Характеристика основных видов пластмасс .

 

10.4.3.1. Термопластичные полимеры и пластмассы.

Полиэтилен обладает рядом ценных свойств: влаго- и газонепроницаем, не на­бухает в воде, эластичен в широком интервале температур, устойчив к действию ки­слот и щелочей, обладает очень хорошими диэлектрическими свойствами. Полиэтилен выпускают высокого давления (ВД) и низкого давления (НД), различающийся мето­дом изготовления и физико-механическими свойствами. Основной недостаток поли­этилена - его невысокая термостойкость, изделия из него рекомендуется использо­вать при температуре не выше 80°С. Полиэтилен хорошо обрабатывается и перера­батывается всеми известными способами: литьем под давлением, вакуум формовани­ем, экструзией, механической обработкой, сваркой.

Поливинилхлорид. Пластифицированный поливинилхлорид называют пластиком, непластифицированный твердый листовой материал - винипластом. Пласт­массы на основе поливинилхлорида обладают хорошими диэлектрическими и меха­ническими свойствами. Однако они имеют невысокую теплостойкость, до 60°С. Поливинилхлорид не стоек к действию ароматических и хлорированных углеводородов и концентрированной азотной кислоты. Пластикаты применяют для изоляции и оболочек проводов и кабеля, для производства медицинских изделий, в строительной промышленности. Изделия из винипласта - это емкости в химическом машинострое­нии, аккумуляторные баки, вентили, клапаны, фитинги для трубопроводов, крышки, пробки, плитки для футеровки электролизных и травильных ванн, детали насосов и вентиляторов и др.

Полиамиды. Они отличаются сравнительно высокой прочностью и низким ко­эффициентом трения. Наибольшее распространение из полиамидов получил капрон как относительно дешевый и наименее дефицитный материал. Его износостойкость в несколько раз выше, чем стали, чугуна и некоторых цветных металлов. Наилучшими антифрикционными свойствами обладает капрон с добавлением 3-5% графита. Ввиду низкой теплопроводности капрона (в 250-300 раз меньше, чем у металлов) при конст­руировании (например, подшипников) необходимо принимать меры для обеспечения хорошего теплоотвода. Капрон отличается удовлетворительной химической стойко­стью, а также стойкостью к щелочам и большинству растворителей (бензину, спирту и др.). Для изготовления деталей из капрона и др. полиамидов наиболее широко ис­пользуют метод литья под давлением. Капрон хорошо обрабатывается резанием, склеивается и сваривается. Из него изготавливают детали антифрикционного назна­чения: подшипники, зубчатые колеса, кронштейны, рукоятки, крышки, корпуса, трубопроводную арматуру, прокладки, шайбы и т.п.

Полистирол. Это бесцветный прозрачный материал, обладающий абсолютной водостойкостью, высокими электроизоляционными свойствами, светостойкостью и твердостью. Полистирол стоек к плесени, к щелочным и кислым средам и растворя­ется ароматических и хлорированных углеводородах. Его диэлектрические свойст­ва мало изменяются при изменении температуры от -80 до +110°С. К недостаткам полистирола относят его малую теплостойкость, хрупкость и подверженность старению и растрескиванию. Перерабатывается полистирол методом литья под давлением, экструзией, выдуванием и механической обработкой. Из полистирола изготавливают панели, лабораторную посуду, трубки, стержни и различные профильные изде­лия.

Фторопласты. Эти полимеры состоят преимущественно из углерода и фтора. Наибольшее применение в промышленности получили непрозрачные для света фторопласт-4 и фторопласт-3. Фторопласт-4 химически абсолютно стоек. На него ока­зывают действие только расплавы солей щелочных металлов и фтор при высоких температурах. Коэффициент трения фторопласта-4 в семь раз ниже коэффициента трения хорошо полированной стали, что способствует использованию его в машино­строении для трущихся деталей без применения смазки. Фторопласт-4 работает в ин­тервале температур от -250 до +260°С. Фторопласт-4 не перерабатывается обычными методами для переработки термопластов, так как не переходит в вязко-текучее со­стояние. Изделия из фторопласта-4 получают спеканием при температуре 350-370°C порошка, спрессованного по форме детали. Фторопласты широко применяют для изготовления уплотнительных деталей, клапанов, мембран, химически стойких деталей (труб, кранов), самосмазывающихся вкладышей подшипников, реакторов, насосов, тары пищевых продуктов.

