Методические указания к практическим работам Методические указания по лабораторным работам Методические указания по самостоятельной работе Банк тестовых заданий в системе UniTest

Красноярск ИПК СФУ

2008

УДК 621.762 ББК 34.39

О-72

Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Процессы порошковой металлургии» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Материаловедческое образование при подготовке бакалавров, инженеров и магистров по укрупненной группе образовательных направлений и специальностей «Материаловедение, металлургия и машиностроение», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.

Рецензенты:

Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин

	Осокин, Е. Н.
О-72	Процессы порошковой металлургии. Версия 1.0 [Электронный		ресурс] :
	курс лекций / Е. Н. Осокин, О. А. Артемьева. – Электрон. дан. (5 Мб). – Крас-
	ноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Процессы порошковой металлургии : УМКД № 63-
	2007 / рук. творч. коллектива Е. Н. Осокин). – 1 электрон. опт. диск (DVD). –
	Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других произ-
	водителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 5 Мб свободного дискового
	пространства ; привод DVD ; операционная	система Microsoft	Windows
	2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит) ; Adobe Reader 7.0 (или аналогичный про-
	дукт для чтения файлов формата pdf).
	ISBN 978-5-7638-1523-8 (комплекса)
	Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ	«Информрегистр» 0320802739
	от 01.01.0001 г. (комплекса)

Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Процессы порошковой металлургии», включающего учебную программу, методические указания по лабораторным работам, методические указания к практическим работам, методические указания по самостоятельной работе, кон- трольно-измерительные материалы «Процессы порошковой металлургии. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Процессы порошковой металлургии. Презентационные материалы».

Вкурсе лекций приведены сведения по классификации порошков, способам получения и составам защитных

ивосстановительных сред, данные по технике безопасности и охране труда на предприятиях порошковой металлургии; изложены вопросы теории и практики производства металлических и неметаллических порошков и волокон, формования порошков и спекания порошковых формовок. Рассмотрены технологические схемы, аппаратурное оформление и режимы получения порошков, их предформовочной подготовки, формования, послеформовочной доработки изделий, спекания и обработки спеченного материала. Описаны методы контроля свойств получаемых порошков и материалов на их основе.

Предназначен для студентов направления подготовки бакалавров 150100.62 «Металлургия» укрупненной группы 150000 «Материаловедение, металлургия и машиностроение».

©Сибирский федеральный университет, 2008

Рекомендовано к изданию Инновационно-методическим управлением СФУ

Редакторы: Л. Г. Семухина, И. Н. Байкина

Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения информационно-аналитического департамента СФУ; лаборатория по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ

Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.

Подп. к использованию 20.11.2008 Объем 5 Мб

Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79

Оглавление
Введение...................................................................	11
I. Получение порошков ...........................................	12
Лекция1 Историяразвитияпорошковойметаллургии. Классификация
методовполученияпорошков.................................................................................	12
Основныеэтапыразвитияпорошковойметаллургии............................................	12
Классификацияметодовполученияпорошков......................................................	16
Контрольныевопросыизадания............................................................................	18
Лекция2 Восстановителиизащитныесреды.......................................................	19
Классификациявосстановителейизащитныхсред..............................................	19
Методыполученияихарактеристикитвердых игазообразныхвосстановителей
(защитныхсред).......................................................................................................	21
Методыполученияихарактеристики газообразныхсредсложногосостава......	23
Контрольныевопросыизадания............................................................................	27
Лекция3 Восстановителиизащитныесреды.......................................................	28
Жидкиеисыпучиезащитныесредыивосстановители.........................................	28
Оборудованиедлявосстановленияиспеканияматериалов................................	29
Методыочисткииосушкизащитныхгазовыхсред...............................................	31
Контрольныевопросыизадания............................................................................	32
Лекция4 Охранатрудаиокружающейсреды впорошковойметаллургии....	33
Основныеоперациипроцессовпорошковойметаллургииивидывоздействияна
персоналпроизводств.............................................................................................	33
Пожароивзрывоопасностьпорошков. Мероприятияпоохранетрудаизащите
персонала.................................................................................................................	37
Контрольныевопросыизадания............................................................................	38
Лекция5 Механическиеметодыполученияпорошков........................................	38
Теоретическиеосновыпроцессовразрушения твердыхматериалов.................	39
Предварительноеизмельчениекрупныхсырьевыхматериалов вщековых,
валковых, конусныхдробилках имолотковыхмельницах...................................	40
Получениепорошковрезаниемметаллическихзаготовок....................................	41
Контрольныевопросыизадания............................................................................	43
Лекция6 Измельчениематериаловвшаровыхмельницах...............................	43
Устройствоиосновныеэлементышаровыхмельниц.
Классификациямельниц.........................................................................................	43
Понятиекритическойскоростивращениябарабанамельницы............................	44
Факторы, определяющиестепеньизмельчения....................................................	46
Режимыизмельченияматериалов.........................................................................	47
Управлениепроцессомизмельчения.....................................................................	49
Контрольныевопросыизадания............................................................................	53

