Производство порошковых изделий

Значительное место в создании прогрессивных современных материалов занимает порошковая металлургия. Отличительной чертой порошковой металлургии является совокупность приёмов, позволяющих изготовлять полуфабрикаты и изделия из порошков металлов, сплавов и металлоподобных соединений или их смесей с неметаллическими порошками. Это прогрессивное производство, в котором сочетаются методы металлургии, материаловедения и металлообработки.

Сущность метода порошковой металлургии:

Получение порошков исходных материалов и приготовление из них порошковой шихты заданного химического состава, формование (прессование) порошков в заготовки требуемой формы; термическая обработка (спекание) заготовок для предания им достаточной механической прочности и других свойств.

Основные преимущества порошковой металлургии перед другими технологическими процессами:

Возможность изготовления деталей из тугоплавких металлов и соединений, когда другие методы использовать невозможно.

Значительная экономия металла за счёт получения изделий высокой точности, в минимальной степени нуждающихся в последующей механической обработке (отходы составляют не более 1…3%).

Возможность получения материалов максимальной чистоты.

Простота технологий порошковой металлургии.

Особенность порошковой технологии:

- Применение исходного материала в виде порошков, из которых прессованием формуются изделия заданной формы и размеров;

- Полученные заготовки подвергаются спеканию при температуре ниже температуры плавления основного компанента.

Основной производитель и потребитель порошковых изделий:

ООО "Димитровградский завод порошковой металлургии" (ООО "ДЗПМ") одно из основных производителей изделий из металлических порошков в России. Предприятие разрабатывает технологии производства деталей из материалов на железной и медной основе, с добавлением легирующих компонентов (C, S, P, Sn, Mn, Ni, Mo, Co), чтобы произвести точные изделия для двигателей, коробок передач, узлов подвески, кузова автомобилей, а также электротехнического и потребительского назначения.

Новые технологические процессы порошковой металлургии:

Высокотемпературный синтез - СВС

Основные технологические операции порошковой металлургии:

Приготовление шихты и дозировка.

Формование в стальных пресс – формах применяют для мелких деталей. Для изготовления изделий из тугоплавких металлов применяют гидростатическое прессование. Для получения листов, полос и лент применяют прокатку. Механическая доработка применяется для небольшого круга материалов, имеющих сравнительно высокую прочность после формования. Спекание обеспечивает сцепление частиц порошка вследствие диффузии атомов. Горячее прессование заключается в одновременном прессовании и спекании, что сокращает время операции.

Большое число конструкционных изделий изготавливается из порошковых смесей на основе железного порошка с добавками графита и легирующих элементов.

Среди технологических методов производства конструкционных изделий наибольшее применение имеет метод Прессования

Преимущества прессования в закрытых пресс-формах:

Возможность изготовления изделия сложной формы.

Перспективное направление в увеличении срока службы различных металлических конструкций –

Применение внешнего обжатия напряжённой арматурой и наклеивание композитных лент и композитных панелей. Это пассивный метод — усиление композиционными материалами — является бесспорным инновационным достижением в области строительных технологий, работая в течение двух десятилетий по всему миру. Композитные системы усиления показывают отличные результаты в реальной работе и в зонах сейсмической активности

Исходными материалами порошковой металлургии являются порошки чистых металлов, сплавов и порошки неметаллических материалов.

Свойства металлических порошков:

Свойства металлических порошков характеризуются химическими, физическими и технологическими характеристиками. Химические свойства металлического порошка зависят от их состава, который зависит от метода получения порошка и химического состава исходных материалов. Физические свойства частиц характеризуют: форма, размеры и гранулометрический состав, удельная поверхность, плотность и микро твёрдость.

В связи с этим технология изготовления порошковых изделий и их свойства зависят от предыстории порошка. Метода его получения.

Методы получения порошков

Способы получения порошков делятся на механические и физико-химические. К физико-химическим методам относят технологические процессы производства порошков, связанные с физико-химическими превращениями исходного сырья. В результате получаемый порошок по химическому составу существенно отличается от исходного материала. Механические методы обеспечивают превращение исходного материала в порошок без заметного изменения его химического состава. Чаще всего используют измельчение твердых материалов в мельницах различных конструкций и диспергирование

Под механическими методами получения порошков понимают:

Такие технологические процесс, при которых в результате действия внешних механических сил исходный металл измельчают в порошок без изменения его химического состава.

К механическим методам получения порошков относятся:

Измельчение металла резанием, размол в шаровых мельницах, измельчение в вихревых мельницах, дробление в инерционных дробилках, а также распыление струи жидкого металла паром, водой, сжатым газом.

Недостатком метода измельчения металла путём резания является

При резании металлов частицы порошков получаются крупными, неравноосными. Такие порошки плохо прессуются, а спрессованные из них заготовки имеют малую прочность и большую склонность к образованию трещин.

Под физико-химическими методами получения порошков понимают

Такие технологические процессы, при которых вследствие глубоких физико – химических превращений металлов или сплавов переходят в порошкообразное состояние. При этом полученный порошок может отличаться по химическому составу от исходных продуктов.

К физико-химическим методам получения порошков относятся:

Восстановление твёрдыми восстановителями и газами, электролиз расплавленных сред или водных растворов, диссоциация карбонилов, метод испарения и конденсации.