9.3.2. Процессы порошковой металлургии

В этих процессах используется матрица в виде порошка. Армирующи­ми элементами могут быть нитевидные кристаллы, непрерывные и дискрет­ные волокна, сетки и ткани из волокон, дисперсные частицы и др. (рис. 9.1),

Преимуществами метода являются возможность использования в качестве матрицы труднодеформируемых металлов, сплавов, соедине­ний, достижение высоких концентраций армирующей фазы, обеспече-

ние в случае необходимости сочетания армирования с дисперсным уп­рочнением, использование оборудования, существенно не отличающе­гося от обычно применяемого в порошковой металлургии. Недостатки -неравномерность распределения коротких волокон по объему изделия из-за комкования в ходе перемешивания шихты с волокнами, возмож­ность повреждения хрупких волокон при смешивании, уплотнении или деформации МВКМ, повышенное содержание оксидов и других приме­сей из-за развитой поверхности матричных порошков.

Рис. 9.1. Схема технологического процесса получения МВКМ методами

порошковой металлургии

9. 4. Методы получения дисперсно-упрочненных композитов

Дисперсно-упрочненные композиционные материалы относятся к классу порошковых. Поэтому процесс получения полуфабрикатов ДКМ включает операции: приготовление порошковой смеси, формование, спекание, деформационная и термическая обработка.

Для приготовления порошковых смесей матричного материала и упрочняющих включений применяют механическое и химическое сме­шивание (разложение смеси солей, поверхностное окисление, внутрен­нее окисление, водородное восстановление, химическое осаждение из растворов и др.).

Далее порошковые смеси матричного материала и упрочняющих включений, полученные одним из указанных выше методов, формуют путем прессования в прессформах или прокаткой.

Смешивание порошков может сочетаться с их измельчением, что может вызвать дополнительное окисление. Поэтому смешивание с из­мельчением металлов, имеющих большое сродство к кислороду (Nb, Та, Ti, Cr, Zr), нужно проводить в защитной атмосфере или с применением активных добавок, образующих с оксидами легко восстанавливаемые соединения. Оксидные пленки на металлах с низким сродством к кисло­роду (W, Fe, Со, Си, Мо, Ni) удаляются при последовательной термооб­работке в восстановительной атмосфере.

Сформованные из порошковых смесей брикеты подвергают спека­нию. Поскольку при следующей операции - пластической деформации

происходит уплотнение до монолитного состояния, главной целью спекания прессовок является не повышение плотности, а дегазация и довосстановление оксидных пленок на матричном металле, что способ­ствует повышению физико-механических свойств полученных компози­ций. При спекании методами горячего прессования процессы прессования и спекания совмещаются. С целью уплотнения до беспористого состояния и формирования дислокационной структуры матрицы, обеспечивающей высокую термическую стабильность, заготовки ДКМ после спекания подвергают пластической деформации. Наиболее благоприятный метод де­формирования ДКМ - горячая экструзия с высокими степенями обжатия.

Для изготовления лент и листовых полуфабрикатов из ДКМ при­меняют горячую прокатку. Деформированные заготовки ДКМ подвер­гают термообработке для повышения стабильности структуры, пла­стичности и жаропрочности.