МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Металлургический факультет

Кафедра металлургических технологий порошковая металлургия

Учебно-методическое пособие

для выполнения лабораторных работ

Специальности: 150101 – металлургия черных металлов;

150106 – обработка металлов давлением

ЧЕРЕПОВЕЦ

2010

Р

УДК

ассмотрено на заседании кафедры ме­таллургических технологий, протокол №  от

Одобрено УМС ГОУ ВПО ЧГУ, протокол № от

Степанов а.Т. Порошковая металлургия. Учеб. Пособие. – Череповец: гоу впо чгу, 2010. – с.

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Порошковая металлургия» и позволяет лучше освоить раздел «Свойства металлических порошков». Лабораторный практикум содержит три лабораторные работы, выполняемые по стандартным методикам (ГОСТ 18318-94).

Р е ц е н з е н т ы: Д.И. Габелая – канд. техн. наук., доцент (ГОУ ВПО ЧГУ); С.Н. Гаврилов – начальник цеха изложниц ООО «ССМ-Тяжмаш».

Научный редактор:

© А.Т. Степанов, 2010

©

ISBN 978 –5 – 85341 –325 – 2

ГОУ ВПО «Череповецкий госу-дарственный у ниверситет», 2009

Введение

Порошковой металлургией называют область техники, охватывающую совокупность методов изготовления порошков металлов и металлоподобных соединений и изделий из них или их смесей с неметаллическими порошками без расплавления основного компонента [1]. Изделие из порошков получают методом прессования в пресс-формах с последующим спеканием. «Спекание порошковой формовки – нагрев и выдержка порошковой формовки при температуре ниже точки плавления основного компонента с целью обеспечения заданных механических и физико-химических свойств» - ГОСТ 17359-82.

Основное преимущество порошковой металлургии – очень низкий процент потерь металла в технологическом процессе изготовления деталей. Выход годного близок к 100 % и составляет 97-99 %.

Первой стадией порошковой металлургии является производство металлургических порошков. Современные технологии позволяют получать порошки из любых металлов и сплавов.

С целью обеспечения получения изделий из металлических порошков с заданными механическими, физическими свойствами необходимо и порошкам придать определенные свойства. Металлические порошки характеризуются химическими, физическими и технологическими свойствами.

В настоящем лабораторном практикуме рассматриваются стандартные методики определения некоторых физических и технологических свойств металлических порошков.

Работа 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

1. Цель работы

Получение практических навыков в определении гранулометри­ческого состава, формы, размеров, плотности и микротвердости частиц порошков.

2. Краткие сведения о физических свойствах металлических порошков

К физическим свойствам порошков относятся форма и размеры частиц, гранулометрический состав, плотность, удельная поверх­ность частиц, твердость.

Форма частиц порошков, зависит главным образом от метода их получения. Например, при электролизе получают порошки дендритной формы, при карбонильном методе и методе распыления - сферической, при измельчении в шаровых- и вибромельницах, планетарноцентробежных мельницах – осколочной формы, при измель­чении в бегунах - чешуйчатой (лепестковой) формы. Форма ча­стиц порошков оказывает существенное влияние на технологические свойства, а также на прочность, плотность и однородность прессовок. Например, порошки с частицами дендритной формы обладают наименьшей насыпной массой, худшей текучестью, но лучше всего прессуются и дают наибольшую плотность прессовок. Порошки с чешуйчатой (лепестковой) формой частиц также обла­дают небольшой насыпной массой, но прессуются настолько пло­хо, что могут употребляться лишь для приготовления красок.

Размер частиц. В зависимости от размера частиц все порошки делят на пять категорий зернистости:

1. грубые с размером частиц 150-500 мкм;

2. средние с размером частиц 40-150 мкм;

3. тонкие с размером частиц 10-40 мкм;

4. весьма тонкие с размером частиц 0,5-10 мкм;

5. ультратонкие с размером частиц менее 0,5 мкм.

На практике для получения равномерных свойств готовых изделий не используют порошки одной какой-либо зернистости (фракции), а производят их смешивание в определенных пропорциях. При этом более мелкие частицы заполняют пространства между крупными, что способствует получению более плотных прессовок.

Гранулометрический состав – это относительное содержание фракций частиц различной крупности:

Плотность. Частицы порошков всегда содержат какое-то количество внутренних пор, окислов, что снижает их плотность по сравнению с расчётной по удельному весу компактного металла.

Микротвердость характеризует степень пластичности металлических порошков.

Удельная поверхность частиц- представляет собой суммарную поверхность всех частиц в единице массы или объема порошка; зависит от формы и размеров частиц и является характеристикой развитости, поверхности частиц. Знание величины удельной по­верхности частиц важно для составления технологии прессования и особенно спекания, так как увеличение удельной поверхности ча­стиц способствует увеличению контактов между частицами. Опре­деление удельной поверхности частиц порошка производят одним из следующих методов:

1) адсорбции красителей;

2) определения скорости растворения;

3) измерения газопроницаемости.