Порошковые сплавы

Лекция №10.

1.Общие сведения.

2.Получение металлических порошков.

3.Формирование и спекание.

4.Отделочные операции.

5.Номенклатура порошковых деталей.

Общие сведения.

Методы порошковой металлургии позволяют получать сплавы из металлов, не растворяющихся друг в друге при расплавлении, а также сплавы из тугоплавких металлов. Порошковая металлургия позволяет получать пористые материалы и детали из них, а также детали, состоящие из двух (биметаллы) и более слоев различных металлов и сплавов.

Технологический процесс производства изделий методом порошковой металлургии состоит из следующих основных операций:

-получение металлического порошка или смеси порошков разнородных материалов.,

-формирование и спекание.,

-отделочные операции.

Получение металлических порошков.

Металлические порошки получают механическими и физико-химическими методами.

При механических методах порошки вырабатывают измельчением (дробление, размол) твердых или распылением (кинетической энергией воздуха, воды, инертных газов) жидких металлов без изменения их химического состава.

При физико-химических методах происходит изменение химического состава и свойств исходного материала (химическое восстановление металлов из окислов, электролиз расплавленных солей и др.).

Характеристиками основных технологических свойств порошков являются:

-насыпная масса- масса 1см³ свободно насыпанного порошка в граммах. Для изготовления высокопористых изделий (фильтры) используют порошки с малой насыпной массой, а для нагруженных деталей- с большой насыпной массой.,

-текучесть- способность порошка заполнять форму, в большой степени влияет на равномерность заполнения формы порошком и на скорость уплотнения при прессовании.,

-прессуемость- способность порошка уплотняться под воздействием внешней нагрузки., характеризуется прочностью сцепления частиц порошка после прессования.,

-спекаемость- прочность сцепления частиц, возникающая в результате термической обработки прессованных заготовок.

Формирование и спекание.

Формирование заготовок и изделий производится прессованием порошков в холодном или горячем состоянии, прокаткой или другими способами.

При холодном прессовании в пресс-форму засыпают порошок (смесь) и рабочим пуансоном производят прессование на гидравлических или механических (эксцентриковых, кривошипных) прессах. Усилие прессования достигает 1000 Мпа в зависимости от состава порошка и назначения изделия.

При горячем прессовании в пресс-форме изделие не только формируется, но и подвергается спеканию, что позволяет получать беспористый материал с высокими физико-механическими свойствами.

Прокатка металлических порошков является непрерывным процессом получения изделий в виде лент, полос, проволоки путем деформирования в холодном или горячем состоянии.

Сначала порошок из бункера поступает в зазор между вращающимися обжимными валками и формируется в заготовку, которая направляется в проходную печь для спекания, а затем прокатывается в чистовых валках под размеры готового изделия.

Прокаткой можно получить однослойные и многослойные изделия.

Спекание металлических порошков придает заготовкам и изделиям необходимую прочность и твердость. Операция спекания состоит в нагреве и выдержке изделий некоторое время в печи при температуре, примерно равной 0,6-0,8 от температуры плавления основного комопнента.

Отделочные операции.

Отделочные операции придают изделиям окончательную форму и точность размеров. Готовые изделия после спекания подвергают операциям: калибрования, обработки резанием, химико-термической обработки и повторного прессования.

Повторное прессование используют для изготовления деталей сложной формы. Повторным прессованием обеспечиваются заданные размеры и требуемая форма изделия, когда первым прессованием формируется заготовка с приближенными размерами и более простой формы.

Машиностроение является основным потребителем порошковых деталей. На долю машиностроительных деталей приходится до 80% всего объема производимых конструкционных порошковых деталей.

Для изготовления деталей используют восстановленные и распыленные порошки углеродистой и низколегированной стали. При необходимости применяют цементацию, закалку нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) или объемную закалку, обработку паром для повышения коррозионной стойкости и дополнительно износостойкости.

Номенклатура порошковых деталей.

В настоящее время на автомобилях применяют следующие порошковые детали: шкивы распределительных валов для зубчатоременных передач, ступицы и конусы синхронизаторов, ведущие шестерни масляного насоса, крышки корпуса подшипников коленчатого вала, детали узла управления с усилением, гильз цилиндров, сборных распределительных валов, различных типов коромысел и седел клапанов. Исследуются возможности изготовления из порошковых материалов дверных петель, вилок и скользящих муфт коробки передач.

Дата добавления: 2014-01-13