Формование и спекание порошков

Формование (прессование) является одной из самых трудоёмких операций порошковой металлургии. Формование возможно осуществлять без применения давления и с применением давления.

Без применения давления формование может осуществляться двумя способами:

1) Путём свободной засыпки порошка в форму с последующим уплотнением вибрацией или без него;

2) Шликерным литьем. Сущность шликерного литья состоит в суспензировании порошковой смеси определённого химического и гранулометрического состава в жидкой среде до консистенции сметаны и заливке её в пористую керамическую или гипсовую форму, являющуюся «негативом» изделия. Жидкая фаза суспензии удаляется, впитываясь в материал формы через поры. При высыхании суспензии частицы порошка сцепляются между собой, образуя прочную заготовку пористостью 30…60 %, которая извлекается из формы и отправляется на спекание.

С применением давления существует множество способов формования. Наиболее распространённые из них:

1) Прессование в пресс-форме (рис.6.2, а). Осуществляется в закрытых матрицах с помощью пуансона. Давление может создаваться одним пуансоном (односторонне прессование) или двумя (двухсторонне прессование).

2) Прокатка металлических порошков – непрерывное прессование порошка валками прокатного стана (рис.6.2, б).

а)	б)

Рис. 6.2. Способы формования порошковых изделий: в пресс-форме (а) и прокаткой (б).

Спекание – нагрев и выдержка порошковой прессовки при температуре ниже точки плавления основных компонентов с целью обеспечения заданных механических и физико-химических свойств. Различают два вида спекания: 1) Твёрдофазное спекание – спекание при котором температура процесса недостаточна для расплавления самого легкоплавкого компонента порошковой смеси; 2) Жидкофазное спекание – спекание, основанное на частичном расплавлении одного из компонентов порошковой шихты или образовавшейся при спекании эвтектики. Для спекания используют электрические печи периодического (шахтные, камерные) и непрерывного (конвейерные, толкательные) действия.

Часто для получения изделий высокой плотности осуществляют горячее прессование – комбинированный процесс прессования и спекания, когда прессование ведут при температуре, превышающей температуру рекристаллизации основного компонента порошка.