Физико-химические способы получения

Металлических порошков.

К этой группе способов относятся процесс межкристаллитной коррозии и метод электролиза.

Метод получения порошков путем использования явления межкристаллитной коррозии применяется при изготовлении порошков нержавеющей стали 1Х18Н9. Исходным материалом являются обрезки листовой стали. Отожженную сталь погружают в 10…16 % водный раствор серной кислоты и 10…16 % раствор сернокислой меди, затем кипятят. В результате отдельные зерна становятся разъеденными и такой металл затем легко превращается в порошок.

Метод электролиза. Этим методом получают порошки, осаждая на катоде металл, слой за слоем. Металл получается пористым, благодаря одновременному выделению водорода и поэтому легко измельчается в порошок.

Путем электролиза получают порошки электролитической меди, цинка, кобальта, вольфрама, молибдена, хрома, тантала, ниобия, цезия, титана, циркония.

Металлические порошки получают и путем растворения металлов в ртути.

Метод производства металлических порошков электролизом водных растворов или расплавов солей металлов. Этот метод основан на разложении солей соответствующих металлов под действием постоянного электротока с последующим осаждением на катоде частиц металла. Источником ионов металла, осаждающихся на катоде, в одних случаях является растворимый анод, состоящий из металла, подвергаемого электролизу, в других – источником металлических ионов является сам электролит, а аноды не растворимы.

Основную массу медных порошков в нашей стране получают путем катодного осаждения меди из сернокислых растворов (CuSO₄ и H₂SO₄).

Серебряный порошок получают электролизом раствора азотнокислого серебра; анодом является прокатанное серебро, катодом – алюминий.

Главный недостаток электролитических методов – сравнительно низкая производительность и высокая энергоемкость оборудования.

В России исходным сырьем при производстве чистого железного порошка электролизом расплавленных хлористых солей служит восстановленное губчатое железо. Электролитический железный порошок характеризуется высокой чистотой (не менее 99,9 % Fe_общ). Ведутся работы по получению порошков сплавов никель-алюминий, железо-никель, железо-алюминий, медь-цинк, медь-никель, никель-кобальт и др.

Порошки металлокерамических твердых сплавов получают из порошков, состоящих в основном из карбидов металла.

Исходным материалом для получения карбидов служат металлические порошки и сажа. Смешивание металлического порошка и сажи производится в шаровых мельницах в течение 12…24 часов. Затем смесь в угольных лодочках нагревают в печи до температуры 1350…1500 °С в течение 40…50 мин.; полученный карбид измельчают в шаровых мельницах.

Карбиды титана получают аналогичным способом, только исходным материалом служит двуокись титана.

Составление смеси порошков.

Перед приготовлением смеси порошки дополнительно очищают, сушат, измельчают, классифицируют по размерам. Затем производят смешивание порошка в полуконических смесителях, барабанах со смещенной осью вращения, шаровых мельницах и других устройствах.

В процессе смешивания добавляют:

- жидкости (вода, лучше этиловый спирт, т.к. испаряется быстрее, бензин), чтобы не было сцепления между частицами;

- смазывающие и пластифицирующие добавки для облегчения формования и повышения стойкости инструмента (парафин, стеарин, олеиновая кислота, бензол);

- добавки, обеспечивающие требуемую пористость (летучие, легкоплавкие вещества);

- склеивающие вещества (глицерин, воск, раствор каучука в бензине, коллоиды и т.д.).

Все эти добавки вводятся в количестве до 1 %.