Р ис.5. Схема технологічних варіантів формування порошкових матеріалів

До миттєвих – гідродинамічне, магнітно-імпульсне, електродинамічне пресування. Неперервні методи формування поділяють на прокатку і мундштучне пресування.

На рис. 5 представлена схема технологічних варіантів формування порошкових матеріалів.

1. Підготовка металічних порошків до формування

Майже у всіх випадках виникає необхідність у спеціальних операціях підготовки для надання порошку певних хімічних, фізичних і технологічних характеристик, що забезпечують випуск продукції з потрібними кінцевими властивостями. Основними операціями при підготовці порошків до формування є відпал, розсівання, змішування.

1.1. Відпал

Цей вид обробки порошків застосовують з метою підвищення їх пластичності, і як наслідок, поліпшення ущільнюваності, пресуємості та формуємості. При відпалі, головним чином, знімається наклеп, тобто усувається спотворення кристалічної ґратки металу у приповерхневих шарах частинок, і дуже часто відбувається відновлення оксидів, що залишилися при одержанні порошку або утворилися в результаті часткового окислення металу при тривалому або неправильному його зберіганні. Нагрів здійснюють у захисному середовищі (відновне, інертне або вакуум) при температурі порядку 0,4 - 0,6 Т_пл металу порошку.

Найчастіше відпалу піддають порошки, що отримані механічним подрібненням твердих матеріалів, електролізом водних розчинів або розкладанням карбонілів, тому що ці порошки містять значні кількості оксидів, розчинених газів і найбільш наклепані.

Порошки переважно відпалюють в прохідних печах, подібних до тих, що застосовуються для відновлення і спікання. Для більш ретельного очищення порошків від різноманітних домішок часто використовують атмосфери з добавками, що містять галогени.

1.2. Класифікація

Під класифікацією розуміють розділення порошків по величині частинок на фракції, що потім використовуються або безпосередньо для формування, чи для складання суміші, що містить необхідний процент частинок потрібного розміру. При цьому порошки деяких фракцій можуть виявитись непридатними для подальшого використання, тому їх піддають додатковій обробці (збільшенню у випадку дрібних фракцій або розмелу у випадку крупних). Частіше всього в практиці ПМ застосовують ситову класифікацію порошків. Для її проведення використовують різноманітні типи сит, основними з яких є механічні сита.

Класифікацію порошків з розміром частинок менше 40-50 мкм здійснюють за допомогою повітряних сепараторів, що забезпечують висаджування твердих частинок із несучого газового потоку під дією на них сили притягання. В основному для цього використовують повітряно-прохідні сепаратори. (Досить ефективними апаратами для розділення є циклони-сепаратори, конструкції яких прості, а продуктивність цілком достатня). Роботу повітряних сепараторів регулюють зміною швидкості газового потоку.

1.3. Приготування сумішей

Змішування металічних порошків заключається в приготуванні однорідної механічної суміші з порошків різного хімічного і (або) гранулометричного складу, а також їх суміші з неметалічними порошками.

Задача змішування перетворення сукупності частинок твердих компонентів при їх початковому довільному розподіленні між собою в макрооднорідну суміш. Швидкість і результат змішування багато в чому визначаються формою і величиною частинок, гранулометричним складом (загальним і кожного компоненту окремо), кількістю компонентів, що змішуються і співвідношенням їх кількостей, густинами компонентів та їх відмінністю, коефіцієнтом тертя між частинками, здатністю частинок до злипання, ступенем зміни гранулометричного складу при змішуванні.

Ефективність змішування і його інтенсивність залежать від конструкції змішувача, яка визначає швидкість траєкторії переміщення частинок і зміну гранулометричного складу в результаті роздавлювання і стирання компонентів.

Час змішування складає від однієї до декількох годин. Надлишковий час змішування безкорисний і може бути навіть шкідливим, якщо при цьому відбувається доподрібнення або йдуть небажані реакції між компонентами, чому може сприяти розігрів суміші. Повністю гомогенізована суміш повинна мати однаковий хімічний і гранулометричний склад в будь-яких мікрооб’ємах.

При змішуванні великої кількості одного компоненту з малою кількістю другого раціонально застосовувати багатоступінчате змішування: компонент, якого мало, спочатку змішують з частиною другого компоненту, а потім отриману суміш змішують іншою кількістю другого компоненту.

Найбільш розповсюдженим є механічне змішування компонентів в кульових млинах. При цьому змішування супроводжується одночасним подрібненням компонентів. Якщо це небажано, використовують змішувачі барабанні, шнекові, відцентрові, планетарні або конусні і пристрої безперервної дії.

В загальному випадку рівномірний розподіл частинок порошків в об'ємі суміші досягається тим легше і швидше, чим ближчі густини компонентів, що змішуються. Найбільша інтенсивність змішування спостерігається в початковий момент і, навпаки, однорідність суміші майже не змінюється в кінці процесу.

Змішування найчастіше відбувається в таких середовищах як повітря або будь-який інший газ (найчастіше інертний) і рідина (вода, спирт, бензин і т.д.). У рідкому середовищі змішування, яке називається мокрим, проходить значно інтенсивніше, ніж в газовому, однак, це не завжди економічно вигідно.

Результати змішування контролюють або по фізико-технологічним властивостям шихти (гранулометричний склад, насипна густина, текучість, пресуємість, а також фізичні і механічні властивості спечених тіл), або хімічним аналізом проб.

Необхідно пам'ятати про можливість появи, особливо при довгому зберіганні суміші, своєрідної сегрегації, тобто розшарування компонентів з різними густинами. Приготування порошкової суміші звичайно завершує цикл підготовки порошків до формування.