 Процессы порошковой металлургии. Курс лекций

-3-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лекция7 Получениемеханолегированныхпорошков. Измельчение
материаловввибрационных, вихревых, планетарныхигироскопических
мельницах...................................................................................................................	53
Получениемеханолегированныхпорошков вшаровыхмельницахи
аттриторах................................................................................................................	53
Размолматериаловввибрационныхмельницах..................................................	55
Размолматериаловвпланетарныхцентробежных игироскопических
мельницах.................................................................................................................	57
Размолматериаловввихревых иструйныхмельницах......................................	59
Контрольныевопросыизадания............................................................................	60
Лекция8 Получениепорошковультразвуковымизмельчениемвжидких
средах. Измельчениематериалов ваппаратахмагнитногоиндукционного
вращателя....................................................................................................................	61
Измельчениеультразвуком.....................................................................................	61
Измельчениеваппаратахмагнитногоиндукционноговращателя.......................	65
Контрольныевопросыизадания............................................................................	66
Лекция9 Диспергированиерасплавов...................................................................	67
Физико-химическиеимеханическиепроцессы придиспергировании
расплавов.................................................................................................................	67
Классификацияметодовдиспергированиярасплавов..........................................	72
Контрольныевопросыизадания............................................................................	74
Лекция10 Методыдиспергированиярасплавов..................................................	75
Методыцентробежногораспылениярасплавов....................................................	75
Методыультразвуковогораспылениярасплавов..................................................	77
Методыдиспергированиярасплавовпотокамиэнергоносителей........................	77
Бесконтактныеметодыраспылениярасплавов.....................................................	79
Методывысокоскоростногоохлаждениярасплавов.............................................	80
Контрольныевопросыизадания............................................................................	80
Лекция11 Восстановлениехимическихсоединенийметаллов. Получение
порошковжелезавосстановлением оксидовуглеродом...................................	81
Общиезакономерностипроцессоввосстановления.............................................	81
Металлотермическоевосстановление...................................................................	83
Кинетикапроцессавосстановления.......................................................................	84
Механизмвосстановленияхимическихсоединенийметаллов.............................	84
Получениепорошковжелезаиегосплавов восстановлениемоксидов
углеродом.................................................................................................................	86
Основныетехнологическиевариантыполученияпорошковжелеза
сиспользованиемвкачествевосстановителяуглерода.......................................	89
Контрольныевопросыизадания............................................................................	92
Лекция12 Получениепорошковжелезавосстановлением химических
соединений..................................................................................................................	93
Методывосстановленияоксидовжелезаводородом...........................................	93
Хлоридныйспособполученияпорошковжелеза...................................................	95
Металлотермическиеметодыполученияпорошковжелеза.................................	97
Контрольныевопросыизадания............................................................................	99
 Процессы порошковой металлургии. Курс лекций	-4-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лекция13 Получениепорошковвольфрамавосстановлением оксидов
водородомиуглеродом..........................................................................................	100
Оксидыикристаллическиемодификациивольфрама........................................	100
Восстановлениевольфрамовогоангидридаводородом.....................................	100
Восстановлениевольфрамовогоангидридатвердымуглеродом......................	104
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	105
Лекция14 Получениепорошковмолибдена, титанаициркония
восстановлениемхимическихсоединений.........................................................	105
Технологияполученияпорошковмолибдена.......................................................	105
Методыполученияпорошковтитана....................................................................	107
Методыполученияпорошковциркония................................................................	110
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	111
Лекция15 Получениепорошковтантала, ниобия, меди, кобальта, никеля
илегированныхсплавов........................................................................................	111
Методыполученияпорошковтанталаиниобия..................................................	112
Методыполученияпорошковмеди, кобальтаиникеля......................................	114
Получениелегированныхпорошков.....................................................................	116
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	116
Лекция16 Восстановлениехимическихсоединенийметаллов израстворов
солейигазообразныхсоединенийметаллов.....................................................	117
Получениепорошковавтоклавнымспособом......................................................	117
