Порошковая металлургия

Порошковая металлургия как метод получения и обработки материалов отличается разнообразием технологических приемов и способов производства, что позволяет получать спеченные материалы и изделия различных составов, свойств и: назначений. Выделяются две осо­бенности при применении методов порошковой металлургии:

возможность получения принципиально новых материалов и изделий из них со спе­цифическими свойствами, которые невозможно получить при использовании других техноло­гических процессов (детали из фрикционных и антифрикционных, пористых материалов и материалов с особыми физическими свойствами); эффективность изготовления таких деталей прежде всего определяется их назначением и эксплуатационными свойствами;

изготовление деталей, не обладающих специфическими свойствами, для которых метод порошковой металлургии не является монопольным, к ним относятся детали конструкци­онного назначения, получение которых методом порошковой металлургии оправдано лишь значительным эффектом за счет снижения расхода материала, трудоемкости, себестоимости и других технико-экономических показателей.

Характерной особенностью порошковой металлургии как промышленного метода из­готовления различного рода заготовок является применение исходного сырья в виде порошков, которые затем прессуют или формуют в изделия заданных размеров и подвергают термической обработке (спеканию), проводимой при температурах ниже температуры плавления основного компонента шихты.

Основные элементы технологии порошковой металлургии следующие:

-получение и подготовка порошков исходных материалов, которые могут представ­лять собой чистые металлы или их сплавы, соединения металлов с неметаллами и другие хими­ческие соединения:;

-прессование из подготовленной шихты изделий необходимой формы в специальных пресс-формах,т.е. формование будущего изделия,

-термическая обработка (или спекание) спрессованных изделий, обеспечивающая им окончательные физико-механические и другие свойства.

В производственной практике иногда встречаются отклонения от типового технологического процесса, например совмещение опера­ции прессования и спекания, пропитка пористого брикета расплавленным металлом, допрессовка или калибровка спеченного полуфабриката, дополнительная механическая обработка спе­ченных изделий ж т.д.

Достоинства порошковой металлургии следующие:

-возможность изготовления деталей из тугоплавких материалов, псевдосплавов (на­пример, медь — вольфрам, железо — графит), пористых материалов с заранее заданной порис­тостью (фильтры, самосмазывающиеся подшипники);

-значительная экономия материалов в связи с возможностью прессования изделий с окончательными размерами, не нуждающихся (или почти не нуждающихся) в последующей механической обработке; отходы производства в этом случае не превышают 1—5 %;

-возможность получения изделий из материалов высокой чистоты, так как при изго­товлении деталей методом порошковой металлургии (в отличие от литья) исключается внесение каких-либо загрязнений в перерабатываемый материал;

-технология порошковой металлургии по своему характеру несложна и основные опе­рации изготовления порошковых изделий не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала;

-изготовление деталей из порошков легче поддается автоматизации технологических процессов, так как не связано с разработкой сложных ориентирующих и транспортирующих устройств, бункеров и других механизмов, необходимых при изготовлении деталей из штучных заготовок.

Экономичность методов порошковой металлургии проявляется в полной мере только при достаточно больших масштабах производства.

К недостаткам порошковой металлургии можно отнести ограниченность размеров и относительную простоту формы получаемых изделий, что обусловлено спецификой формова­ния порошков. При изготовлении деталей машин методом порошковой металлургии наличие остаточной пористости в некоторых случаях не позволяет получить такие же физико-механические свойства, как при изготовлении литьем или ковкой.

Дальнейшее совершенствование этого метода — изостатическое прессование, реали­зуемое на специальных изостатических прессах. Изостатическое прессование, в отличие от обыч­ных методов, осуществляют с помощью газа (или жидкости), находящегося под высоким давле­нием и равномерно сжимающего заготовку вдоль всей ее поверхности. Изделия, полученные изостатическим прессованием, характеризуются высокой и равномерной плотно­стью. Исходным материалом чаще всего служит металлический или керамический порошок. Его заключают в плотную эластичную капсулу и прессуют в контейнере высокого давления. В изостатических прессах можно прессовать заготовки диаметром 1000 и высотой 2500 мм и более.