Получение металлических порошков
Теоретические основы получения металлических порошков.
Последовательность, методы, элементы, устройство и циклы.
Получение металлических порошков в промышленных масштабах требует особых знаний и навыков.
Порошковая металлургия — технология получения металлических порошков и изготовления изделий из них (или их композиций с неметаллическими порошками). В общем виде технологический процесс порошковой металлургии состоит из четырёх основных этапов: производство порошков, смешивание порошков, уплотнение (прессование, брикетирование) и спекание.
Применяется как экономически выгодная замена механической обработки при массовом производстве. Технология позволяет получить высокоточные изделия. Также применяется для достижения особых свойств или заданных характеристик, которые невозможно получить каким-либо другим методом.
Порошковая металлургия развивалась и позволила получить новые материалы — псевдосплавы из несплавляемых литьём компонентов с управляемыми характеристиками: механическими, магнитными, и др.
Несмотря на разнообразие методов, является наиболее трудоёмкой и дорогой стадией технологического процесса. Физические, химические и технологические свойства порошков, форма частиц зависят от способа их производства. Вот основные промышленные способы изготовления металлических порошков:
Механическое измельчение металлов в вихревых, вибрационных и шаровых мельницах.
Распыление расплавов (жидких металлов) сжатым воздухом или в среде инертных газов. Метод появился в 1960-х годах. Его достоинства — возможность эффективной очистки расплава от многих примесей, высокая производительность и экономичность процесса.
Восстановление руды или окалины. Наиболее экономичный метод. Почти половину всего порошка железа получают восстановлением руды.
Электролитическое осаждение металлов из растворов.
Использование сильного тока, приложенного к стержню металла в вакууме. Применяется для производства порошкового алюминия.
В промышленных условиях специальные порошки получают также осаждением, науглероживанием, термической диссоциацией летучих соединений (карбонильный метод) и другими способами.
Типовой технологический процесс изготовления деталей методом порошковой металлургии состоит из следующих основных операций: приготовление шихты (смешивание), формование, спекание и калибрование.
Смешивание — это приготовление с помощью смесителей однородной механической смеси из металлических порошков различного химического и гранулометрического состава или смеси металлических порошков с неметаллическими. Смешивание является подготовительной операцией. Некоторые производители металлических порошков для прессования поставляют готовые смеси.
Формование изделий осуществляется путём холодного прессования под большим давлением (30-1000 МПа) в металлических формах. Обычно используются жёсткие закрытые пресс-формы, пресс-инструмент ориентирован, как правило, вертикально. Смесь порошков свободно засыпается в полость матрицы, объёмная дозировка регулируется ходом нижнего пуансона. Прессование может быть одно- или двусторонним. Пресс-порошок брикетируется в полости матрицы между верхними и нижним пуансоном (или несколькими пуансонами в случае изделия с переходами). Сформированный брикет выталкивается из полости матрицы нижним пуансоном. Для формования используется специализированное прессовое оборудование с механическим, гидравлическим или пневматическим приводом. Полученная прессовка имеет размер и форму готового изделия, а также достаточную прочность для перегрузки и транспортировки к печи для спекания.
Спекание изделий из однородных металлических порошков производится при температуре ниже температуры плавления металла. С повышением температуры и увеличением продолжительности спекания увеличиваются усадка, плотность, и улучшаются контакты между зёрнами. Во избежание окисления спекание проводят в восстановительной атмосфере (водород, оксид углерода), в атмосфере нейтральных газов (азот, аргон) или в вакууме. Прессовка в итоге, в зависимости от материала и технологического режима, может превратиться в монолитное изделие или пористое спеченное изделие, технологическая связка при этом выгорает (в начале спекания).
Калибрование изделий необходимо для достижения нужной точности размеров, улучшается качество поверхности и повышается прочность.
Иногда применяются дополнительные операции: пропитка смазками, механическая доработка, термическая, химическая обработка и др.
Благодаря структурным особенностям продукты порошковой металлургии более термостойки, лучше переносят циклические перепады температур и напряжений деформации, а также радиоактивного излучения.
Однако порошковая металлургия имеет и недостатки, сдерживающие её развитие: сравнительно высокая стоимость металлических порошков, необходимость спекания в защитной атмосфере, что также увеличивает себестоимость изделий порошковой металлургии, невозможность изготовления в некоторых случаях заготовок больших размеров, необходимость использования чистых исходных порошков для получения чистых металлов.
-
1:57:39
Redacted News
4 hours agoNATIONAL EMERGENCY! DEVASTATION WORSE THAN HURRICANE KATRINA, MEDIA SILENT | Redacted News
117K264 -
46:00
Candace Show Podcast
4 hours agoKamala Must Answer For This Deranged Lie | Candace Ep 75
85.5K437 -
1:01:59
In The Litter Box w/ Jewels & Catturd
1 day agoMIA: Hurricane Helene Harris | In the Litter Box w/ Jewels & Catturd – Ep. 657 – 9/30/2024
64.3K41 -
1:13:27
Lee Camp
6 hours agoLIVE: The US Fights To STOP Peace From Breaking Out (& much more)
39K -
2:00:02
Film Threat
10 hours agoVERSUS: THE PENGUIN + MEGALOPOLIS | Film Threat Versus
30.2K2 -
2:00:33
Revenge of the Cis
5 hours agoEpisode 1383: Emasculated
34.9K11 -
6:39:54
LumpyPotatoX2
10 hours agoThrone & Liberty: Starring SirLumpy | Early Access - #RumbleGaming
51.9K5 -
2:16
Chicks in the Office
4 hours agoWhy DWTS Won't Come Between Bachelor Nation's Joey & Kelsey
39.5K9 -
3:03
GunBroker.com
12 days agoFeatures of the Colt Python and Colt Anaconda Revolvers | GunBroker
38.8K2 -
59:19
Graham Allen
6 hours agoIn The HotSeat Episode 15: The “Border Czar”
45.3K32