Получениепорошковцементациейрастворовсолей..........................................	120
Получениепорошковвкипящемслое..................................................................	122
Получениепорошковвплазме..............................................................................	124
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	125
Лекция17 Общиезакономерностипроцессов производствапорошков
электролизом............................................................................................................	126
Общиезакономерностипроцессаэлектролиза...................................................	126
Факторы, определяющиесвойствапорошков......................................................	128
Классификацияэлектролитическихпорошков.....................................................	130
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	133
Лекция18 Получениепорошковэлектролизомводныхрастворов................	134
Особенностиобразованиякатодныхосадков. Получениепорошковмеди......	134
Получениепорошковникеляисеребра...............................................................	140
Получениепорошковжелеза.................................................................................	142
Получениепорошковсплавов...............................................................................	145
Получениепорошковизпроизводственныхрастворов источныхвод
металлургическихпредприятий............................................................................	146
Техникабезопасностиприпроведенииработ......................................................	147
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	148
Лекция19 Получениепорошковэлектролизомрасплавленныхсред............	149
Факторы, определяющиепроцессэлектролизарасплавленныхсолей.............	149
Получениепорошкатантала.................................................................................	151
Получениепорошканиобия...................................................................................	153
Получениепорошкатитана...................................................................................	154
 Процессы порошковой металлургии. Курс лекций	-5-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Получениепорошкациркония...............................................................................	157
Получениепорошкажелеза..................................................................................	158
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	158
Лекция20 Получениепорошковметалловметодом термической
диссоциациикарбонилов.......................................................................................	159
Технологиякарбонил-процесса.............................................................................	159
Строениеиклассификациякарбонилов...............................................................	160
Получениепорошковникеляижелеза.................................................................	164
Получениепорошковвольфрамаимолибдена...................................................	169
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	171
Лекция21 Получениепорошковметодами термодиффузионного
насыщения, межкристаллитнойкоррозии, испарения-конденсации..............	171
Методтермодиффузионногонасыщения.............................................................	171
Методмежкристаллитнойкоррозии......................................................................	174
Методиспарения-конденсации.............................................................................	175
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	178
Лекция22 Методыполученияпорошковтугоплавкихсоединений.
Получениепорошковкарбидовинитридовметаллов......................................	178
Классификацияиструктуратугоплавкихсоединений.........................................	179
Методыполученияпорошковкарбидов................................................................	180
Методыполученияпорошковнитридов................................................................	186
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	190
Лекция23 Получениепорошковборидов, силицидовигидридов
металлов....................................................................................................................	191
Методыполученияпорошковборидов.................................................................	191
Методыполученияпорошковсилицидов.............................................................	196
Получениепорошковгидридов.............................................................................	199
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	200
Лекция24 Получениепорошковтугоплавкихсоединенийметодами
самораспространяющегосявысокотемпературного синтезаизоль-гель
процесса....................................................................................................................	200
Получениепорошковметодомсамораспространяющегося
высокотемпературногосинтеза.............................................................................	200
Золь-гельпроцессвтехнологииполученияпорошков........................................	206
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	207
Лекция25 Методыполученияметаллическихволокон.
Физическиесвойствапорошков............................................................................	208
Технологииполученияметаллическихволокон...................................................	208
Методыопределенияразмеровчастиц игранулометрическогосостава
порошка..................................................................................................................	210
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	218
Лекция26 Свойствапорошков. Управлениекачествомпродукции................	219
Методыопределенияудельнойповерхностипорошков.....................................	219
Химическиесвойствапорошков............................................................................	224
Принципыуправлениякачествомпродукции.......................................................	228
 Процессы порошковой металлургии. Курс лекций	-6-

