Свойства порошков и методы их контроля

Металлические порошки характеризуются химическими, физическими и технологическими свойствами, знание которых позволяет получить представление о рассматриваемой совокупности огромного числа частичек и является необходимым условием для правильной организации технологического процесса производства заготовок.

Химические свойств порошков определяются методами химического, спектрального и микрорентгеноспектрального анализов.

Физические свойства включают определение формы частиц методами оптической микроскопии, размера частиц, определяемого с помощью ситового, микроскопического или седиментационного анализов.

Для определения формы и размера частиц используют оптические или электронные микроскопы. Для оптического микроскопа пробу исследуемого порошка (1 г) помещают на предметное стекло микроскопа и осторожно распределяют зерна по поверхности вторым верхним стеклом. Для электронного микроскопа готовят специальные реплики (порошок запрессовывают в пластмассу, делают обычный шлиф, травят его и снимают с поверхности реплику) или пленку-подложку из коллодия, кварца, угля.

Ситовой анализ проводят с помощью набора специальных сит по ГОСТ 18318-80 с фиксированным размером ячеек. Сухие и чистые сита устанавливают одно над другим в такой последовательности, чтобы наверху была сетка с самыми крупными отверстиями, а внизу с самыми мелкими. Затем насыпают навеску порошка и просеивают его. Порошок, оставшийся на каждом сите взвешивают и определяют долю порошка с данным размером.

Микроскопический анализ проводят по ГОСТ 23402-78 на микроскопе с помощью окуляр микрометра с измерением не менее 100 частичек и определением среднего размера и дисперсии.

Порошки, полученные методами распыления, обычно имеют сферическую форму, содержание кислорода в них около 10^-2 % (ат.), зависящее от размера частиц (пропорционально площади поверхности), распределение частиц по размерам носит гауссовский характер, а их структура либо микрокристаллическая, либо дендритная, в зависимости от размера частиц и скорости охлаждения. На рис.5. показана типичная морфология порошков.

Технологические свойства порошка включают определение насыпной плотности, текучести уплотняемости, прессуемости и формуемости.

Насыпная плотность, есть объемная характеристика порошка, и представляет собой массу единицы его объема при свободной насыпке.

Текучесть порошка характеризует его способность с определенной скоростью вытекать из отверстий. По ГОСТ 20899-75 текучесть выражается числом секунд, за которое 50 г порошка вытекают из воронки через калиброванное отверстие диаметром 2,5 мм.

Уплотняемость порошка показывает его способность изменять начальную плотность укладки частиц в процессе прессования. По ГОСТ 25280-82 эта характеристика оценивается по плотности прессовок, изготовленных при давлениях прессования 200, 400, 500, 600, 700, 800 МПа в цилиндрической пресс-форме. Прессуемость порошка оценивают его способностью образовывать прессовку под воздействием определенного давления. Эта характеристика дает качественную оценку свойств порошка, комплексно связанную с формуемостью. Формуемость порошка оценивает его способность сохранять приданную ему форму при прессовании в заданном интервале пористости. По ГОСТ 25280-82 эта характеристика порошка определяется при прессовании навески массой не менее 200 г в пресс-форме с последующим определением границ интервала пористости при котором прессовки после извлечения из пресс-формы не рассыпаются.

а, ´ 200	б, ´1000
в, ´100	г, ´500

Рис. 5. Типичный вид порошка сплавов Rene 95 (а, б) и IN-100 (в, г)