35) Производство деталей из металлических порошков

Металлокерамика, или порошковая металлургия – отрасль, занимающаяся производством металлокерамических порошков и деталей из них. Суть производства в том, что из металлокерамического порошка или смеси порошков прессуют заготовки, которые затем спекают.

Порошковой металлургией можно получать детали (рис. 70) из особо тугоплавких металлов, из нерастворимых друг в друге металлов (W, Сu, Fe, Pb), пористые материалы, состоящие из двух или нескольких слоев металлов и сплавов.

Металлокерамические порошки состоят из частиц металла, карбидов размерами (0,5–500 мкм). Они производятся: путем измельчения; раздувом жидкого материала струей воды или газа; восстановлением окислов металлов; электролизом и др.

Порошковой металлургией получают различные конструкционные материалы для изготовлении заготовок и готовых деталей, особенно материалы со специальными свойствами:

– антифрикционные с пористостью 10–35 % с твердой металлической основой, и заполнением пор маслом, графитом или пластмассой;

– фрикционные композиции на Cu или Fe основе, с добавками асбеста, карбидов металлов, с коэффициентом трения до 0,4–0,6 и способностью выдерживать температуру 500–600 °С;

– высокопористые материалы для изготовления фильтров;

– металлокерамические твердые сплавы для режущего, бурового инструмента и быстроизнашивающих поверхностей деталей;

36) Производство деталей из пластмасс и композитов.

Пластмассы характеризуются малой плотностью, высокой прочностью коррозионной стойкостью. Благодаря этим ценным свойствам они используются не только как заменители черных и цветных металлов, а как основные материалы многих деталей.Преимуществом переработки пластмасс является возможность совмещения процесса получения исходного материала с заданными свойствами с формообразованием заготовки и получением продукта.

Конечный продукт переработки пластмасс обычно называют деталью,хотя иногда применяют дополнительную обработку (зачистка заусенцев, обработку резанием).

При переработке пластмасс на специализированных заводах конечный продукт называют также изделием. Процессы изготовления пластмассовых деталей характеризуется высоким коэффициентом использования материала (0,85–0,95), малой трудоемкостью, высокой автоматизацией.

Пластмассы в зависимости от состояния при повышенных температурах делят на две основные группы:

1) термопластичные полимеры (термопласты);

2) термореактивные (реактопласты).

Термопласты (полиэтилен, капрон, винипласт, полистирол, фторопласт, органическое стекло и др.) размягчаются и плавятся при повышении температуры и вновь затвердевают при охлаждении. Переход термопластов из твердого или высокоэластичного состояния в вязкотекучее и обратно (рис. 71) может происходить неоднократно без изменения их химического состава, что имеет решающее значение при выборе способов переработки термопластов.

Реактопласты (текстолиты, стеклопластики и др.) при нагревании переходят в вязкотекучее состояние, при повышенных температурах в результате химической реакции переходят в твердое нерастворимое состояние. Отвердевшие реактопласты нельзя повторным нагревом вновь перевести в вязкотекучее состояние.

Пластмассы делят на жесткие с незначительным относительным удлинением пластики и мягкие с большим относительным удлинением – эластики. В зависимости от числа компонентов пластмассы делят на:

– простые (полиэтилен и т. п. состоят из одного компонента);

– композиционные (фенопласты, аминопласты и др.) из нескольких составляющих с определенными функциями.

Кроме смол в состав композиционных пластмасс входят:

1) наполнители для повышения механической прочности, теплостойкости, уменьшения усадки и снижения стоимости (органические – опилки, хлопковые очесы, ткань, бумага и т. п., неорганические – графит, асбест, стекловолокно, стеклоткань и т. п.); 2) пластификаторы (дибутилфтолат, касторовое масло и др.), увеличивающие эластичность, текучесть, уменьшающие хрупкость;

3) смазывающие вещества (стеарин, олеиновая кислота и др.), увеличивающие эластичность, текучесть, уменьшающие трение между частицами композиций и прилипание к пресс-формам;

4) катализаторы (известь, магнезия), ускоряющие отвердение;

5) красители (сурик, нигрозин), окрашивающие в нужный цвет.

В зависимости от состояния полимерных материалов и действия теплоты все способы переработки делят на следующие группы:

1) переработка в вязкотекучем состоянии (прессование литье под давлением, выдавливание и др.) (рис. 72–74);

2) переработка в высокоэластичном состоянии (пневмо- и вакуум-формовкой, штамповкой и др.);

3) из жидких полимеров;

4) в твердом состоянии (штамповкой и обработкой резанием);

5) получение неразъемных соединений (сваркой, склеиванием);

6) различные способы.