Подготовка порошков к формованиюСтр 1 из 2Следующая ⇒
Пермский государственный технический университет Кафедра «Сварочного производства и технологии конструкционных материалов»
ЛЕКЦИЯ № 13
По дисциплине
Технология конструкционных материалов (ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ)
Механико-технологический факультет (для специальности ТМСб) Тема: «Основы порошковой металлургии»
(наименование темы лекции)
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Приветствие, проверка наличия и готовности студентов к занятию, соблюдения порядка в аудитории. Объявление темы, цели, учебных вопросов лекции, ее актуальности и значимости для выбранной профессии Доведение списка литературы по материалу лекции.
УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:
Технология порошковой металлургии. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Доведение основных выводов по теме лекции и ее значение для будущей профессиональной деятельности. Доведение задания на самоподготовку, ответы на вопросы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Фетисов Г.П. и др. Материаловедение и технология металлов. – М.: «Высшая школа», 2001. – 638 с.
УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:
1. Наглядные пособия: - Комплект слайдов по теме лекции, плакаты.
2. Технические средства обучения: - Графопроектор.
3. Приложения: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (при необходимости)
ТЕКСТ ЛЕКЦИИ Первый учебный вопрос. Технология порошковой металлургии При разработке материалов и изготовлении деталей методом порошковой металлургии используют порошки металлов или неметаллических веществ. Технология порошковой металлургии включает в себя следующие этапы: получение порошков, подготовку их к формованию, изготовление смеси порошков, формование из них заготовок, спекание заготовок и при необходимости дополнительную обработку спечённых изделий. Метод порошковой металлургии позволяет получать материалы, которые другими методами получить невозможно: из металлов со значительной разницей в температуре плавления (например, W - Сu, W - Ag, Мо - Сu), из металлов и неметаллов (бронза - графит), материалы с заданной пористостью (вкладыши подшипников, фильтры); электрическими, магнитными и другими свойствами. Порошковая металлургия отличается минимальными отходами материалов, позволяет сократить станочный парк и число рабочих для производства деталей. Получение порошков Для изготовления спечённых изделий применяют порошки размером от 0,5 до 500 мкм. Получают такие порошки механическими и химическими методами. Механические методы. К ним относятся: распыление жидкого металла, размол стружки и других отходов металлообработки, дробление в вибрационной мельнице. Распыление жидкого металла осуществляется струей воды или газа под давлением 50...100 МПа. Этим методом получают порошки железа, ферросплавов, нержавеющей стали, жаропрочных сплавов, цветных металлов. Размол отходов металлообработки в вихревых или шаровых мельницах. Дробление в вибрационной мельнице применяют для получения порошков из твердых и хрупких материалов (карбидов, оксидов, керамики и др.). Химические методы заключаются в восстановлении металлов из оксидов или солей углеродом, водородом, природным газом. Восстановлением получают порошки железа (из окалины), вольфрама, молибдена, хрома, меди. Сюда же относится метод термической диссоциации карбонилов – соединений типа Мех(СО)у (где Ме – один из металлов), обеспечивающий получение порошков высокой чистоты. Этим методом получают порошки железа, никеля, кобальта и некоторых других металлов. Подготовка порошков к формованию Для получения качественных заготовок или деталей порошки предварительно отжигают, разделяют по размерам частиц, смешивают. Отжиг порошка способствует восстановлению оксидов, удалению углерода и примесей, устранению наклепа, что стабилизирует его свойства и улучшает прессуемость. Отжигу подвергают порошки, полученные механическим измельчением. Порошки размером более 50 мкм разделяют с помощью набора сит с различным сечением ячеек, а более мелкие – воздушной сепарацией. Свойства порошковых изделий определяются качеством смешивания компонентов. Эта операция обычно осуществляется в специальных смесителях, вибрационных мельницах. В ряде случаев в порошковую массу вводят различные технологические наполнители, улучшающие прессуемость порошков (например, раствор каучука в бензине), обеспечивающие получение заготовок экструдированием (выдавливанием) или их механическую обработку (парафин, воск), получение заготовок литьем (спирт, бензол) и др. Формовка заготовок Процесс формования заготовок состоит в уплотнении порошка под действием приложенного давления с целью получения из него заготовок определенной формы. Формование осуществляется прессованием, экструдированием, прокаткой. Прессование обычно производится в холодных или горячих пресс-формах. Крупные заготовки получают гидростатическим способом. Холодное прессование заключается в следующем (рис. 1). В стальную матрицу 3 пресс-формы с поддоном 1 засыпают определенное количество порошковой шихты 2 и прессуют ее пуансоном 4. При этом резко уменьшается объем порошка, увеличивается контакт между отдельными частицами, происходит механическое их сцепление. Поэтому прочность прессовки повышается, а пористость уменьшается. Недостатком такой схемы прессования является неравномерность распределения давления по высоте заготовки из-за трения ее о стенки матрицы 3. Поэтому заготовки, полученные в таких прессформах, обладают различной прочностью, плотностью и пористостью по высоте. Таким способом получают заготовки простой формы и небольшой высоты. Для устранения этого недостатка применяют двустороннее прессование с помощью двух подвижных пуансонов 4. При такой схеме, кроме того, давление прессования уменьшается на 30...40 %. В зависимости от требуемой пористости и прочности материала заготовки, а также ее формы давление прессования составляет 0,1...1 ГПа. Горячее прессование совмещает формование и спекание заготовок. Этот процесс осуществляется в графитовых пресс-формах при индукционном или электроконтактном нагреве. Благодаря высокой температуре давление при горячем прессовании можно значительно уменьшить. Горячее прессование отличается малой производительностью, большим расходом пресс-форм, поэтому применяется для получения заготовок из жаропрочных материалов, твердых сплавов, чистых тугоплавких металлов (W, Мо). Гидростатическое прессование заключается в обжатии порошка, помещенного в эластичную (например, резиновую) оболочку, с помощью жидкости в гидростате под давлением до 2 ГПа. Этот метод позволяет получать крупногабаритные заготовки типа цилиндров и труб с равномерной плотностью по всему объему. Экструдированием называется процесс формования заготовок выдавливанием шихты через матрицу с отверстиями различного сечения (рис. 20). Для этого исходный порошок замешивают с пластификатором (парафином, воском) в количестве, обеспечивающем шихте консистенцию пластилина. Этим способом получают прутки, профили различного сечения. Для получения полых изделий (труб и др.) в матрице располагают соответствующую оправку. Прокатка осуществляется путем обжатия порошковой шихты между горизонтально расположенными валками. Этим способом получают пористые и компактные ленты, полосы и листы толщиной 0,02...3 мм и шириной до 300 мм из железа, никеля, нержавеющей стали, титана и других металлов. Процесс прокатки легко совмещается со спеканием и другими видами обработки. Для этого полученную заготовку пропускают через проходную печь и затем подают на прокатку с целью калибровки. Прокаткой можно получать и двухслойные заготовки (например, железо - медь). Для этого в бункере необходимо установить перегородку для разделения его на две секции вдоль вaлков. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|