Тема 11. Порошкова металургія

Порошкова металургія — галузь науки і техніки, яка охоплює виробництво металевих порошків, а також виробів з них або їхніх сумішей з неметалевими порошками. Важливими відмінними рисами даної галузі є одержання речовин у порошкоподібному стані та проведення операції нагрівання (спікання) заготовок із порошків при температурі нижче точки плавлення відповідного металу або, у випадку суміші різнорідних порошків, нижче температури плавлення найменш тугоплавкого компонента основи. Таким чином, послідовне здійснення в єдиному циклі операцій одержання порошку і перетворення його у виріб становить суть порошкової металургії.

Серед наявних різноманітних способів обробки металів порошкова металургія займає своє особливе місце, тому що дозволяє не тільки робити вироби різних форм і призначень, але і створювати принципово нові матеріали, одержати які іншими шляхом украй важко або взагалі неможливо. Порошкова металургія успішно конкурує з литтям, обробкою тиском, різанням та іншими методами, доповнюючи або заміняючи їх.

Схема виробництва

Типова технологічна схема виробництва заготовок і виробів методом порошкової металургії включає чотири основні операції: 1) одержання порошку вихідного матеріалу, 2) формування заготовки з нього 3) спікання, 4) остаточну обробку (регулювання структури, калібрування, механічну і хіміко-термічну обробки). Кожна з зазначених операцій вносить свій важливий внесок у формування всіх властивостей кінцевих порошкових виробів. Можливі відхилення від наведеної типової технологічної схеми можуть виражатися в поєднанні операцій формування і спікання при гарячому пресуванні, у спіканні вільно насипаного порошку (при відсутності формованої заготовки з порошку), під час відсутності якої-небудь обробки після спікання та ін.

Сукупність основних технологічних операцій дозволяє вирішувати за допомогою порошкової металургії два найважливіші завдання:

· виготовлення матеріалів і виробів з особливими складами, структурами та властивостями, які недосяжні іншими методами виробництва; прикладом можуть служити порошкові матеріали і пористі вироби (антифрикційні, фрикційні, фільтри та ін.), високотемпературні тугоплавкі метали, дисперснозміцненні, волокнисті матеріали та ін.), інструментальні (тверді сплави, надтверді матеріали й ін.) і ін.;

· виготовлення матеріалів і виробів зі звичайними складами, структурами і властивостями, але при значно більше вигідних економічних показниках їхнього виробництва.

Класифікація методів одержання порошків

Виробництво порошку — перша технологічна операція методу порошкової металургії. Способи одержання порошків досить різноманітні, що дозволяє широко варіювати їхні властивості. Це, у свою чергу, уможливлює додання виробам з порошку необхідних фізичних, механічних та інших спеціальних властивостей. Крім того, метод виготовлення порошку значною мірою визначає його якість і собівартість.

Способи одержання порошків діляться на механічні та фізико-хімічні.

Механічні методи забезпечують перетворення вихідного матеріалу в порошок без помітної зміни його хімічного складу. Найчастіше використовують здрібнювання твердих матеріалів у млинах різних конструкцій і диспергування розплавів.

До фізико-хімічних методів відносять технологічні процеси виробництва порошків, пов'язані з фізико-хімічними перетвореннями вихідної сировини. У результаті одержуваний порошок за хімічним складом істотно відрізняється від вихідного матеріалу.

ТЕРМІНОЛОГІЧНИЙ СЛОВНИК