Полиметилметакрилат - иначе органическое стекло, обладает прозрачностью, твердостью, стойкостью к атмосферным воздействиям, водостойкостью, стойкостью ко многим растворителям, высокими электроизоляционными и антикоррозионными свойствами. Он выпускается в виде прозрачных листов и блоков. Органические стек­ла выгодно отличаются от минеральных стекол низкой плотностью, упругостью, от­сутствием хрупкости вплоть от -50-60°C, более высокой светопрозрачностью, легкой формуемостью в детали сложной формы, простотой механической обработки, а так­же свариваемостью и склеиваемостью. Однако твердость органического стекла ниже, чем у минерального, поэтому поверхность легко повреждается и его оптические свойства нарушаются, также ниже теплостойкость у органического стекла и оно лег­ко загорается. Органические стёкла применяются для изготовления санитарно-технического оборудование, светильников, фонарей, деталей приборов управления. Для изготовления применяют методы вакуумного формования, штамповки, вытяжки и выдувания.

Поликарбонаты. Это новые термопластичные материалы, обладающие ценны­ми свойствами: высокой поверхностной твердостью, ударной прочностью и тепло­стойкостью. Они водостойки и стойки к окислительным средам при повышенных температурах. Поликарбонаты совершенно прозрачны и могут быть использованы вместо силикатного стекла. Их применяют для изготовления зубчатых колес, втулок, клапанов, кулачков и др. Переработка их в изделия ведётся всеми способами, приме­няемыми к термопластам.

Пенопласт. Это полимер, отличающийся химической стойкостью и атмосферостоикостью. По водостойкости пенопласт аналогичен фторопластам, полиэтилену и полистиролу. Из пенопласта изготовляют химически стойкие изделия.

Полиимиды. Это новый вид термопластичных пластмасс, обладающих высокой нагревостойкостью (220-250°С), хорошими электрическими характеристиками и большими значениями механических характеристик. Эти пластмассы можно исполь­зовать при температурах до -155°C. Полиимиды химически стойки, они не растворя­ются в большинстве органических растворителей, на них не действуют разбавленные кислоты, минеральные масла и вода. Разрушение полиимидов вызывают концентри­рованные кислоты, щелочи и перегретый водяной пар. На основе полиимидов изго­товляют различные пластмассовые изделия, электроизоляционного и конструкционного назначения. Изделия изготовляют литьем и прессованием при температурах 350-400°C.

10.4.3.2. Термореактивные полимеры и пластмассы.

Фенопласты. Их изготовляют на основе фенолформальдегидных смол, они ши­роко распространены благодаря простому, и долевому способу получения сырья и его переработки, а также возможности изготовления из этих материалов сложных из­делий. Фенопласты отличаются высокой прочностью, теплостойкостью, стойкостью к кислотам, щелочам и органическим растворителям, а также наличием диэлектриче­ских свойств. Из фенолформальдегидных смол с добавкой наполнителей изготовляют пресс-порошки, волокнистые и слоистые пластики.

Текстолит. Это слоистая пластмасса, где в качестве наполнителя используется хлопчатобумажная ткань, в качестве связующего - фенолформальдегидная смола. Текстолит обладает относительно высокой механической прочностью, малой плот­ностью, высокими антифрикционными свойствами, высокой стойкостью к вибраци­онным нагрузкам, износоустойчивостью и хорошими диэлектрическими свойствами. Теплостойкость текстолита 120-125°С. Текстолит нашел широкое применение как за­менитель цветных металлов для вкладышей подшипников прокатных станов в металлургической промышленности, как конструкционный и поделочный материал в авиа и машиностроении, для изготовления шестерен и др. Электротехнический текстолит применяют для изготовления электроизоляционных изделий повышенной прочности - изолирующие ролики, клинья в генераторах, разные изолирующие детали для ра­боты на воздухе и в трансформаторном масле.