ОГЛАВЛЕНИЕ

Контрольныевопросыизадания..........................................................................

230

II. Формование и спекание изделий из металлических и неметаллических порошков..231

Лекция1 Введение. Классификацияметодовформования.............................	231
Введение................................................................................................................	231
Классификацияметодовформования..................................................................	231
Подготовкапорошковкформованию...................................................................	235
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	239
Лекция2 Общиезакономерностипроцессовформованияпорошков............	239
Процессы, сопровождающиеформованиепорошков..........................................	240
Зависимостьплотностипрессовкиотдавленияпрессования. Основные
уравненияпрессования.........................................................................................	244
Боковоедавление..................................................................................................	248
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	250
Лекция3 Общиезакономерностипроцессовформованияпорошков
(продолжение)...........................................................................................................	250
Трениеприпрессовании........................................................................................	251
Давлениевыталкиванияиупругоепоследействиеформовок............................	252
Прочностьпрессовок.............................................................................................	254
Бракприпрессовании............................................................................................	255
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	256
Лекция4 Холодноеизостатическоепрессование..............................................	257
Видыизостатическогоформования......................................................................	257
ОборудованиедляХИП.........................................................................................	257
Материалыоболочек.............................................................................................	259
УстановкиициклХИП............................................................................................	261
Уплотнениепорошкапригидроформовани..........................................................	263
Видыбрака.............................................................................................................	264
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	265
Лекция5 Горячееизостатическое(газостатическое) прессование.................	265
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	271
Лекция6 Прессованиевэластичныхоболочках. Шликерноеформованиево
впитывающиеформы.............................................................................................	272
Формованиепорошковвтолстостенныхэластичныхоболочках........................	272
Классификацияметодовшликерноголитьяизделий..........................................	273
Шликерноеформованиевпористыхадсорбирующихформах...........................	275
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	279
Лекция7 Шликерноеформованиевнеадсорбирующиеформы, литьеиз
термопластичныхшликеров, электрофоретическоелитьешликеров..........	280
Шликерноеформованиевнеадсорбирующихформах.......................................	280
Формованиетермопластичныхшликеров............................................................	280
Электрофоретическоеформование.....................................................................	282
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	283

