3. Порядок выполнения работы

1. Определение насыпной массы

С туденты получают порошки железа, бронзы и графита. Для определения насыпной массы исследуемый порошок насыпается через воронку волюмометра с избыт­ком в мерный стаканчик определенно­го объема (V), который предваритель­но взвешивается (P₁). Избыток порош­ка удаляется металлическим скребком, который во избежание уплотнения сле­дует держать перпендикулярно основа­нию стакана (рис. 4). Заключительной операцией является взвешивание ста­канчика с порошком (Р₂). Насыпная масса определяется по формуле

, г/см³.

Определение насыпной массы произво­дится три-четыре раза и вычисляет­ся средний показатель.

3.2. Определение текучести

Студенты получают порошки железа, бронзы, графита и делают навески по 100 г. Для определения текучести навеска исследуемого порошка засыпается в воронку прибора 1 (рис. 3). Одновременно с открытием заглушки 2 включается секун­домер. Порошок струится в чашечку 3 прибора. В тот момент, когда истечение порошка закончится, секундомер выключают. Те­кучесть (d) определяют по формуле:

d = P/t, г/с,

где Р – вес навески порошка, г; t – время истечения порошка, с.

3.3. Определение объема и веса утряски

Студенты берут навеску железного порошка (100 г) и засы­пают ее в мензурку. Легким постукиванием основания мензурки о стол добиваются установления наименьшего объема (V). Поль­зуясь формулами, приведенными выше, определяют объем и вес утряски.

3.4. Определение уплотняемости

Изучается уплотняемость железного, свинцового и бронзового порошков. Исследуемые порошки должны иметь одинаковую фор­му частиц и гранулометрический состав. Порошок засыпается в рабочую полость пресс-формы и подвергается давлению р₁. После выпрессовки путем геометрического измерения объема и взвешивания определяют плотность прессовки. Затем операцию повторяют при возрастающих давлениях р₂, р₃, р₄. По полученным данным строят кривые зависимости плотности от давления прессования и делают выводы о влиянии исходной твердости материала на уплотняемость.

3.5. Определение формуемости

Студенты осматривают внешний вид прессовок, полученных при предыдущем опыте, обращая внимание на наличие или отсутствие трещин, состояние поверхности (блестящая, матовая, гладкая, шероховатая), состояние кромок (осыпания, острота). Затем студен­ты производят определение формуемости по прочности прессовок. Для этого полученные указанным выше способом прессовки испы­тывают на сжатие при одинаковом удельном давлении (удельное давление указывает преподаватель) при медленном и плавном нагружении. Формуемость определяется по формуле

Ф = σ_сж/Р_уд,

где Ф – показатель формуемости; σ_сж – предел прочности на сжа­тие, кГ/мм²; Р_уд – удельное давление прессования, кГ/мм².

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите, какие свойства порошков относят к технологическим.

2. Что такое насыпная масса? Каким путем производится ее определение?

3. Что такое текучесть и каким способом она определяется?

4. Какова связь текучести и однородности прессовок по плотности?

5. Что такое объем утряски и как он определяется?

6. Что такое вес утряски и как он определяется?

7. Что такое уплотняемость?

8. Каким образом производится оценка уплотняемости?

9. Что такое формуемость?

10. Какими методами определяется формуемость?

11. Как определяется формуемость методом барабанной пробы?

Работа 3

ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ПРИ СПЕКАНИИ

1. Цель работы

Показать, что при спеканий прессовок происходит изменение комплекса механических и физических свойств.

2. Краткие сведения о спекании порошковых изделий

Спекание – это процесс, который позволяет придать, заготовку механические и физические свойства готовой детали. Если прес­совку не подвергнуть спеканию, она может осыпаться или разру­шиться при самом незначительном усилии. Спекание прессовок за­ключается в нагреве их до определенной температуры и выдержки. Температура нагрева определяется в зависимости от химического состава порошковой шихты.

Различают спекание в твердом состоянии, когда не производят расплавления компонентов, и спекание с участием жидкой фазы, когда один из компонентов частично (но не более чем на 50%) расплавляется.

Процессы, совершающиеся при спекании в твердом состоянии, условно можно разделить на 3 стадии.

При нагревании прессовок до 100-150°С происходит удаление паров воды, начинается дегазация и процесс снятия внутренних напряжений.

При повышении температуры до 0,4-0,5 Т_пл продолжается де­газация, выгорание смазок и Связующих веществ, происходит вос­становление пленок окислов, неметаллические контакты превра­щаются в металлические, заканчивается снятие внутренних напря­жений.

На заключительной стадии спекания при температуре 0,7-0,9 Т_пл наименее тугоплавкого металла порошка происходит интенсивное повышение плотности брикета, завершается восста­новление окислов, контакты между частицами становятся полно­стью металлическими и происходят все основные процессы спека­ния - сглаживание, поверхности частиц, сфероидизация, коалесценция (укрупнение) пор, рекристаллизация металла и усадка.

При спекании с участием жидкой фазы происходит большая степень уплотнения по сравнению со спеканием в твердом состоя­нии.

Обязательным условием при спекании является предохранение прессовок от окисления, а также восстановление окисных пленок, Имеющихся на поверхности частиц. Это условие обеспечивается применением защитных атмосфер (водорода, генераторного газа, диссоциированного аммиака, конвертированного природного газа, инертных газов - аргона, гелия, азота) или защитных засыпок (кварцевого песка, окиси алюминия, графитовой крупки, асбесто­вой мелочи, титановых сплавов, комбинированных засыпок, напри­мер, окиси алюминия с добавкой графитовой крупки или окиси алюминия или магния с добавкой хрома, кремния, феррохрома или ферросилиция) при спекании в колокольных и муфельных печах, спеканием в расплавленных средах или в вакууме.