Гетинакс. Это слоистая пластмасса на основе фенолформальдегидной смолы и листов бумаги. Гетинакс выпускают под марками А, Б, В, Г. Гетннакс марок А и В имеет повышенные электрические свойства, марок Б и Г - повышенную механиче­скую прочность. Гетинакс выпускают в виде листов толщиной 0,5-50 мм, стержней диаметром до 25 мм и трубок различных диаметров. Гетинакс применяют главным образом как электроизоляционный материал. Выпускают также декоративный гетинакс для отделочных работ. Из гетинакса готовят фасонные изделия технического и бытового назначения.

Асботекстолит - слоистый пластик на основе асбестовой ткани, пропитанной фенолформальдегидной смолой, устойчив к резким колебаниям температуры и влаж­ности, бензостоек, отличается высокими фрикционными, электроизоляционными и теплоизоляционными свойствами. Из асботекстолита выполняют тормозные колод­ки и диски сцепления.

10.4.3.3. Газонаполненные и фольгированные пластмассы.

Газонаполненные пластмассы. К ним относятся легкие пластмассы - пенопла­ст и поропласты, которые состоят из мельчайших ячеек или пор, отделенных друг от друга тонкой пленкой полимера. Материалы, состоящие из замкнутых несообщающихся ячеек, называют пенопластами, а материалы, в которых преобладают со­общающиеся между собой поры, - поропластами. В тех случаях, когда от материала требуются высокие тепло- и электроизоляционные свойства и водонепроницаемость, следует применять пенопласта. Для звукоизоляции используют поропласты. Пено- и поропласты получают насыщением расплавленной смолы газами под давлением, при этом происходит вспенивание полимера. В пенопластах 90-95% объема занимают га­зы. Наибольшее распространение и применение получили пенополиуретаны, обла­дающие высокими диэлектрическими, тепло-, звуко- и виброизоляционными свойст­вами, высокой удельной прочностью, большой влагостойкостью, стойкостью к ки­слотам и щелочам, малым коэффициентом теплопроводности, низкой плотностью (до 0,2 г/см³).

Фольгированные пластмассы. Фольгированные пластмассы имеют специальное назначение: их применяют при изготовлении плат с печатным монтажом, кодовых переключателей, печатных якорей электродвигателей и др. деталей. Фольгированные пластмассы представляют собой слоистый пластик (гетинакс, стеклотекстолит), облицованный с оюной или двух сторон медной фольгой толщиной 35-50 мкм. Для улучшения сцепления с пластиком одну сторону фольги обрабатывают в щелочном растворе (оксидируют). Склеивание фольги с пластиком производят клеем БФ-4 в процессе прессования. Фольгированные пластики должны удовлетворять требовани­ям, связанным с технологией производства печатных схем, и условиям их эксплуата­ции, они должны выдерживать воздействие высоких температур в процессе произ­водства печатных плати обеспечивать достаточную прочность сцепления фольги при длительной эксплуатации.

 

10.5. Каучуки и резиновые материалы.

 

Каучуки.

Каучук - это эластичный полимерный материал, получаемый коагуляцией (свариванием, сгущением) латекса каучуконосных растений (натуральный каучук) или полимеризацией различных мономеров (синтетический каучук).

Натуральный каучук получают из млечного сока тропического дерева гевеи, где он содержится в виде отдельных включений в клетках коры или листьев. Однако производство каучука из таких растений экономически нецелесообразно.

Синтетический каучук начали получать с 30-х годов XX столетия и он посте­пенно вытеснил натуральный каучук. Ассортимент синтетических каучуков насчиты­вает более 30 типов. Получают синтетические каучуки из нефти.

