Тема 13 Основи технології порошкової металургії

1. Сутність порошкової металургії.

2. Способи отримання металевих порошків.

3. Отримання вироби з металевих порошків.

1. Сутність порошкової металургії

Порошкова металургія одна з наймолодших галузей сучасної техніки. Це галузь техніки, яка включає виго­товлення порошків з металів, сплавів і неметалевих матеріалів та ме­тода отримання з них заготовок і виробів без розплавленім основного ком­понента.

Методами порошкової металургії можна створювати матеріали з різних компонентів, які суттєво різняться за своїми властивостями, а також нові конструкційні матеріали (наприклад, металокераміку) з різноманітним комплексом фізико-механічних властивостей, а на їх основі – нові вироби. Ії технології успішно конкуруючи з технологіями лиття, обробки тиском, різання та іншими методами обробки металів.

Порошкова металургія забезпечує машинобудівну промисловість конструкцій­ними, фрикційними й антифрикційними матеріалами; електро­технічну й електронну – магнітами, катодами, резисторами; інстру­ментальну та добувну – твердими та надтвердими сплавами; авіаційну та космічну техніку, атомну енергетику – жа­ростійкими та надміцними матеріалами; хімічну та металургійну про­мисловості – хімічно- та термічностійкими матеріалами. Автомобілебудування використовує до 70 % про­дукції порошкової металургії.

В Україні методи порошкової металургії знайшли застосування в таких виробництвах:

• металообробці взамін технологій обробки різанням;

• матеріалів на основі залізного порошку взамін лиття кольорових металів;

• інструментальних високостійких, високоміцних матеріалів;

• фрикційних матеріалів для гальмових систем авіаційного, залізничного, автомобільного транспорту, машин і механізмів різного призначення;

• антифрикційних матеріалів для підшипників різного призначення;

• високопористих матеріалів для фільтрів очистки рідин;

• жароміцних, жаростійких і стійких до агресивних середовищ ма­теріалів;

• магнітних матеріалів (для постійних магнітів, феритів, магніто-електриків).

Способи отримання металевих порошків

Методи виготовлення металевих порошків залежно від їх власти­востей і вартості отримання поділяють умовно на механічні, фізико-хімічні і комбіновані.

Механічні методи (подрібнення і помел, розпилення, гранулюван­ня) – при їх застосуванні змінюють форму і розміри частинок ма­теріалу, не міняючи структуру і хімічний склад.

Подрібнення застосовують при виробництві порошків крихких ме­талів та сплавів (берилію, сурми, хрому, марганцю, феросплавів) і здійснюють у дробарках. Внаслідок подрібнення отримують частинки металів розміром 1 – 10 мм, які потім мелють у млинах механічними методами.

Для виробництва порошків застосовують також метод розпилення, суть якого – розпилення розплавленого струменю металу в середовищі повітря, інертних газів або при ударян­нях лопатками диска, що обертається. Розпиленням отримують по­рошки чавуну, заліза, алюмінію, цинку, олова, свинцю, латуні, нікелю та інших металів.

При використанні методу грануляції розплавлений метал краплями виливають у рідину і отримують сферичні гранули металопорошків з розмірами 0,05 – 0,35 мм.

До фізико-хімічних методів отримання металевих порошків відно­сять відновлення, електроліз водневих розчинів солей металів або сплавів, термічну дисоціацію (розділення) сполук.

Відновлення – це процес виведення неметалевої складової (кисню або інших елементів) за допомогою відновників газових (водень, доменний або коксовий газ) або твердих сполук (вуглець, магній).

Використання комбінованих методів (електроліз – розпилення, грануляція – розпилення та ін.) дозволяє отримувати якісні металеві порошки і досягти високої ефективності процесу.