Название: Технологии отрасли(Э.З. Мартынов )

Жанр: Технические

Просмотров: 1424


5.5. технологические процессы порошковой металлургии

 

1. Приготовление шихты и дозировка. Сначала порошки очищают химическим, гидромеханическим или магнитным способами, затем измельчают в шаровых мельницах. Возникающий при измельчении наклёп снимают отжигом в защитной атмосфере.

Далее шихту (исходные материалы) разделяют на фракции путём просеивания через набор сит, а при величине зерна менее 50 мкм применяют воздушную сортировку. Подготовленные порошки смешивают в вибрационных или барабанных смесителях. Дозируют по массе или объёму.

2. Формование в стальных пресс-формах применяют для мелких деталей. Для изготовления крупных изделий из тугоплавких металлов (труб, стержней) применяют гидростатическое прессование. Для получения листов, полос и лент применяют прокатку.

Рассмотрим прессование как наиболее массовый метод

(рис. 5.4). Прессование производится как на специализированных прессах, так и на обычных гидравлических, кривошипных и фрикционных. Специальные прессы применяются для изготовления сложных изделий; они имеют до 4…6 независимых рабочих перемещений. На обычных же прессах возможно прессование только простых по форме деталей.

          а                      б                          в                      г

 

 

Рис. 5.4. Схемы прессования: а – одностороннее; б – одностороннее

с подвижным внутренним вкладышем; в – двустороннее;

г – двустороннее с несколькими пуансонами

Существует два варианта прессования: «по давлению» и «до упора». В первом случае заготовка прессуется до определённого давления по манометру. Во втором – до замыкания пресс-формы. В первом случае обеспечивается одинаковая плотность заготовок, во втором – одинаковые размеры (второй применяется чаще).

3. Механическая доработка применяется для небольшого круга материалов, имеющих сравнительно высокую прочность после формования. Механическая доработка позволяет получить на изделии сложные фасонные элементы, невозможные для прессования (резьба).

4. Спекание обеспечивает сцепление частиц порошка вследствие диффузии атомов. При правильном выполнении этого процесса частицы порошка «спаиваются» (слипаются) настолько прочно, что как бы перестают существовать самостоятельно.

Спекание производят при температуре примерно равной (0,65…0,79) tпл. основного компонента сплава в водородных или вакуумных печах для защиты от окисления.

Процесс спекания порошковых материалов делится на три этапа: 1) нагрев до 100…200 °С для удаления влаги; 2) нагрев до 50 \% tпл. для снятия упругих напряжений и активного сцепления частиц; 3) нагрев до температуры спекания для обеспечения процессов диффузии и полного сцепления частиц; время выдержки на этом этапе составляет 30…80 мин.

Иногда для получения повышенной плотности применяют неполное спекание (без этапа 3), повторное прессование и окончательное спекание.

5. Горячее прессование заключается в одновременном прессовании и спекании, что сокращает время операции в 20…30 раз. Оно выполняется при меньшей температуре. Но недостатком этого процесса является низкая стойкость дорогих пресс-форм. Например, в мелкосерийном производстве применяют графитовые пресс-формы, выдерживающие 3–5 прессовок при температуре 1500 °С.

6. Калибрование. При обычном процессе порошковой металлургии можно получить детали сравнительно невысокой точности 10…12 кв и шероховатостью RZ = 20…10 мкм. Для повышения точности таких деталей выполняют калибрование в специальных прессформах (точных!) при удельном давлении до

100 Кпа и при условии достаточной пластичности материала. При этом точность размеров повышается до 8…9 кв (нормально) и RA до 2,5…6,3 мкм.

После калибрования на поверхность детали можно наносить любое гальваническое покрытие.