 

Резиновые материалы.

Резина - продукт химического превращения (вулканизации) синтетического и натурального каучуков. Взаимодействуя с вулканизирующими веществами, каучуки претерпевают внутренние химические изменения, в результате которых образуется резина.

Резина обладает высокой эластичностью, что позволяет изделиям из нее вы­держивать значительные деформации. Эластичность сочетается с высоким сопротив­лением разрыву, истиранием, способностью поглотать колебания, газо- и водоне­проницаемостью, химической стойкостью и ценными диэлектрическими свойствами.

Резина - это смесь различных компонентов. Свойства резиновых изделий оп­ределяются их различным соотношением. К составляющим резиновых смесей относятся каучук, вулканизирующие вещества, ускорители вулканизации, активаторы, ус­корители, наполнители, противостарители, смягчители и красители.

Основой резиновых смесей служит натуральный или искусственный каучук. Каучук подвергается вулканизации - горячей или холодной для придания материалу требуемой прочности, упругости и т.д. В качестве вулканизирующего вещества в кау­чук вводят 2-3% серы: Так как вулканизация - длительный процесс, то для его уско­рения вводят 0,5-1,5% ускорителей вулканизации (оксид магния, оксид цинка и др.) В качестве активаторов ускорителя применяют цинковые белила и магнезию.

Для придания необходимых физико-механических свойств резиновым издели­ям в композицию вводят наполнители. Наполнители делят на порошкообразные и ткани. К порошкообразным наполнителям относят сажу, каолин, углекислый марганец, мел, тальк, сернокислый барий и др. Тканевыми силовыми наполнителями слу­жат корд и рукавные ткани.

При окислении каучука резины стареют, теряют эластичность, становятся хрупкими, т.е. при старении необратимо изменяются физико-механические свойства. Поэтому в состав резиновых смесей вводят противостарители: вазелин, воск, пара­фин, ароматические амины и др. Для облегчения совмещения каучука с порошкооб­разным наполнителем и придания, переходимой мягкости добавляют смягчители: стеариновую и олеиновую кислоты, канифоль, парафин, сосновую смолу. Красители - охру, ультрамарин и пр. вводят в количестве до 10% массы каучука.

При изготовлении резины и изделий из нее вначале получают сырую резину, представляющую собой смесь каучука с наполнителями и вулканизирующими веще­ствами. Затем сырую резину вулканизируют, нагревая до 145-150°С. Горячую вулка­низацию проводят в специальных котлах в атмосфере насыщенного водяного пара при небольших давлениях либо в горячей воде или в горячем воздухе. Если процесс формования резиновых изделий выполняют в металлических формах, то пресс-формы нагревают для совмещения формообразования с вулканизацией. При вулка­низации каучук вступает в химическое воздействие с вулканизирующими веществами и образуется эластичная резина.

В зависимости от вида каучука и количества и вида наполнителей получают изделия с самыми различными свойствами. Существуют резины кислостойкие, маслостойкие, теплостойкие и др. Свойства вулканизированных резин определяются ха­рактеристикой каучуков. Из резины изготовляют ремни, ленты, рукава, сальники, манжеты, прокладки, шины, детали электрооборудования; предметы массового по­требления и др.

Резины из синтетического бутадиенового каучука имеют удовлетворительные механические, физико-химические и эксплуатационные свойства и поэтому применя­ются для изготовления почти всех видов резиновых деталей, особенно для изготовле­ния автомобильных шин.

Нейритовые резины обладают высокой прочностью, теплостойкостью до 110-120°C, малой набухаемостью в бензинах я маслах и достаточной химической устой­чивостью.

Полисульфидные ретины имеют невысокую прочность, морозостойкость и теплостойкость, но повышенную бензо- и маслостойкость и высокую газопроницае­мость.

Изопреновые резины обладают высокой прочностью, хорошо сопротивляются истиранию, повышенной окисляемостью, набухаемостью и применяются в основном для изделий общего назначения.