 Процессы порошковой металлургии. Курс лекций

-7-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лекция8 Мундштучноеиинжекционноеформованиепорошков....................	283
Мундштучноеформованиепорошков...................................................................	283
Инжекционноеформованиепорошков.................................................................	287
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	288
Лекция9 Вибрационноеформованиепорошков................................................	289
Способывиброформования..................................................................................	289
Схемывибрационногоформования.....................................................................	290
Режимыиустановкидлявиброформования........................................................	292
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	295
Лекция10 Импульсноеформование.....................................................................	295
Методывзрывногоформования...........................................................................	295
Электрогидравлическоеформованиепорошков..................................................	298
Электромагнитноеформование............................................................................	299
Пневмомеханическоеформование.......................................................................	300
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	301
Лекция11 Получениеизделийметодомпрокаткипорошков...........................	301
Видыпрокатки........................................................................................................	301
Параметрыпорошков............................................................................................	303
Уплотнениепорошковоготелаприпрокатке........................................................	306
Видыбракаприпрокатке.......................................................................................	307
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	308
Лекция12 Прокаткапорошка. Горячеепрессование..........................................	308
Схемыподачипорошкаприпрокатке...................................................................	308
Оборудованиедляпрокаткипорошков.................................................................	309
Горячеепрессование.............................................................................................	312
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	316
Лекция13 Твердофазноеспеканиематериалов.................................................	317
Стадиипроцессаспекания....................................................................................	317
Движущиесилыспекания......................................................................................	320
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	325
Лекция14 Механизмымассопереносапритвердофазномспекании.............	325
Механизмиспарение-конденсация.......................................................................	325
Массопереносприповерхностнойдиффузии......................................................	326
Объемнаядиффузиявещества............................................................................	327
Вязкоетечениевеществаприспекании...............................................................	331
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	332
Лекция15 Ползучестькристаллическихтел.......................................................	332
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	337
Лекция16 Укрупнениечастицприспекании. Уплотнениепорошкового
тела.............................................................................................................................	337
Рекристаллизациячастицпорошковоготелаприспекании................................	337
Объемныеизмененияприспекании.....................................................................	339
Стадииуплотнения................................................................................................	340
Зональноеобособлениеприусадке.....................................................................	342
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	343
 Процессы порошковой металлургии. Курс лекций	-8-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лекция17 Влияниетехнологическихфакторов напроцессспекания
однокомпонентныхсистем. Спеканиемногокомпонентныхсистем...............	343
Факторы, определяющиепроцессспеканияпорошковоготела..........................	343
Активированиепроцессовспекания.....................................................................	347
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	349
Лекция18 Твердофазноеспеканиемногокомпонентныхсистем....................	349
Видытвердофазногоспеканиямногокомпонентныхсистем...............................	350
Спеканиесистемсполнойвзаимнойрастворимостьюкомпонентов.................	351
Спеканиесистемсограниченнойрастворимостьюкомпонентов.......................	352
Спеканиесистемснерастворимыми
(невзаимодействующими) компонентами.............................................................	354
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	355
Лекция19 Жидкофазноеспекание.........................................................................	355
Особенностипроцессовжидкофазногоспекания. Взаимодействиевсистеме356
Стадиижидкофазногоспекания............................................................................	359
Спеканиесжидкойфазой, присутствующейдоконцаспекания.........................	363
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	364
Лекция20 Жидкофазноеспеканиеиинфильтрацияпорошковыхформовок.
Бракприспекании....................................................................................................	365
Спеканиепорошковыхтелсжидкойфазой,
исчезающейвпроцессеспекания.........................................................................	365
Инфильтрацияпорошковыхформовок.................................................................	365
Бракприспеканииимерыпоегопредупреждению............................................	366
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	368
Лекция21 Обработкаспеченныхпорошковыхизделий...................................	368
Методытермическойобработкипорошковыхизделий.......................................	369
Химико-термическаяобработкапорошковыхизделий........................................	370
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	374
Лекция22 Обработкапорошковыхизделий........................................................	375
Термомеханическаяобработка.............................................................................	375
Дисперсионно-упрочняющаятермическаяобработка.........................................	376
Защитапорошковыхизделийоткоррозии...........................................................	377
Механическаяобработка.......................................................................................	378
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	381
Лекция23 Структураисвойствапорошковыхизделий....................................	381
Особенностистроенияпорошковыхтел...............................................................	381
Взаимосвязьпараметровисвойствматериалов.................................................	382
Особенностиструктурыпорошковыхизделий.....................................................	384
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	387
Лекция24 Свойствапорошковыхизделий..........................................................	387
Физическиесвойствапорошковыхизделий.........................................................	388
Механическиесвойства.........................................................................................	391
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	393
Лекция25 Методыопределениямеханическиххарактеристик порошковых
тел. Заключение.......................................................................................................	394
 Процессы порошковой металлургии. Курс лекций	-9-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Контрольныевопросыизадания..........................................................................	399
Заключение............................................................	400
Библиографический список................................	402
Приложения ...........................................................	404
Приложение А.................................................................................................	404
Приложение Б.................................................................................................	418

 Процессы порошковой металлургии. Курс лекций

-10-

1 / 101 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > Следующая >>>

Оглавление