виробництва є безглуздою витратою обмежених ресурсів землі корисних копалин довкілля економічних благ і робочої сили.
27268. Економіка як специфічна сфера людської діяльності та об’єкт наукового пізнання. Основні напрямки розвитку теоретичної економічної науки 20.58 KB
  До духовної сфери діяльності відноситься мистецтво сфера послуг і наука. У Віктора Гюго є таке висловлювання: Наука безперервно рухається вперед перекреслюючи саму себе. Наука є складовою частиною духовної культури людства.Отже наука виступає як: специфічна форма суспільної свідомості основою якої є система знань; процес пізнання закономірностей об'єктивного світу; певний вид суспільного розподілу праці; процес виробництва знань і їх використання.
27269. Предмет і функції політичної економії. Роль теоретичної і економічної науки у формуванні сучасного економічного мислення 20.56 KB
  Роль теоретичної і економічної науки у формуванні сучасного економічного мислення. Мислення це психологічний процес із відкриттям нового знання вирішення проблеми на основі переробки отриманої інформації. Мислення є найбільш загальною і опосередкованою формою психологічного відображення що встановлює звязок між пізнаваними обєктами. Економічне мислення складова мислення людини взагалі.