5.10. Свойства и применение порошковых сплавов.

Быстрое развитие порошковой металлургии создало предпосылки для разработки широкого класса сплавов, которые используются как заменители традиционных литых и кованых сплавов и сталей, так и в качестве материалов со свойствами, которые не могут быть получены при использовании других технологических процессов.

В зависимости от плотности и назначения порошковые сплавы подразделяются на две группы: плотные — сплавы с минимальной пористостью, изготовленные на основе порошков железа, меди, никеля, бронзы, латуни, титана, углеродистых и легированных сталей, специальных сплавов, и пористые, в которых после окончательной обработки сохраняется свыше 10-15% пор по объему, что обеспечивает приобретение специальных свойств и позволяет применять их для изготовления антифрикционных изделий, фильтров, деталей охлаждения и т.п. При производстве этой группы деталей применяются железографитовые материалы, бронзы, нержавеющие стали и т.п.

Среди номенклатуры порошковых материалов наибольшее применение имеют порошковые сплавы на основе железа — стали. Изготовление методами порошковой металлургии стальных изделий различного назначения не только обеспечивает необходимые свойства этих изделий, но и позволяет резко повысить эффективность производства, снизить себестоимость продукции, резко увеличить коэффициент использования металла.

Применение порошковых материалов

Методом порошковой металлургии можно получить такие электротехнические материалы и сплавы, которые трудно или совершенно невозможно получить другими известными способами. Например, различные сплавы из металлов, не сплавляющихся между собой: вольфрам-медь, вольфрам-серебро и т.п., а также из металлов и неметаллов: медь-графит, серебро-окись кадмия и т.д., которые находят широкое распространение в электро- и радиотехнике.

Методами порошковой металлургии получают:

• твердые сплавы для изготовления режущего, бурового, волочильного инструмента, а также деталей, подвергающихся интенсивному изнашиванию;

• высокопористые материалы для изготовления фильтров, используемых для очистки жидкостей от твердых включений, воздуха и газа, от пыли и т. д.;

• антифрикционные материалы для производства подшипников скольжения, втулок, вкладышей и других деталей, работающих в тяжелых условиях эксплуатации;

• фрикционные материалы для получения деталей узлов трения, сцепления и тормозных систем машин;

• жаропрочные и жаростойкие материалы для производства изделий, работающих в условиях высоких температур и в сильно агрессивных газовых средах;

• материалы сложных составов (псевдосплавы) для изготовления электрических контактов, которые получить другими способами невозможно;

• магнитные материалы для изготовления постоянных магнитов, магнитоэлектриков, ферритов и т. д.

Методом порошковой металлургии можно также получить сплавы с точно заданным составом, обладающие очень низким и очень высоким электросопротивлением.

Металлокерамические материалы применяют в электро- и радиовакуумной промышленности при изготовлении ламп накаливания, в рентгеновских трубках, катодных лампах, выпрямителях и усилителях, генераторных лампах, кенотронах, газотронах и т.д. Так, например, для изготовления нитей накаливания обычных осветительных электроламп применяется вольфрам, получаемый методами порошковой металлургии.

В развитии электронагревательных злементов большая роль принадлежит металлокерамическим материалам.

Промышленное использование высоких потенциалов выдвигает необходимость в разработке контактных устройств из тугоплавких материалов, которые должны обладать высокой теплопроводностью и электропроводностью, иметь высокую степень прочности в условиях ударных нагрузок при высоких температурах, незначительную склонность к свариванию и прилипанию. Изготовление контактных материалов, обладающих таким сочетанием свойств, возможно только методами порошковой металлургии.

Современные резцы из твердых сплавов, полученные методом порошковой металлургии, вызвали подлинную революцию в обработке металлов резанием и в горном деле. Скорость обработки металлов увеличилась в десятки раз.

Успешно применяются в промышленности различные металлокерамические антифрикционные материалы, а также пористые подшипники, фильтры и многие другие изделия.

Прошквая  металлургия  позволяет  увеличить  коэффициент  использования металла  и  повысить производительность  труда.

Экономическая  эффективность  достигается  благодаря  сокращению  или  полному  исключению механической  обработки.  Но  вследствие  высокой  стоимости  прессформ,  изготовление  деталей  машин методами  порошковой  металлургии  оправдано лишь в массовом производстве.

Применение  порошковых  материалов  рекомендуется  при  изотовлении  деталей 

простой симметричной  формы  малой  массы  и  растворов,  и  не  содержащих  отверстийпод  углом  к  оси заготовок,  выемок,  внутренних  полостей,  выступов.   

Методами порошковой металлургии изготовляют изделия, имеющие специальные свойства: антифрикционные детали узлом трения приборов и машин (втулки, вкладыши,  опорные шайбы и т.д.), конструкционные детали (шестерни, кулачки и др.), фрикционные детали (диски,  колодки и др.),  инструментальные  материалы  (резцы,  пластины резцов, сверла  и  др.),  электротехнические  детали  (контакты,  магниты, ферриты,  электрощетки  и  др.)  для  электронной  и  радиотехнической промышленности, композиционные (жаропрочные и др,)материалы.

Таблица 14.