При содержании в сырой резине более 25% серы (вулканизатора), после ее вул­канизации получается эбонит (твердая резина). Эбонит обладает высокой химиче­ской стойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, легко обрабатывается, но имеет низкую теплостойкость.

 

Раздел 11. Композиционные материалы и материалы порошковой металлургии.

 

11.1. Общая характеристика и производство композиционных материалов.

 

Композиционные материалы - это искусственные материалы, получаемые сочетанием компонентов с различными свойствами. Одним из компонентов является матрица (основа), другим - упрочнители (волокна, частицы). В качестве матриц используют полимерные, металлические, керамические и углеродные материалы. Упрочнителями служат волокна - стеклянные, борные, углеродные, органические, нитевидные кристаллы (карбидов, боридов, нитридов и др.) и металлические проволоки, обладающие высокой прочностью и жесткостью. При составлении композиции эффективно используются индивидуальные свойства составляющих композиций. Свойства композиционных материалов зависят от состава компонентов, количественного соотношения и прочности связи между ними. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно в зависимости от назначения, получить материалы с требуемы­ми значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости или получать компо­зиции с необходимыми специальными свойствами, например магнитными и т.п.

Содержание упрочнителя в композиционных материалах составляет 20-80% по объему. Свойства матрицы определяют прочность композиционного материала при сжатии и сдвиге. Свойства упрочнителя определяют прочность и жесткость компози­ционного материала.

Композиционные материалы имеют высокую прочность, жесткость, жаро­прочность и термическую стабильность, так s_в=650-1750 МПа, плотность 1,35-4,8 г/см³. Композиционные материалы (композиты) являются, весьма перспективными конструкционными материалами для многих отраслей машиностроения.

Карбоволокниты (углепласты) - это композиции из полимерной матрицы и упрочнителей в виде углеродных волокон. Для полимерной матрицы используются полиимиды, эпоксидные и фенолформальдегидные смолы. Карбоволокниты содержат наряду с угольными стеклянные волокна, что удешевляет материал. Карбоволокниты используют в химической, судостроительной и авиационной промышленности.

Бороволокниты - это композиции из полимерного связующего и упрочнителя - борных волокон. Для получения бороволокнитов применяют модифицированные эпоксидные и полиимидные связующие. Бороволокниты имеют высокую прочность и при сжатии, сдвиге, высокую твердость, тепло- и электропроводность. Бороволокни­ты водо- и химостойки. Изделия из бороволокнитов применяют в космической и авиационной технике (лопатят роторы компрессоров, лопасти винтов вертолетов и др.)

Органоволокниты - это композиции из полимерного связующего и упрочнителей из синтетических волокон. Упрочнителями служат эластичные волокна: лавсан, капрон, нитрон и др. Связующими служат полиимиды, эпоксидные и фенолформальдегидные смолы. Органоволокниты имеют малую-плотность, высокую ударную вяз­кость и сравнительно высокую удельную прочность. Органоволокниты применяют в авиационной технике, электропромышленности, химическом машиностроении и др.

Металлы, армированные волокнами - композиционные материалы с металличе­ской матрицей и упрочнителями в виде волокон. Упрочнителями служат волокна бора_, углеродные волокна_, нитевидные кристаллы тугоплавких соединений, вольфрамовая или стальная проволока. Матричный материал выбирают из учета назначения композиционного материала (коррозионная стойкость, сопротивление окислению и др.) В качестве матриц используют легкие, и пластичные металлы (алюминий, маг­ний) и их сплавы. Количество упрочнителя составляет по объему 30-50%. Металлы, армированные волокнами, применяются в авиационной и ракетной технике.

Использование композиционных материалов требует в ряде случаев создания новых методов изготовления деталей и изменения принципов конструирования дета­лей и узлов машин.

 

11.2. Общая характеристика и производства материалов порошковой металлургии.

