Разработка технологического процесса прессования порошковых изделий

Методы формовки заготовок из порошковых материалов.

Физико-механический метод превращения исходного материала в порошок осуществляется за счет механического измельчения материала в твердом или жидком состоянии без изменения его химического состава.

Химико-металлургический метод (процесс восстановления металлов из их оксидов или солей). В качестве восстановителя используется водород, оксид углерода, аммиак, природный газ, кокс и др.

Основные операции процесса производства порошковых изделий.

Процесс изготовления изделий из порошковых материалов включает операции изготовления порошков, формования, спекания и окончательной обработки с целью повышения физико-механических свойств, получения окончательных размеров и формы, нанесения декоративных и защитных покрытий.

Почему спекание и термообработку порошковой заготовки рассматривают как две различные операции?

Спекание - важная операция технологического процесса изготовления порошковых изделий. Полученные порошковые формовки характеризуются недостаточным контактом между частицами.

С целью восстановления поверхностных оксидов при спекании применяют восстановительные атмосферы, а для химически активных металлов - защитные атмосферы (азот, аргон и др.), спекание в вакууме, для удаления из материалов газов, летучих примесей и защиты от воздействия воздуха.

Спекание проводится в электропечах сопротивления непрерывного действия различных типов: конвейерных; рольганговых; с шагающим подом; толкательных.

К электропечам периодического действия, применяемым для спекания, относятся вакуумные высокотемпературные индукционные печи.

В чем преимущества порошковой металлургии?

А) Возможность получения таких материалов, которые трудно или невозможно получать другими методами. К ним относятся:

- некоторые тугоплавкие металлы (вольфрам, тантал);

- сплавы и композиции на основе тугоплавких соединений (твёрдые сплавы на основе карбидов вольфрама, титана и др.)

- композиции из металлов и неметаллов (медь — графит, железо — пластмасса, алюминий — окись алюминия и т.д.);

- пористые материалы (для подшипников, фильтров, уплотнений,

теплообменников) и др.

Б) Возможность получения некоторых материалов и изделий с более высокими технико-экономическими показателями.

В) При использовании чистых исходных порошков (например, карбонильный метод) можно получить спечённые материалы с меньшим содержанием примесей и с более точным соответствием заданному составу, чем у обычных литых сплавов.

Как осуществляется легирование поверхностного слоя заготовки?

Этапы процесса формования.

Свойства металлических порошков.

Химические свойства металлических порошков в основном зависят от исходного материала.

Физические свойства металлических порошков предопределяют: размеры, форма, микротвердость, плотность частиц и тип кристаллической решетки металла частиц.

К технологическим свойствам относятся:

- текучесть;

- прессуемость (способность металлических порошков образовывать под давлением изделие, имеющее заданные размеры, форму и плотность);

- формуемость (способность сохранять приданные им под давлением формы в заданном интервале значений пористости);

- уплотняемость (способность к уменьшению объема под воздействием давления или вибрации);

- спекаемость (прочность сцепления частиц как результат термической обработки прессованных заготовок).

8. Объемная и весовая дозировки и их применение.

Объемная дозировка применяется при массовом производстве и автоматическом прессовании.

Весовая дозировка применяется при неавтоматическом прессовании, в мелкосерийном производстве, а также для точных по массе изделий или когда в состав смеси входят драгоценные металлы (золото, платина, серебро).

Операции процесса изготовления изделий из порошковых материалов.

Какими методами изготовляются порошки?

Изготовление порошков основано на двух методах: физико-механическом и химико-металлургическом.

Какое сырье применяют для восстановления медных, никелевых, кобальтовых и вольфрамовых порошков?

Сырьем для восстановления медных, никелевых и кобальтовых порошков служат оксиды меди (Cu2O; CuO), монооксид никеля (NiO), оксиды кобальта (Co2O3, Co3O4). Сырье для восстановления вольфрама - продукт разложения вольфрамовой кислоты H2WO4 или паравольфрамат аммония 5Na2O. 12WO3. 11H2O.

Какие печи применяют для восстановления медных, никелевых, кобальтовых и вольфрамовых порошков?

Температура восстановления.

Восстановление медных, никелевых, кобальтовых порошков проводят в муфельных печах водородом, диссоциированным аммиаком, природным газом. Температура восстановления для меди – 400…500 ˚ С; для никеля – 700…750 ˚ С; для кобальта – 520…570 ˚ С. После восстановления получают губку, которая хорошо растирается в порошок. Восстановление вольфрама проводят в электропечах водородом (850…900 ˚ С) или углеродом (1350…1550 ˚ С). Также получают порошки молибдена, титана, циркония, ниобия, стали.

Цель дополнительной обработки порошковых изделий?

С целью получения заданных свойств порошковые изделия в случае необходимости подвергают дополнительной обработке.

Применение изделий из металлических порошков.

Порошковые металлические материалы используются практически в любой области техники, и объем их применения непрерывно расширяется. Антифрикционные материалы позволили повысить надежность и долговечность узлов трения, снизить потери на трение, существенно уменьшить стоимость.

Порошковые конструкционные материалы являются наиболее распространенной продукцией порошковой металлургии, которая применяется не только в технике, но и, например, в медицине при изготовлении имплантатов для стоматологии и ортопедии.

В каких пресс-формах получают изделия сложной формы?

Пресс-формы литьевого прессования используют для массового производства изделий практически любой сложности.

16. Зависимость между давлением прессования и плотностью прессовок.

Для расчета давления, необходимого при прессовании изделий заданной пористости, с учетом потерь усилия прессования на трение и боковое давление применяется формула:

где Рпр – давление прессования, МПа; Р – давление, необходимое для уплотнения порошка, МПа: μ – коэффициент внешнего трения; ξ – коэффициент бокового давления; ST – площадь поверхности внешнего трения (площадь боковой поверхности), мм2; S – площадь сечения прессовки, нормального к направлению прессования, мм2.

Что является целью формования металлических порошков?

Цель формования – придание заготовкам из порошка формы, размеров, плотности и механической прочности, необходимых для последующего изготовления изделия.

Оборудование для грубого измельчения материала?

Для грубого измельчения (частицы размером 1..10мм) применяют дробилки разных типов: валковые, конусные, бегунки.

19. Оборудование для тонкого измельчения материала?

Для тонкого измельчения применяют шаровые мельницы – вращающиеся, инерционные, планетарные.

С каких этапов начинается формование?

Формование включает этапы: отжиг, классификацию, приготовление смеси, дозирование, дегазацию и затем формование.

Оборудование для перемешивания порошковой смеси.

Для перемешивания порошковой смеси использую смесители.

Какие печи применяют для спекания порошковых формовок?

Спекание проводится в электропечах сопротивления непрерывного действия различных типов: конвейерных; рольганговых; с шагающим подом; толкательных. К электропечам периодического действия, применяемым для спекания, относятся вакуумные высокотемпературные индукционные печи.

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