3.6.3 Вироби з металокераміки

До основних видів виробів з порошків відносять:

Зносостійкі деталі мають високу міцність, твердість, досить низький коефіцієнт тертя і високу зносостійкість в різних умовах експлуатації. Їх виготовляють переважно з порошків заліза (сталі) з різними добавками.

Антифрикційні та фрикційні деталі працюють в умовах тертя. Для створення фрикційних деталей використовують компоненти на основі міді та заліза. Виготовляють гальмівні колодки для автомашин і тракторів, механізми зчеплення і т.п. Для створення антифрикційних матеріалів використовують олов’янисту та алюмінієву бронзу, цинк з добавками змащувальних речовин – сульфідів, селенідів, графіта, що дозволяє тривалий час працювати без подачі мастила. З них виготовляють втулки підшипників ковзання, деталі що працюють в умовах ковзання. Антифрикційні деталі часто виготовляють пористими. Пори заповнюються пластмасою типа фторопласт, або маслами (проварювання у маслі).

Пористі матеріали виготовляють введенням до складу органічних домішок які вигоряють при спіканні. Створюються матеріали з пористістю 15…50%. З них виготовляють крім антифрикційних деталей, фільтри та охолоджувачі. Фільтри виготовляють з порошків заліза, бронзи, нікеля, неіржавіючою сталі та інших матеріалів і використовують для очистки палива в двигунах внутрішнього згоряння, повітря або різних рідин. Охолоджувачі працюють за рахунок випаровування робочої рідини що проходить крізь пори (потіючі матеріали). Їх виготовляють з порошків неіржавіючої сталі, нікеля, титана, вольфрама.

Електроконтактні матеріали виготовляють з суміші порошків міді, срібла або нікеля з тугоплавкими металами (W, Mo, Co, Cd, WC), які визначають механічні властивості. Мідь та срібло – зв’язуючі і надають високу електропровідність. Отриманні матеріали стійкі до ерозії. З них виготовляють щітки для електричних машин, контакти для магнітних пускачів, теплових реле, регуляторів струму, апаратури управління тощо (там де іскрить).

М

Рисунок 3.22 Схема пресування

1 – пуансон; 2 – шихта;

3 - пресформа

агнітні матеріали поділяють на магніто-м’які (феріти), магніто-тверді (для постійних магнітів) та магнітодіелектрики. Феріти виготовляють з порошків чистого заліза та сплавів на його основі, або з порошків на основі окислів заліза. Постійні магніти виготовляють з матеріалів складного хімічного складу на основі заліза легованого алюмінієм, кобальтом, нікелем та міддю (альсіфер, альніко, альні, альнісі). Магнітодіелектрики – композиційні матеріали з феромагнітних порошків часточки яких ізольовані пластичною масою (фенольні смоли, поліхлорвініл), каучуком. Ізоляційний матеріал (5…15%) являється механічною зв’язкою і розділяє металічні частки у магнітному та електричному відношенні.

Підготовка шихти складається з очистки порошків від домішок, класифікації, змішування та гранулювання. Якість підготовки впливає на механічні властивості готових деталей. Дозування шихти здійснюється по масі або об’єму. Найбільш поширені такі методи виготовлення виробів:

Холодне пресування шихти відповідного складу з наступним спіканням – найбільш поширенийспосіб формування металокерамічних деталей. Буває одно- або двохстороннім (Рис. 3.22). Під впливом тиску частки шихти ущільнюються за рахунок пластичного деформування або їх крихкого руйнування. Одностороннє деформування використовують для деталей з співвідношенням висоти до діаметра менше двох. Отримують напівфабрикати з розмірами, які враховують деформацію при наступному спіканні. Спікання полягає у нагрівання до температури 2/3 температури плавлення метала порошка для однокомпонентної системи або нижче температури плавлення основного метала для багатокомпонентної структури. Спікання проводять у вакуумі або захисній атмосфері. При необхідності спечені вироби калібрують, обробляють різанням, піддають термічній та хіміко-термічній обробці.

Гідростатичне ущільнення (пресування) полягає у всебічному обтискуванні шихти в еластичній гумовій або металевій оболонці рідиною 1000…3000МН/м² (10000…30000 кг/см²). Отримують заготовки простої форми, великих розмірів і низької точності.

П

Рисунок 3.23 Схема прокочування металічних порошків

1 – валки; 2 – шихта; 3 - перегородка

рокочування виготовляють стрічку яку потім спікають (Рис.3.23). Прокочування здійснюють з допомогою валків 1 між якими проходить і ущільнюється шихта 2. Можливо виготовляти двох- або трьохшарові стрічки для чого у бункері встановлюють перегородку 3. Прокочуванням отримують стрічки товщиною 0,025…3,0мм і шириною до 300мм.

Для виготовлення виробів використовують також неущільнююче формування (спікання без пресування), суміщення операцій ущільнення та спікання (гаряче пресування, поєднання пресування з обробкою ультразвуком тощо).