Металлокерамика

Металлокерамикой называются детали полученные из металлических порошков.

В производстве электрических машин этим методом изготавливают контактные кольца, коллекторные пластины, полюсные наконечники, крышки подшипников, постоянные магниты, втулки, шестерни, рычаги, контакты, подшипниковые втулки. Изготовляемые детали можно разделить на токоведущие, конструкционные и антифрикционные. Исходными материалами для изготовления деталей является металлические порошки, состоящие из мелких частиц (0,5…500) мкм различных металлов и их окислов. Основными техническими свойствами порошков является текучесть, прессуемость, спекаемость. Прессование порошков осуществляют в прессформах на гидравлических, механических прессах, давление 200-1000 МПа, в зависимости от формы, размеров, требуемой плотности заготовки. При использовании вибрационного прессования давление может быть уменьшено.

Металлокерамический метод применяют в следующих случаях: когда это наиболее экономически целесообразно; когда необходима специальная структура материала детали, которую нельзя получить иными способами.

Преимущества металлокерамики:

- отсутствие отходов;

- высокая точность размеров (11…12 квалитет);

- высокое качество поверхности (шероховатость поверхности R_а = 3,2…6,3 мкм);

- полученные заготовки можно обрабатывать резанием, сваривать, ковать.

Недостатки:

- метод неэкономичен при единичном и мелкосерийном производстве;

- масса заготовок не более 2-х кг.

Технологический процесс изготовления металлокерамических деталей

1) Получение металлических порошков измельчением чистых металлов или их сплавов в зависимости от требуемого состава детали.

Способы получения порошков:

- механические (на мощном прессе измельчением, в шаровой мельнице и т. п.);

- электрические (электролиз, электроискровой способ);

- распыление расплавленного металла.

2) Составление шихты смешиванием порошков в барабанах или шаровых мельницах.

3) Дозировка весовым или объёмным методом как при прессовании пластмасс.

4) Прессование в стальных прессформах на прессах при удельном давлении 6т/см² (6*10⁸н/м²) и выше.

5) Спекание в электропечи для повышения прочности заготовки. Температура должна быть ниже точки плавления наиболее легкоплавкого компонента. Во избежание окисления, спекание производят в защитной среде.

6) Повторное калибровочное прессование для получения заданных размеров и структуры, и для уменьшения пористости детали. После извлечения заготовки из прессформы её размеры увеличиваются на 0,3…0,5%.

7) Термообработка (цементация, закалка, отпуск) при необходимости.

8) Контроль.

- в процессе прессования необходимо контролировать режимы прессования и спекания;

- в готовых изделиях проверяют отсутствие трещин или расслоений коробление, искажение формы деталей;

- контроль плотности детали.