Методами порошковой металлургий должно получать сплавы из металлов, не растворяющихся друг в друге при расплавлений, а также сплавы из тугоплавких металлов и металлов особо высокой чистоты. Порошковой металлургией изготавливают как заготовки, так и разнообразные детали точных размеров. Порошковая металлургия позволяет получить пористые материалы и детали из них, а также детали, состоящие из двух (биметаллы) или нескольких различных металлов и сплавов. Методы порошковой металлургии позволяют получить материалы и детали, обладающие вы­сокой жаростойкостью, износостойкостью, твердостью, с заданными стабильными магнитными свойствами, особыми физико-химическими, механическими и техноло­гическими свойствами, которые невозможно получить методами литья или обработ­кой давлением.

Процесс производства деталей и изделий из порошковых материалов заключа­ется в приготовлении металлического порошка, составлении шихты, прессования и спекания заготовок.

 

Методы получения заготовок.

Металлические порошки получают механическими и физико-химическими ме­тодами.

При механических методах порошки вырабатывают измельчением твердых или распылением жидких металлов без изменения их химического состава. Для из­мельчения твердых хрупких материалов применяют шаровые, вихревые и вибраци­онные мельницы. В зависимости от вида измельчения частицы получают соответст­венно: в виде неправильных многогранников размерами 100-1000 мкм, тарельчатой формы размером 50-200 мкм и более тонкие из хрупких карбидов. Для получения по­рошков из олова, свинца, алюминия, меди, а также из железа и стали, применяют рас­пыление струи жидкого металла кинетической энергией воздуха, воды, пара или инертных газов. Получаемые частицы порошка имеют размеры 50-350 мкм и форму, близкую к сферической.

При получении порошков физико-химическими методами происходят измене­ния химического состава и свойств исходного материала. Основными физико-химическими методами являются химическое восстановление металлов из оксидов, электролиз расплавленных солей, карбонильный метод и метод гидрогенизации. Хи­мическое восстановление оксидов металлов осуществляют газообразными или твер­дыми восстановителями, а получаемую металлическую губку подвергают размолу (этот метод является наиболее долевым из перечисленных). Порошки редких и чис­тых металлов (тантала, циркония и др.) получают электролизом расплавленных со­лей металлов в виде дендридов величиной 1-100 мкм. Карбонильный метод позволяет получать порошки магнитного железа, никеля и кобальта, в виде сфероидов величиной 1-800 мкм. Получающийся этим методом продукт при температуре 200-300°C распадается на порошок металла и оксид углерода. В основе метода гидрогенизации лежит восстановление хрома гидратом кальция. Получающаяся при этом известь вымывается водой, а порошок металла состоит из дендритов величиной 8-20 мкм. Порошки, полученные физико-химическими методами, являются наиболее тонкодисперсными и чистыми.

В зависимости от размера частиц порошки классифицируют по гранулометри­ческому составу на ультратонкие до 0,5 мкм, очень тонкие 0,5-10 мкм, тонкие 10-40 мкм, средней тонкости 40-150 мкм и крупные 150-500 мкм.

Характеристиками основных технологических свойств порошков являются насыпная масса, текучесть, прессуемость и спекаемость.

Насыпная масса - месса 1 см³ свободно насыпанного порошка в граммах. Для изготовления высокопористых изделий следует использовать порошки с малой на­сыпной массой, а для разнообразных деталей приборов и машин - с большой насып­ной массой.

Текучесть - способность порошка заполнять форму. Она характеризуется ско­ростью прохождения порошка через отверстие определённого диаметра. С уменьше­нием размера частиц порошка его текучесть ухудшается. Текучесть в большой степени влияет на равномерность заполнения формы порошком и на скорость уплотнения при прессовании.

Прессуемость - способность порошка уплотняться под действием внешней на­грузки и характеризуется прочностью сцепления частиц порошка после прессования. На прессуемость влияют пластичность материала, форма и размер частичек порошка и поверхностно-активные вещества (специально вводимые).

Под спекаемостью понимают прочность сцепления частиц, возникающую в результате термической обработки прессованных заготовок.

