3. Изготовление пористых фильтрующих материалов

Целью производственной практики являлось ознакомление с научно-исследовательской и производственной базой ГНУ ИПМ, изучение технологического процесса изготовления трубчатых пористых фильтрующих материалов из порошка оловянно-фосфористой бронзы.

3.1. Способы получения пористых порошковых материалов (ппм)

Традиционная технология изготовления порошковых изделий включает формование металлического порошка и последующее спекание при температуре 0,7 – 0,9 температуры плавления материала порошка.

Формование пористых порошковых изделий из металлического порошка осуществляется различными методами, которые можно подразделить на две группы: с приложением и без приложения давления [1]. К первой группе различные варианты прессования: статическое прессование в матрицах, гидростатическое (изостатическое) прессование, мундштучное прессование, гидродинамическое прессование, прокатка. Ко второй группе принадлежит шликерное литье, формование пластифицированных масс, спекание со свободной насыпкой. Выбор способа изготовления ППМ зависит от их формы, назначения, применяемого материала и предъявляемых к ним требований.

Одним из наиболее доступных способов изготовления ППМ, простых по форме и небольших по размерам (диски, втулки, пластины), является статическое прессование в пресс–формах [2]. Однако, указанный способ изготовления проницаемых изделий имеет недостатки, связанные с неравномерным распределением пористости в спрессованных изделиях и невозможностью получения изделий с большим отношением высоты к диаметру [3].

Метод гидростатического прессования позволяет получать изделия сложной формы за счет всестороннего обжатия жидкостью металлического порошка, заключенного в эластичную оболочку. Однако, этот метод изготовления дорогостоящий, малопроизводительный и не обеспечивает получение изделий с гладкой поверхностью. Более производительным и экономически выгодным является способ гидродинамического прессования [4].

Метод прессования ППМ бризантными взрывчатыми веществами [5] довольно прост. Этим способом можно получать изделия в виде плит, конусов, труб. Однако, в силу получения изделий с неодинаковой толщиной по длине, а также в связи с длительностью процесса этот метод не получил широкого распространения.

Методом мундштучного прессования получают изделия диаметром до 100 мм и длиной до 800 мм. К недостаткам метода следует отнести введение пластификатора в шихту, что усложняет процесс спекания сформованных изделий.

Следует отметить, что в производстве ППМ указанными выше методами несферические порошки занимают более значительное место, чем сферические. Связано это с простотой технологического процесса изготовления проницаемых изделий из несферических порошков, формование которых с приложением давления не требует введения пластификатора. Общим для рассмотренных методов является то, что частицы порошка движутся в процессе уплотнения в направлении прессования. Это движение в какой-то мере зависит от направления приложенного давления, а также от условий трения между частицами порошка и устройством, в котором происходит их уплотнение.

Методы формования ППМ без приложения давления, как правило, применяют при использовании сферических порошков. Шликерное литье применяет при изготовлении сравнительно больших по размерам и сложных по форме изделий [6].

Наиболее простым способом изготовления изделий из ППМ является спекание свободно насыпанного в форму порошка [7]. Наиболее простым способом изготовления ППМ разнообразной формы и высокой проницаемости является метод спекания свободно насыпанного порошка в форму (стальную, графитовую, керамическую). Чаще всего этим способом получают проницаемые изделия из распыленных сферических порошков, легко спекаемых при относительно невысоких температурах. Неравномерная пористость в момент засыпки порошка в форму, обусловленная образованием “арочного эффекта”, может быть устранена утряской. Метод прост, технологичен, позволяет получать изделия с открытой пористостью, сквозной проницаемостью, но с относительно невысокой прочностью. Теоретически этим способом можно получать неограниченные габариты заготовок, практически же верхний предел определяется возможностями печного оборудования при загрузке форм с порошком.