22 . Порошковые материалы: общие сведение, классификация, применение.

К материалам нового поколения, обладающим высокими эксплуатационными характеристиками, о которых совсем ещё недавно можно было только мечтать, относятся сплавы, не имеющего кристаллического строения, названные аморфными. Создание порошковых материалов, даёт возможность не только получение новых особых свойство деталей конструкций, но и позволяет использовать металлические отходы, вторичное сырьё.

Порошковые сплавы представляют собой металлический порошок (железный, из цветных металлов, в некоторых случаях с добавкой графита или других примесей), спресованный при высоком давлении и подвергнутый спеканию. Порошковые сплавы называют так же металлическими ввиду сходства их изготовления с изготовлением керамических изделий.

В технологический процесс производства порошковых сплавов входят: получение порошков, подготовка шихты, прессование и спекание полученной заготовки. Иногда изделие из порошковых сплавов подвергают дополнительной обработке – калиброванию, горячей допрессовке, термической и химико-термической обработке, декоративным и защитным покрытиям.

В зависимости от назначения порошковые сплавы делят на антифрикционные, фрикционные, плотные, тугоплавкие, электротехнические и твёрдые сплавы.

Антифрикционные сплавы получают из порошков как чёрных, так и цветных металлов, в которые вводят графит. Пористыми подшипниковыми металлами и сплавами являются: пористое железо, железо-графит, железо-медь, железо-медь-графит, медь-олово-графит.

Фрикционные сплавы применяют для тормозных устройств, должны иметь высокий коэффициент трения, обладать износостойкостью, высокой теплопроводностью, хорошей прирабатываемостью. Фрикционные сплавы состоят: медь – 60...75%; свинец-5...10%, олово-22%; медь-5...8%; никель-22%, железо-22%; SiO2-0,5%; графита-4...8% и асбеста-0,3%.

Плотные сплавы используются для деталей машин и измерительного инструмента, получают из порошков железа, стали, меди, бронзы, латуни. Особенно целесообразно изготовление небольших фасонных деталей типа шестерён, колец, втулок, кулачков, шайб, рычагов. Измерительный инструмент (скобы, лекала др.) изготавливают из железного порошка и подвергают цементации или применяют железнографитные смеси без последующей цементации.

Используя порошковую металлургию получили сплав САС с низким коэффициентом линейного расширения и высоким модулем упругости, высокой твёрдостью и прочностью, которые заменяют сталь. Высококремнистый силумин за счёт порошковой металлургии становится хорошим деформируемым сплавом, и детали приборов изготавливают прессованием или штамповкой.

23. Твёрдые сплавы: общие сведения, классификация, применение.

Твёрдые сплавы делятся на металлокерамические и литые.

Металлокерамические твёрдые сплавы состоят в основном из карбида вольфрама (WC), твёрдость которого очень высокая и в то же время он очень хрупкий. Для применения карбида вольфрама в качестве режущего инструмента его в виде порошка прессуют и спекают при высокой температуре с порошком кобальта, при этом кобальт является пластичной связкой для карбида вольфрама. В дальнейшем твёрдые сплавы были усовершенствованы введением в них карбида титана (TiC) и карбида тантала (TaC). Металлокерамические сплавы делятся на три группы: вольфрамовые твёрдые сплавы для обработки чугуна, цветных металлов и сплавов, неметаллических материалов; титановольфрамовые твёрдые сплавы и титанотанталовольфрамовые сплавы, для обработки стали.

Карбидной фазой в сплавах первой группы является WC. С увеличением связующей основы кобальта твёрдость сплавов снижается, но они становятся менее хрупкими и поэтому более прочными. Вольфрамовая группа: ВК3 ; ВК4; ВК6; ВК8; ВК10;. ВК3 – вольфрамокобальтовый твёрдый сплав 97% - карбид вольфрама, 3% - кобальта.

Сплавы второй группы (титановольфрамовая) отличается большей красностойкостью, чем сплавы первой группы. К ним относятся: Т30К4; Т15К6; Т5К10. Например, Т30К4 – 30% карбид титана (TiC); 4%- кобальта; 66% - карбид вольфрама (WC).

Сплавы третьей группы обладают ещё большей прочностью, сопротивляются вибрации и выкрашиванию; их используют при черновом точении стальных поковок, отливок, при налипании песка. Титанотанталовольфрамовая группа: ТТ7К12; ТТ8К6; ТТ20К9. Например, ТТ20К9 – 20% карбида титана и тантала; 9% - кобальта; 71% - карбид фольфрама.

В тех случаях, когда требуется наиболее высокая твёрдость и износостойкость используются литые сплавы (например, для для вставок в волоки для волочения прволоки).

Наплавочные материалы широко используют для повышения износостойкости и восстановления размеров изношенных деталей и инструмента. В качестве наплавочных материалов применяют литые сплавы на основе железа типа сормаит. Их используют для наплавки на рабочие поверхности штампов, крупных волочильных матриц. Наиболее распространенными сплавами на основе кобальта являются сплавы типа стеллитов (В2К и В3К).