Маркировка порошковых материалов

Для обозначения порошковых конструкционных материалов принята буквенно-цифровая маркировка.

В марках конструкционных материалов на основе порошков железа, легированных медью, хромом, никелем и т.д. приняты следующие обозначения: Ж - железо, Гр – графит, Д – медь, Н – никель, О – олово, М – молибден. Цифры после букв обозначают массовую долю элементов, проценты, а цифра в конце марки после тире – плотность материала, г/см³. Например, ЖГр 0,5-7,3; ЖГр 0,4Д4Н3-7,3.

В марках порошковых конструкционных материалов из углеродистых и легированных сталей первая буква определяет класс материалов: «С»-сталь, вторая буква «П» указывает, что материал получен методами порошковой металлургии. Первая цифра после букв «СП» показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Последующие буквы обозначают легирующие элементы, а цифры после них – их среднее содержание в целых процентах. В конце марки через тире указывается группа плотности материала (1,2,3 или 4). Первая группа – это малонагруженные детали с пористостью 16-25 %. Вторая группа – средненагруженные детали из порошков углеродистых или низкоуглеродистых сталей, а также из железного порошка с добавкой углерода, меди, никеля с пористостью 10-15 %. Третья группа – тяжелонагруженные статическими усилиями детали из порошков углеродистых, легированных сталей и цветных металлов с пористостью не более 9 %. Четвертая группа – тяжелонагруженные динамическими нагрузками детали с пористостью не более 2 %. Примеры маркировки:

1-ая группа: Ж – 6,3; СП 30 – 1 (крышки, шайбы, кольца, втулки, кулачки);

2-ая группа: ЖГр 0,5Д3 – 7,0; СП40Г2 (пальцы, кулачки, рычаги, поршневые кольца);

3-ая группа: ЖГр0,2Н3Х2М – 7,6; СП50ХНМ-3 (шестерни,храповики, фланцы);

4-ая группа: ЖГр1Д2,5М3-7,6; СП60ХН2М-4 (шатунные корпуса подшипников, детали насосов и др.)

Марки конструкционных порошковых материалов на основе цветных металлов также обозначают сочетанием буквенных и цифровых индексов. Первый буквенный индекс обозначает класс материалов: Ал – алюминий, Бе – бериллий, Бр – бронза, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, Ж – железо, Л – латунь, М – молибден, Мг – магний, Н – никель, О – олово, П – фосфор, С – кремний, Св – свинец, Ср – серебро, Т - титан, Ф - ванадий, Х – хром, Ц – цинк, Цр – цирконий. Второй буквенный индекс «П» указывает, что материал получен методами порошковой металлургии. Следующие после него буквы обозначают легирующие элементы, а цифры после них – массовую долю элемента в процентах. Цифра в конце марки после тире, как и для черных металлов, обозначает группу пористости материала. ( Например, АЛП-2, АЛПД2-4, АЛПЖ12-4, ЛП58Г2-2, БрПО10Ц3-3).

Для изготовления подшипников скольжения наряду с литыми сплавами типа бронз, баббитов и чугунов используют порошковые антифрикционные материалы, которые обладают рядом преимуществ. Их износостойкость в несколько раз выше, чем у бронз и баббитов. Они работают при более высоких скоростях и давлениях, наличие пор в структуре позволяет их предварительно пропитывать смазочными маслами. Эффект самосмазываемости в таких подшипниках без подвода смазки извне сохраняется в течение 3000-5000ч. Подшипники изготовляют из сплавов ЖГр1, ЖГр3, ЖГр7, т.е. сплавов железа и графита и бронзографита, содержащего 8-10 % олова и 2-4 % графита (БрОГр10-2, БрОГр8-4 и др.)

Для работы в условиях трения без смазочного материала (тормозных накладок автомобилей) применяют материалы на железной основе. Наибольшее применение получил материал ФМК-11 (15 % Сu, 9 % графита, 3 % асбеста, 3 % SiO и 6 % барита). Фрикционные материалы изготовляют в виде тонких сегментов или полос и крепят на стальной основе для упрочнения.

Широко применяют порошковые материалы для фильтрующих изделий. Фильтры в виде втулок, труб, пластин из порошков Ni, Fe, Ti, AI, коррозионно-стойкой стали, бронзы и других материалов с пористостью 45-50 % (размер пор от 2 до 20 мкм) используют для очистки жидкостей и газов от твердых примесей.

В электротехнике и радиотехнике используют порошковые магниты, свойства которых часто выше, чем у литых магнитов.

Контакты из порошковых материалов на основе W, Mo, Cu, Ag и Co широко применяют в машинах для контактной сварки и приборах связи.

Все более широкое применение получают компактные материалы (1-3 % пористости) для изготовления всевозможных шестерен, кулачков, кранов, корпусов подшипников, деталей автоматических передач и других деталей машин.

Порошковые материалы, основу которых составляют очень твердые карбиды тугоплавких металлов, а связку металлы группы железа, называют твердыми сплавами. Эти сплавы обладают высокой твердостью (HRA 86-92) и красностойкостью (до 800-1000°С). У нас в стране выпускаются вольфрамовые (группа ВК), титановольфрамовые (группа ТК) и танталотитановольфрамовые (группа ТТК) твердые сплавы.

Во всех марках цифра, стоящая после буквы К, указывает на процентное содержание кобальта, после буквы Т в сплавах ТК – содержание карбида титана TiC. В сплавах ТТК первая цифра указывает на суммарное содержание карбидов титана и тантала. Содержание карбида вольфрама WC во всех сплавах находится вычитанием из 100 % суммарного содержания других составляющих.

Кроме металлокерамических твердых сплавов в машиностроении применяют относительно новый дешевый инструментальный материал, основой которого являются тугоплавкие оксиды: . Минералокерамические материалы носят название керметов, не содержат дорогостоящих и дефицитных металлов, обладают лучшими качествами керамики и не имеют ее недостатков – высокой хрупкости и низкой термостойкости. Из наиболее употребляемых материалов следует назвать микролит (ЦМ 332) и термокорунд, из которых изготовляют пластинки для резцов.