Приготовление шихты.

Дозированные порции порошков определенного химического и гранулометрического состава и технологических свойств смешивают в барабанах, мельницах и других устройствах. При необходимости особо равномерного перемешивания шихты применяют добавки спирта, бензина, глицерина и дистиллированной воды. Иногда в процессе смешивания вводят технологические присадки различного назначения: пластификаторы, облегчающие прессование (парафин, стеарин, глицерин и др.), легко­плавкие присадки, летучие вещества, позволяющие получать изделия с заданной прочностью.

Формование заготовок и изделий.

Формование заготовок и деталей производят прессованием в холодном или горячем состоянии, прокаткой и др. способами.

При холодном прессовании в матрицу прессформы засыпают шихту и рабочим пуансоном производят прессование. После снятия давления изделие выпрессовывают из матрицы выталкивающим пуансоном. В процессе прессования частицы порошка подвергаются упругой и пластической деформациям, при этом резко увеличивается контакт между частицами порошка и уменьшается пористость, что дает возможность получить заготовку нужней формы и достаточной прочности. Прессование выпол­няют на гидравлических или механических прессах. Давление прессования составляет 200-1000 МПа в зависимости от состава порошка и назначения изделия.

При горячем прессовании в пресс-форме изделие не только формуется, но и подвергается спеканию, что позволяет получать беспористый материал с высокими физико-механическими свойствами. Горячее прессование можно осуществить в ва­кууме, в защитной или восстановительной атмосфере, в широком интервале температур (1200-1800°С) и при более низких давлениях, чем холодное прессование. Прило­жение давления обычно производится после нагрева порошков до требуемой темпе­ратуры. Этим методом получают изделия из трудно-деформируемых материалов (боридов, карбидов и др.).

Прокатка металлических порошков является непрерывным процессом получе­ния изделий в виде лент, проволоки, полос путем деформирования в холодном или реже в горячем состояния. Прокатку производят в вертикальном, наклонном и гори­зонтальном направлениях. Наилучшие условия формования изделия создаются при вертикальной прокатке. Сначала порошок их бункера поступает в зазор между вра­щающимися обжимными валками и обжимается в заготовку, которая направляется в проходную печь для спекания, а затем прокатывается в чистовых валках. Объем по­рошка при прокатке уменьшается в несколько раз. При прокатке ленты отношение диаметра валков к толщине ленты должно находиться в пределах от 100:1 до 300:1. Скорость прокатки порошков значительно меньше скорости прокатки литья металлов и ограничивается текучестью порошка. Прокаткой можно получать однослойные и многослойные изделия, ленты толщиной 0,025-3 мм и шириной до 300 мм, прово­локу диаметром от 0,25 мм и более и т.п. Непрерывность процесса обеспечивает высокую производительность и возможность автоматизации.

Спекание заготовок и деталей.

Для придания дигамм и изделиям необходимой прочности в твердости их подвергают спеканию. Операция спекания сострит в нагреве и выдержке изделий не­которое время в печи при температуре, примерно равной 0,6-0,8 температуры плавления основного компонента. Спекание, производят в электропечах сопротивления, индукционным нагревом или посредством пропускания тока через спекаемое изде­лие. Для предотвращения окисления металлических порошков спекание ведут в арго­не, гелии, вакууме или в среда водорода. Во избежание коробления тонкие и плоские детали спекают под давлением. Спекание производят двумя методами: без появления жидкой фазы и с появлением жидкой фазы. При спекании идет прорастание кристал­лов один в другой и, в результате получаются прочные спекшиеся сростки, или обво­лакивание твердой фазы (тугоплавких соединения) жидкой фазой (легкоплавких со­единений).

Отделочные операции.

Для придания изделиям окончательной формы и точных размеров готовые из­делия после спекания подвергают: калиброванию, обработке резанием, химико-термической обработке, обработке электрофизическими методами.

 

Раздел 12. Строительные материалы.

 

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться: