Što je metalurgija praha. Materijali metalurgije praha

Praškaste smjese mogu se proizvoditi od metala i raznih legura. Mogu se koristiti na razne načine za zaštitu izradaka i dijelova. Metalurgija praha je polje koje se aktivno razvija i ima ogroman broj značajki. Ovaj smjer metalurgije pojavio se prije više od sto godina.

Priprema prašaka

Za proizvodnju praha mogu se koristiti različite tehnologije, ali ih ujedinjuju sljedeće točke:

Ekonomičan. Otpad iz metalurške industrije može se koristiti kao sirovina. Primjer je mjerilo koje se danas nigdje ne koristi. Osim toga, može se koristiti i drugi otpad.
Visoka preciznost geometrijskih oblika. Proizvodi dobiveni tehnologijom metalurgije praha koja se razmatra imaju precizne geometrijske oblike, naknadna mehanička obrada nije potrebna. Ovaj trenutak određuje relativno malu količinu otpada.
Visoka otpornost površine na trošenje. Zbog fino zrnate strukture, dobiveni proizvodi imaju povećanu tvrdoću i čvrstoću.
Niska složenost tehnologija metalurgije praha.

S obzirom na najčešće tehnologije metalurgije praha, napominjemo da su podijeljene u dvije glavne skupine:

Fizikalno-mehaničke metode uključuju mljevenje sirovina, zbog čega veličina čestica postaje mala. Proizvodne procese ove vrste karakterizira kombinacija različitih opterećenja koja utječu na sirovine.
Za promjenu faznog stanja korištenih sirovina koriste se kemijsko-metalurške metode. Primjer takve proizvodnje je redukcija soli i oksida, kao i drugih metalnih spojeva.

Osim toga, ističemo sljedeće značajke proizvodnje praha:

Kuglična metoda uključuje obradu metalnih ostataka u kugličnom mlinu. Pažljivim drobljenjem dobiva se fino zrnati prah.
Vrtložna metoda uključuje korištenje posebnog mlina koji stvara snažan protok zraka. Sudar velikih čestica uzrokuje proizvodnju finog praha.
Primjena drobilica. Opterećenje koje nastaje pri padu velikog tereta dovodi do drobljenja materijala. Udarno opterećenje djeluje s određenom frekvencijom, zbog čega se sastav drobi.
Raspršivanje sirovina u tekućem obliku pod utjecajem komprimiranog zraka. Nakon dobivanja krhkog sastava, metal prolazi kroz posebnu opremu koja ga melje kako bi se dobio prah.
Elektroliza je proces dobivanja metala iz tekućeg sastava pod utjecajem električne struje. Zbog povećanja krhkosti, sirovine se mogu brzo samljeti u posebnim drobilicama. Ova metoda obrade omogućuje dobivanje dendritičnih zrnaca.

Neke od gore navedenih tehnologija metalurgije praha postale su raširene u industriji zbog svoje visoke produktivnosti i učinkovitosti, dok se druge danas praktički ne koriste zbog povećanih troškova dobivenih sirovina.

Zbijanje

Metalurgija praha također uključuje postupak koji se temelji na proizvodnji poluproizvoda u obliku šipki i traka. Nakon prešanja, možete dobiti proizvod gotovo spreman za upotrebu.

Značajke procesa zbijanja uključuju sljedeće točke:

Pri izvođenju procesa koji se razmatra koristi se kao sirovina rasuta tvar.
Nakon zbijanja, rasuti prah postaje kompaktan materijal s poroznom strukturom. Čvrstoća dobivenog proizvoda stječe se tijekom drugih procesa obrade.

S obzirom na proces prešanja praha, bilježimo korištenje sljedećih tehnologija:

valjanje;
klizni lijev;
izostatičko prešanje primjenom pritiska plinom ili tekućinom;
prešanje s jedne ili obje strane pri korištenju posebnih metalnih matrica;
metoda ubrizgavanja.

Kako bi se ubrzao proces zbijanja, praškasti proizvod se izlaže visokoj temperaturi. U većini slučajeva udaljenost između pojedinih čestica smanjuje se izlaganjem visokom tlaku. Prahovi izrađeni od mekih metala imaju veliku čvrstoću.

Sinteriranje

Završni korak u metalurgiji praha uključuje izlaganje visokoj temperaturi. Gotovo svaka metoda metalurgije praha uključuje izlaganje visokim temperaturama. Sinterovanje se provodi radi postizanja sljedećih ciljeva:

povećati gustoću proizvoda;
dati određena fizikalna i mehanička svojstva.

Za toplinsku izloženost instalirana je posebna oprema. Zaštitno okruženje obično predstavljaju inertni plinovi, na primjer vodik. Proces sinteriranja također se može provesti u vakuumu kako bi se povećala učinkovitost korištene tehnologije.

Metoda indukcijskog grijanja također je vrlo popularna. Uključuje korištenje indukcijskih peći, koje se proizvode ili izrađuju ručno. U prodaji je oprema koja može kombinirati nekoliko tehnoloških procesa: sinteriranje i prešanje.

Primjena proizvoda metalurgije praha

Metalurgija praha se koristi u zrakoplovstvu, elektrotehnici, radiotehnici i mnogim drugim industrijama. To je zbog činjenice da korištena proizvodna tehnologija omogućuje proizvodnju dijelova složenih oblika. Osim toga, moderne tehnologije metalurgije praha omogućuju dobivanje dijelova koji imaju:

Velika snaga. Gusta struktura određuje povećanu čvrstoću.
Izdržljivost. Dobiveni proizvodi mogu trajati dugo u teškim radnim uvjetima.
Otpornost na habanje. Ako trebate dobiti površinu koja se ne istroši pod mehaničkim naprezanjem, tada morate razmotriti tehnologiju lijevanja u prahu.
Plastičnost. Također je moguće dobiti izratke s povećanom duktilnošću.

Također, širenje ove tehnologije može se povezati s niskom cijenom dobivenih proizvoda.

Prednosti i nedostatci
Metoda proizvodnje proizvoda od praha postala je prilično raširena zbog velikog broja prednosti:

niska cijena dobivenih proizvoda;
sposobnost proizvodnje velikih dijelova sa složenim površinama;
visoke fizičke i mehaničke kvalitete.

Metodu metalurškog praha karakterizira nekoliko nedostataka:

Rezultirajuća struktura ima relativno nisku čvrstoću.
Struktura se odlikuje manjom gustoćom.
Tehnologije koje se razmatraju uključuju korištenje specijalizirane opreme.
Ako je tehnologija proizvodnje prekršena, dijelovi su niske kvalitete.

Danas se metalurgija praha aktivno koristi u raznim industrijama. Osim toga, u tijeku su razvoji usmjereni na poboljšanje kvalitete dobivenih proizvoda.

Zaključno, napominjemo da se spajanjem malih čestica raznih metala i legura dobivaju materijali s posebnim svojstvima.

Metalurgija praha je metoda proizvodnje metalnih proizvoda koja uključuje prešanje granula metalnog praha i njihovo potom sinteriranje. Ova proizvodnja omogućuje izradu proizvoda visoke točnosti geometrijskih dimenzija, pa je alternativa drugim tehnologijama oblikovanja proizvoda, poput lijevanja ili štancanja. Također, korištenjem metalurgije praha moguće je proizvesti legure ili gotove proizvode sa svojstvima koja se ne mogu postići drugim proizvodnim procesima. Na primjer, korištenjem metalurgije praha moguće je dobiti legure komponenata koje se ne otapaju jedna u drugoj u rastaljenom stanju. Koristeći ovu tehnologiju, moguće je proizvesti tvrde legure volframa, tantala i kobalta, koje je prilično teško dobiti drugim metodama. Metalurgija praha omogućuje proizvodnju proizvoda složenih konfiguracija ili proizvoda s visokim ili određenim svojstvima toplinske i električne vodljivosti.

Glavne prednosti metalurgije praha:

Sposobnost stvaranja legura od materijala koji se teško otapaju ili legura koje je teško stvoriti na druge načine
Ekonomska opravdanost primjene metalurgije praha. Ovakvim načinom proizvodnje, u usporedbi s lijevanjem i tokarenjem, nastaje mnogo manje otpada.
Visoka točnost geometrijskih dimenzija zbog upotrebe visoko precizne opreme tijekom prešanja
Primjenom metalurgije praha moguće je dobiti legure s većim rasponom mehaničkih svojstava u odnosu na lijevanje
Visoke performanse procesa
Širok, i što je najvažnije prilagodljiv raspon dobivenih svojstava

Proizvodi metalurgije praha koriste se u svim područjima tehnologije: strojogradnji, izradi instrumenata, rudarstvu i industriji rafiniranja nafte.

Tehnologija metalurgije praha

Tehnološki proces proizvodnje proizvoda metalurgijom praha svodi se na sljedeće faze:

Dobivanje sirovina - praškova određenog stupnja disperzije granula
Prešanje prahova u kalupima pod pritiskom. Za oblikovanje se mogu koristiti tople i hladne metode
Sinterovanje praškastih materijala u termičkim pećima. Pri izvođenju procesa obično se koriste zaštitne i vakuumske sredine različitih pritisaka

Nedostaci metalurgije praha

Danas je stupanj razvoja tehnološke opreme dosegao ogromne visine, što je eliminiralo gotovo sve prepreke za proizvodnju dijelova pomoću metalurgije praha. Prije nekoliko godina pojavili su se problemi u proizvodnji proizvoda velikih dimenzija i proizvoda od praha. Ali ovaj problem je riješen upotrebom modernih izostata. I danas, osim visoke cijene sirovina, metalurgija praha nema nikakvih nedostataka.

Metalurgija praha je znanstvena i tehnička grana koja objedinjuje različite metode za proizvodnju prahova na bazi metala i njihovih legura, metalnih spojeva, gotovih proizvoda i poluproizvoda od njih, kao i njihovih mješavina s nemetalnim prahovima. bez primjene tehnologije taljenja u odnosu na osnovne komponente .

Čovječanstvo se već dugo bavi proizvodnjom raznih metalnih prahova i mješavina pomoću redukcije metalnih oksida. Na primjer, tri tisuće godina prije rođenja Krista, zlato u prahu aktivno se koristilo za ukrašavanje svih vrsta površina. Obrtnici starog Egipta i Babilona koristili su neke tehnike metalurgije praha u proizvodnji alata od željeza.

Početak modernog razdoblja razvoja ove industrije postavio je domaći znanstvenik P. G. Sobolevsky, koji je u suradnji s V. V. Lyubarskim. dvadesetih godina devetnaestog stoljeća razvio je posebnu metodu za proizvodnju raznih proizvoda pomoću platinastog praha. Nakon toga počinje ubrzani razvoj metalurgije na bazi praha, budući da je omogućila stvaranje proizvoda s doista ekskluzivnim svojstvima koja se ne mogu postići na druge načine. Na primjer, to uključuje porozne ležajeve ili uređaje za filtriranje. Također su se počeli pojavljivati materijali čija je struktura određena, te materijali koji sadrže metale s oksidima, metale s polimerima itd.

U metalurgiji praha cjelokupni obim tehnoloških operacija koje se izvode može se podijeliti u sljedeće skupine:

Dobivanje praha osnovnih metala i njihovo miješanje, što rezultira stvaranjem;
praškovi za prešanje ili mješavine napravljene od njih, oblikovanje praznina;
sinterovanje.

Priznanica

Prahovi koji se koriste u ovoj grani metalurgije uključuju čestice veličine od 1/100 do 500 mikrona. Za njihovo dobivanje koriste se mehaničke i fizikalno-kemijske metode. Prva kategorija uključuje mljevenje metala ili metalima sličnih spojeva u krutom stanju, kao i disperziju metala i legura u tekućem stanju. Za usitnjavanje čvrstih materijala koriste se mlinovi opremljeni mljevenim tijelima, rotirajućim dijelovima ili koji rade na udarnom principu. Priroda izvornog materijala određuje oblik čestica dobivenih drobljenjem: ako je krhak, tada su čestice fragmentirane, ako su plastične, ljuskave su. Plastična deformacija, koja je karakteristična za drobljene prahove, dovodi do preoblikovanja njihovih inherentnih svojstava i strukturne modifikacije.

Atomizacija (također nazvana disperzija) metala i legura tekuće konzistencije provodi se mlazom tekućine ili plina pomoću mlaznica različitih oblika. Na svojstva atomiziranih praškastih tvari utječe niz čimbenika, uključujući površinsku napetost rastaljene mase, brzinu kojom se provodi atomizacija, nijanse geometrije mlaznice i druge.

Prskanje vodom često se provodi u okruženju dušika ili argona. Na taj se način dobiva željezo, nikal i drugi prahovi. Ako se rastaljena masa raspršuje zbog plina pod značajnim tlakom, tada će čestice konačnog proizvoda imati različite veličine ovisno o tlaku, presjeku izlazne struje metala, nijansama strukture mlaznice i prirodnim svojstvima od legure.

Plin za atomizaciju može biti jednostavno zrak, dušik ili argon, kao i vodena para. Postoje i druge metode za raspršivanje metala, posebno plazma, kao i metoda raspršivanja metalnog mlaza u vodu. Ove se metode prvenstveno koriste u proizvodnji srebrnog, kositrenog i aluminijskog praha.

Metode fizikalno-kemijske prirode koje se koriste u proizvodnji metalnog praha uključuju redukciju metalnih oksida njihovim izlaganjem ugljiku, vodiku ili plinovima koji sadrže ugljikovodike. Postoje i metalotermne metode: redukcija oksida, halogenida i drugih metalnih spojeva njihovim izlaganjem drugim metalima; cijepanje metalnih karbonila i organometalnih spojeva; elektroliza talina soli i vodenih otopina. Za dobivanje praha metalnih spojeva, osim gore navedenih metoda, pribjegavaju njihovoj sintezi iz jednostavnih tvari.

Prešanje (zbijanje)

Ova operacija je neophodna za dobivanje poluproizvoda u obliku šipki, cijevi, traka ili pojedinačnih dijelova, koji su po obliku bliski konačnim proizvodima. Nakon prolaska kroz postupak zbijanja, rasuti prah se pretvara u kompaktan materijal porozne strukture, čija čvrstoća mu omogućuje da zadrži zadani oblik tijekom daljnjih operacija.

Osnovne metode kompresije su:

Prešanje s jedne ili obje strane u posebnim metalnim matricama;
izostatičko prešanje zbog tlaka plina ili tekućine;
prešanje tipa usnika;
valjanje;
klizni lijev;
prešanje velikom brzinom, uključujući eksploziv;
injekcijska formacija.

Zbijanje je moguće izvesti i na sobnoj temperaturi iu okolini s visokom temperaturom.

Tijekom prešanja, prah se zbija zbog činjenice da su njegove čestice pomaknute jedna u odnosu na drugu i naknadno deformirane ili uništene. Upotreba dovoljno visokog tlaka pri radu s duktilnim metalnim prahom omogućuje postizanje zbijanja uglavnom zbog plastične deformacije, a pri radu s krhkim metalima i njihovim spojevima - zbog razaranja i drobljenja čestica. Prahovi dobiveni od duktilnih metala odlikuju se većom čvrstoćom, a za postizanje potrebnih svojstava čvrstoće prahovima od lomljivih metala dodatno se koriste posebne vezivne tekuće komponente.

U masovnoj proizvodnji najtraženije je prešanje prahova u krutim matricama (kalupima) od metala, za što se koriste strojevi za tabletiranje, rotacijski i drugi strojevi za prešanje s mehaničkim ili hidrauličkim principom rada.

Zbijanje valjanjem uključuje formiranje praznina u kontinuiranom načinu rada u valjaonicama opremljenim valjcima. Prašak se sipa u same role ili se unosi silom. Valjanjem je moguće dobiti limove, profile i trake porozne strukture.

Tehnologija izostatičkog prešanja uključuje stavljanje praha ili poroznih izradaka u posebnu ljusku, nakon čega se materijal sabija sa svih strana. Konačno, školjka je dekomprimirana. Izostatsko prešanje, ovisno o vrsti korištenog radnog medija, dijeli se na hidro- i plinostatičko. Prva opcija se u većini slučajeva izvodi na sobnoj temperaturi, dok druga zahtijeva visoke temperature. Zbog izostatičkog prešanja moguće je dobiti proizvode složenog oblika i izuzetno jednolike gustoće po cijelom volumenu.

Prešanje nastavka za usta dobilo je naziv po tome što se ovom metodom prah pomiješan s plastifikatorom utiskuje kroz otvor na nastavku za usta. Štoviše, u ovom slučaju, prahovi koji se teško prešaju od krhkih metala mogu se koristiti kao baza. Rezultat takve obrade je proizvodnja dugih obradaka ujednačenog sastava i ujednačene gustoće.

Lijevanje kliznim lijevanjem je metoda metalurgije praha koja uključuje izradu proizvoda od tzv. šlipova - homogenih koncentriranih praškastih suspenzija, koje karakterizira visoka agregatna i sedimentacijska stabilnost te dobra fluidnost.

Razlikuju se sljedeće vrste klizanja:

Lijevanje u kalupe porozne strukture, u kojima se čestice praha povlače tekućinom u pore, gdje se zatim talože;
vruće lijevanje, koje uključuje zagrijavanje smjese praha s krutim vezivom do temperature na kojoj ova tvar dobiva viskoznu konzistenciju. U tom stanju, ova smjesa se izlije u kalupe, nakon čega se ohladi dok se ne stvrdne;
formiranje elektroforetskom metodom, pri čemu proizvod nastaje postupnim rastom sloja kliznih čestica koje pod utjecajem električnog polja mijenjaju svoj položaj, krećući se prema kalupu elektrode i tamo se taložeći.

Bit brzog prešanja je da se prah deformira velikom brzinom. Može biti eksplozivan, magnetski puls, hidrodinamički itd.

Sinteriranje

Završna operacija proizvodnje proizvoda metalurgijom praha je sinteriranje. Uključuje pripremu obratka u uvjetima u kojima temperatura ne dostiže vrijednost potrebnu za topljenje barem jedne komponente.

Ovaj postupak je neophodan kako bi se povećala gustoća proizvoda i dala određena mehanička i fizikalno-kemijska svojstva. Na početku sinteriranja čestice klize jedna u odnosu na drugu, stvaraju se kontakti između njih, a središta čestica se približavaju. U ovom trenutku čestice još uvijek imaju individualnost, ali se gustoća povećava što je brže moguće. Nakon toga tijelo istovremeno ostaje u fazi materije i fazi praznine, te završava sa zbijanjem zbog minimiziranja broja i veličine pora.

Za sinterovanje se u većini slučajeva koristi zaštitni medij, obično inertni plinovi, redukcijski medij, koji je vodik ili plinovi koji sadrže ugljikovodike, ili vakuum. Proizvodi se zagrijavaju u električnim ili indukcijskim pećima ili izravnim propuštanjem struje.

Moguće je kombinirati sinteriranje s prešanjem u jednom procesu: sinteriranje pod pritiskom, vruće prešanje.

Materijali i proizvodi

Tehnologije koje se koriste u metalurgiji praha omogućuju proizvodnju specifičnih materijala klasificiranih kao prah. Njihova klasifikacija se vrši ovisno o njihovim inherentnim svojstvima, kvalitetama i karakteristikama.

Praškasti materijali iz kategorije konstrukcija koriste se za izradu svih vrsta dijelova za uređaje i strojeve s različitim mehanizmima. Imaju povećanu mehaničku čvrstoću i prilično su ekonomični.
Upotreba praškastih materijala za proizvodnju filtera je zbog činjenice da im se mogu dati poboljšana svojstva u usporedbi s drugim poroznim materijalima. Osobito ih karakterizira visoka sposobnost čišćenja uz zadržavanje dovoljne propusnosti, otpornost na visoke temperature, izvrsna čvrstoća, izvrsna toplinska vodljivost i niska osjetljivost na abrazivno trošenje.

Zahvaljujući metodama koje se koriste u metalurgiji praha, mogu se dobiti filterski proizvodi koji imaju promjenjivu ili podesivu poroznost, razinu propusnosti i stupanj pročišćavanja. Filtri, zajedno s ležajevima s poroznom strukturom, uključeni su u popis glavnih vrsta poroznih proizvoda od praškastih materijala.

Tribotehnički materijali mogu biti antifrikcijski i tarni. Prvi su karakterizirani prisutnošću čvrste matrice, unutar koje se nalazi punilo mekog tijela. Metode metalurgije praha omogućuju proizvodnju antifrikcijskih proizvoda koji imaju nizak i stabilan koeficijent trenja, odlikuju se visokokvalitetnim uhodavanjem, malim trošenjem i otpornošću na podešavanje. Takvi se proizvodi klasificiraju kao samopodmazujući jer se lubrikant nalazi u njihovim porama.

Antifrikcijski materijali prikladni su za izradu raznih volumetrijskih elemenata, a izvrsni su i kao premazi za podloge. Jedan od najupečatljivijih primjera proizvoda izrađenih od materijala ove klase su klizni ležajevi.

Praškasti tarni materijali koriste se u jedinicama koje se koriste za prijenos kinetičke energije. Ove materijale karakterizira visoka otpornost na trošenje, izvrsna svojstva čvrstoće, dobro provode toplinu i lako se probijaju. U pravilu, sastav takvih materijala uključuje komponente metalne i nemetalne prirode. Prvi daju visoku toplinsku vodljivost i svojstva uhodavanja gotovim proizvodima, dok su drugi potrebni za povećanje koeficijenta trenja i smanjenje vjerojatnosti zaglavljivanja.

Proizvodi od karbidnog praha sadrže vatrostalne karbide u kombinaciji s plastičnim vezivima metalne prirode. Izrađuju se prešanjem praškastih smjesa i pečenjem u tekućoj fazi. Karbidni materijali, karakterizirani visokim svojstvima čvrstoće, tvrdoćom i malim trošenjem, mogu sadržavati ili ne sadržavati volfram. Ove legure služe kao osnova za proizvodnju alata koji se koriste za rezanje metala, štancanje, pritisak i bušenje stijena.

Kako bi se poboljšala svojstva takvih alata, često se na njihovu površinu dodatno nanose premazi od vatrostalnih spojeva.

Kategorija praškastih električnih materijala podijeljena je u nekoliko skupina: kontaktne, elektrovodljive, magnetske i druge. Kontaktni materijali omogućuju izradu kontakata koji mogu izdržati do nekoliko milijuna kratkih spojeva i prekida. Postoje i opcije za klizne kontakte, koji se koriste u proizvodnji elektromotora, generatora, potenciometara, kolektora struje i drugih uređaja.

Visokotemperaturni materijali proizvedeni metalurgijom praha temelje se na legurama vatrostalnih metala (

Metalurgija praha ja Metalurgija praha

područje tehnologije koje pokriva skup metoda za proizvodnju metalnih prahova i metalima sličnih spojeva, poluproizvoda i proizvoda od njih (ili njihovih mješavina s nemetalnim prahovima) bez taljenja glavne komponente. PM tehnologija uključuje sljedeće operacije: dobivanje početnih metalnih prahova i pripremanje šarže (smjese) od njih sa zadanim kemijskim sastavom i tehnološkim karakteristikama; prah za oblikovanje ili njihove mješavine u proizvode određenih oblika i veličina (uglavnom prešanje) ; sinteriranje, tj. toplinska obrada obratka na temperaturi ispod tališta cijelog metala ili njegovog glavnog dijela. Nakon sinteriranja proizvodi obično imaju određenu poroznost (od nekoliko postotaka do 30-40%, au nekim slučajevima i do 60%). Kako bi se smanjila poroznost (ili je čak potpuno eliminirala), povećala mehanička svojstva i fino podesilo na točne dimenzije, koristi se dodatna obrada tlakom (hladno ili vruće) sinteriranih proizvoda; ponekad se koristi i dodatna toplinska, termokemijska ili termomehanička obrada. U nekim varijantama tehnologije, operacija kalupljenja je eliminirana: prahovi se sinteriraju i ulijevaju u odgovarajuće kalupe. U nekim slučajevima se prešanje i sinteriranje spajaju u jednu operaciju, tzv. vruće prešanje - komprimiranje praha kada se zagrije.

Priprema prašaka. Mehaničko mljevenje metala provodi se u vrtložnim, vibracijskim i kuglastim mlinovima. Druga, naprednija metoda dobivanja prahova je atomizacija tekućih metala: njene prednosti su mogućnost učinkovitog čišćenja taline od mnogih nečistoća, visoka produktivnost i ekonomičnost procesa. Uobičajeno je dobivanje prahova željeza, bakra, volframa i molibdena visokotemperaturnom redukcijom metala (obično iz oksida) ugljikom ili vodikom. Koriste se hidrometalurške metode za redukciju otopina spojeva ovih metala s vodikom. Za dobivanje bakrenih prahova najčešće se koristi elektroliza vodenih otopina. Postoje i druge, manje uobičajene metode za pripremu prahova raznih metala, kao što su elektroliza talina i toplinska disocijacija hlapljivih spojeva (karbonilna metoda).

Formiranje prahova. Glavni način oblikovanja metalnih prahova je prešanje u kalupima od kaljenog čelika pod pritiskom od 200-1000 Mn/m 2(20-100 kgf/mm 2) na brzim automatskim prešama (do 20 prešanja u 1 min). Kompakti imaju oblik, veličinu i gustoću specificiranu uzimajući u obzir promjene u tim karakteristikama tijekom sinteriranja i naknadnih operacija. Sve je veća važnost novih metoda hladnog oblikovanja kao što su izostatičko prešanje praha pod ravnomjernim pritiskom, valjanje i ekstruzija praha.

Sinteriranje se provodi u zaštitnom okruženju (vodik; atmosfera koja sadrži ugljikove spojeve; vakuum; zaštitna zasipanja) na temperaturi od oko 70-85% apsolutnog tališta, a za višekomponentne legure - nešto višoj od tališta najtaljivija komponenta. Zaštitna okolina mora osigurati redukciju oksida, spriječiti stvaranje neželjene kontaminacije proizvoda (čađa, karbidi, nitridi, itd.), spriječiti izgaranje pojedinih komponenti (primjerice, ugljika u tvrdim legurama) i osigurati sigurnost sinteriranja. postupak. Dizajn peći za sinteriranje mora osigurati ne samo zagrijavanje, već i hlađenje proizvoda u zaštitnom okruženju. Svrha sinteriranja je dobivanje gotovih proizvoda zadane gustoće, veličine i svojstava ili poluproizvoda sa svojstvima potrebnim za naknadnu preradu. Primjena vrućeg prešanja (sinteriranja pod tlakom), osobito izostatskog, sve je veća.

P. m. ima sljedeće prednosti koje su odredile njegov razvoj. 1) Sposobnost dobivanja materijala koje je teško ili nemoguće dobiti drugim metodama. Tu spadaju: neki vatrostalni metali (volfram, tantal); legure i sastavi na bazi vatrostalnih spojeva (tvrde legure na bazi karbida volframa, titana i dr.): sastavi i dr. pseudo-legure metala koji se ne miješaju u rastaljenom obliku, posebno sa značajnom razlikom u temperaturama taljenja (na primjer, volfram - bakar); sastavi metala i nemetala (bakar - grafit, željezo - plastika, aluminij - aluminijev oksid i dr.); porozni materijali (za ležajeve, filtere, brtve, izmjenjivače topline) itd. 2) Mogućnost dobivanja nekih materijala i proizvoda s višim tehničkim i ekonomskim pokazateljima. PM vam omogućuje uštedu metala i značajno smanjenje troškova proizvodnje (na primjer, pri proizvodnji dijelova lijevanjem i rezanjem, ponekad se do 60-80% metala gubi u vratima, odlazi u strugotine itd.). 3) Pri uporabi čistih polaznih prahova moguće je dobiti sinterirane materijale s nižim sadržajem nečistoća i s točnijim prilagodbom zadanom sastavu nego kod konvencionalnih lijevanih legura. 4) S istim sastavom i gustoćom, sinterirani materijali, zbog osobitosti svoje strukture, u nekim slučajevima imaju veća svojstva od taljenih, posebno nepovoljan utjecaj preferirane orijentacije (teksture), koji se nalazi u nizu lijevanih metala (na primjer, berilij), manje utječe zbog specifičnih uvjeta skrućivanja taline. Veliki nedostatak nekih lijevanih legura (na primjer, brzoreznih čelika i nekih čelika otpornih na toplinu) je oštra heterogenost lokalnog sastava uzrokovana segregacijom (vidi segregacija) tijekom skrućivanja. Dimenzije i oblik strukturnih elemenata sinteriranih materijala lakše se kontroliraju, a što je najvažnije, mogu se dobiti tipovi relativnog rasporeda i oblika zrna koji su nedostižni za taljeni metal. Zahvaljujući ovim strukturnim značajkama, sinterirani metali su otporniji na toplinu, bolje podnose učinke cikličkih fluktuacija temperature i stresa, kao i nuklearnog zračenja, što je vrlo važno za materijale nove tehnologije.

PM također ima nedostatke koji koče njegov razvoj: relativno visoka cijena metalnih prahova; potreba za sinteriranjem u zaštitnoj atmosferi, što također povećava troškove PM proizvoda; poteškoće u proizvodnji velikih proizvoda i izradaka u nekim slučajevima; poteškoće u dobivanju metala i legura u kompaktnom, neporoznom stanju; potreba korištenja čistih početnih prahova za dobivanje čistih metala.

Nedostaci industrijskih metala i neke njihove prednosti ne mogu se smatrati trajnim čimbenicima: oni uvelike ovise o stanju i razvoju kako samih industrijskih metala tako i drugih grana industrije. Kako se tehnologija razvija, pijedestalizam se može potisnuti iz nekih područja i, obrnuto, osvojiti druga. P. G. Sobolevsky i V. V. Lyubarsky prvi su 1826. razvili platinaste metode za proizvodnju platinastih kovanica. Potreba za korištenjem PM-a u tu svrhu nastala je zbog nemogućnosti postizanja tališta platine u to vrijeme (1769 °C). Sredinom 19.st. Zbog razvoja tehnologije za dobivanje visokih temperatura prestala je industrijska uporaba PM metoda. P. m. ponovno je oživio na prijelazu u 20. stoljeće. kao način proizvodnje žarnih niti za električne žarulje od vatrostalnih metala. Međutim, naknadno razvijene metode lučnog, elektronskog snopa, taljenja plazme i električnog pulsnog zagrijavanja omogućile su postizanje prethodno nedostižnih temperatura, zbog čega se specifična težina PM-a u proizvodnji ovih metala donekle smanjila. Istodobno, napredak visokotemperaturne tehnologije eliminirao je takve nedostatke PM-a koji su ograničavali njegov razvoj, kao što je, na primjer, teškoća pripreme praha čistih metala i legura: metoda prskanja omogućuje uklanjanje nečistoća i onečišćenja sadržana u metalu u trosku s dovoljnom cjelovitošću i učinkovitošću dok se ne otope. Zahvaljujući stvaranju metoda za sveobuhvatnu kompresiju prahova na visokim temperaturama, poteškoće u proizvodnji neporoznih izradaka velikih dimenzija uvelike su prevladane.

Istovremeno, niz glavnih prednosti PM-a je stalno aktivan čimbenik koji će vjerojatno zadržati svoju važnost daljnjim razvojem tehnologije.

Lit.: Fedorchenko I.M., Andrievsky R.A., Osnove metalurgije praha, K., 1961.; Balshin M. Yu.. Znanstvene osnove metalurgije praha i metalurgije vlakana, M., 1972; Kiparisov S.S., Libenson G.A., Metalurgija praha, M., 1972.

M. Yu. Balshin.

II Metalurgija praha (“Metalurgija praha”)

mjesečni znanstveni i tehnički časopis, organ Instituta za probleme znanosti o materijalima Akademije znanosti Ukrajinske SSR. Izlazi od 1961. u Kijevu. Objavljuje članke o teoriji, tehnologiji i povijesti metalurgije praha, o vatrostalnim spojevima i visokotemperaturnim materijalima. Naklada (1974.) 2,3 tisuće primjeraka. Ponovno tiskano na engleskom u New Yorku.

Velika sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .

Pogledajte što je "metalurgija praha" u drugim rječnicima:

Metalurgija praha je tehnologija za proizvodnju metalnih prahova i proizvodnju proizvoda od njih (ili njihovih spojeva s nemetalnim prahovima). Općenito, tehnološki proces metalurgije praha sastoji se od četiri glavna... ... Wikipedia

METALURGIJA PRAHA, proizvodnja metalnih prahova i proizvoda od njih. Prahovi se prešaju u željene oblike i zatim zagrijavaju na nešto ispod TEMPERATURE TALJENJA. Korištenje pudera je ekonomičnije od korištenja... ... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik

metalurgija praha- NDP. metalna keramika Područje znanosti i tehnologije koje pokriva proizvodnju metalnih prahova kao i proizvoda od njih ili njihovih mješavina s nemetalnim prahovima. [GOST 17359 82] Nedopušteni, nepreporučeni kermet Predmeti u prahu... ... Vodič za tehničke prevoditelje

Moderna enciklopedija

Proizvodnja metalnih prahova i proizvoda od njih, njihovih smjesa i sastava s nemetalima. Prahovi se proizvode mehaničkim mljevenjem ili atomizacijom tekućih početnih metala, visokotemperaturnom redukcijom i toplinskom disocijacijom... ... Veliki enciklopedijski rječnik

Metalurgija praha- METALURGIJA PRAHA, proizvodnja metalnih prahova i proizvoda od njih, njihovih smjesa i sastava s nemetalima, kao i proizvoda različitog stupnja poroznosti. Proizvodi se proizvode prešanjem praćenim ili istovremenim termičkim,... ... Ilustrirani enciklopedijski rječnik

metalurgija praha- dio znanosti i grana metalurške i strojarske industrije, koja uključuje tehnološke procese za dobivanje prahova metala, legura i kemijskih spojeva, proizvodnju poluproizvoda i gotovih proizvoda od njih... ... Enciklopedijski rječnik metalurgije

Metalurgija praha- 1. Metalurgija praha NDP. Metalna keramika D. Pulvermetallurgie E. Metalurgija praha F. Métallurgie des poudres Izvor: GOST 17359 82: Metalurgija praha. Pojmovi i definicije izvorni dokument Vidi također povezane... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

Područje znanosti i tehnologije koje pokriva skup metoda za proizvodnju prahova od metala, legura i metalima sličnih spojeva, poluproizvoda i proizvoda od njih ili njihovih mješavina s nemetalnim materijalima. puderi bez topljenja baze. komponenta. Vježbajte…… Kemijska enciklopedija

Tehnologija dobivanja metalnih prahova i proizvodnje proizvoda od njih, kao i od spojeva metala s nemetalima. U konvencionalnoj metalurgiji metalni proizvodi se dobivaju obradom metala metodama kao što su lijevanje, kovanje, štancanje i... ... Collierova enciklopedija

Grana znanosti i tehnologije koja se bavi proizvodnjom praha metala, legura i spojeva bez kisika, kao i materijala i proizvoda na njihovoj osnovi. Proizvodnja spojeva kisika kao što su oksidi područje je keramičke proizvodnje, iako... ... Enciklopedija tehnike

knjige

Metalurgija praha. Površinski inženjering, novi praškasti kompozitni materijali. Zavarivanje. Dio 1, Zbornik članaka, Ovaj zbornik uključuje izvješća s međunarodnog simpozija “Metalurgija praha: Inženjerstvo površina, novi kompozitni materijali u prahu. Zavarivanje" (10. – 12. travnja 2013.),… Kategorija: Tehnička literatura Serija: Zbornik izvješća 8. međunarodnog simpozija (Minsk, 10.-12. travnja 2013.) Izdavač:

Proizvodnja proizvoda metalurgijom praha moguća je samo na specijaliziranoj opremi. Njihov asortiman se može podijeliti na proizvode za konstrukcijske, antifrikcijske i posebne namjene. Potonji je izrađen od materijala s posebnim svojstvima. Proizvodi posebne namjene ne mogu se proizvoditi alternativnim metodama.

Metalurgija praha uključuje proizvodnju proizvoda od metalnih prahova. Takvi dijelovi su nevjerojatno točni i ne zahtijevaju daljnju obradu.

Istodobno, sama tehnologija proizvodnje nije složena. Temelji se na drevnom načinu izrade keramike, a razlika je samo u korištenim sirovinama. Zbog činjenice da je ova metoda ekonomična i jednostavna, brzo se uzdigla na istu razinu konkurencije s kovanjem, lijevanjem, štancanjem i drugim metodama izrade metalnih dijelova.

Uz konstantno usavršavanje i razvoj proizvodnje, usvajanje novih tehnologija i materijala, raste i asortiman proizvoda koji uključuje proizvode metalurgije praha.

Ako tvornica prihvati narudžbu za izradu novog dijela, mora razviti nacrt budućeg proizvoda na temelju nacrta kupca, nacrt opreme i alata za prešanje te popratnu dokumentaciju. Ako je potrebno, isto postrojenje obavlja istraživačke i eksperimentalne funkcije koje osiguravaju početni razvoj i testiranje novog proizvoda. Također se proizvodi dodatna oprema i alati za prešanje.

Proces proizvodnje dijelova

Puderi su različiti. Vrijedno je napomenuti da sorta poput čelika u prahu nije najteža. Puderima se daju određena svojstva ovisno o daljnjoj upotrebi. Sam proces odvija se u posebnom aparatu ili u kojem se komadići metala, strugotine i otpaci usitnjavaju, a stvorena strujanja zraka uzrokuju mljevenje tih komada. Metali koji su klasificirani kao topljivi raspršuju se u tekućem obliku, što se provodi tako da se raspršivač metala usmjerava na disk koji se kreće u krugu. Smrznute metalne kapljice raspadaju se na još manje čestice. Kao rezultat, prašci se dobivaju u kupki elektrolize ili kemijskim reakcijama.

Prašak se zatim ulijeva u čelični kalup i na njega se primjenjuje visok pritisak. Njegovi dijelovi se međusobno spajaju i dobiva se gotov dio. Zatim se provodi sinteriranje. Dobiveni elementi se zagrijavaju u pećnicama na visokim temperaturama. Čini se da se čestice spajaju i nastaje prilično gusta i homogena masa. Dakle, proizvod se smatra potpuno gotovim. Ponekad su dva procesa povezana zajedno, što štedi puno vremena. U tom slučaju prah se strujom zagrijava na željenu temperaturu i preša u odgovarajući oblik.

Opseg primjene proizvoda

Metalurgija praha pruža široke mogućnosti za proizvodnju dijelova za različite marke automobila. Ova metoda se koristi za proizvodnju:

dijelovi prijenosa i upravljanja;
komponente okova za zaključavanje;
kalemovi, rotori, kućišta pumpi;
rotori za elektromotore;
čahure, košuljice, ležajevi;
lančanici, zupčanici, prirubnice i još mnogo toga.

Osim toga, tvrdoća praškastih dijelova omogućuje izradu alata za rezanje od njih, a otpornost na toplinu omogućuje njihovu upotrebu u kočionom sustavu zrakoplova, poljoprivrednih strojeva i automobila. Da bi se dobili dijelovi koji zadovoljavaju različite karakteristike, dovoljno je pomiješati prahove nekoliko metala. Takvi se dijelovi koriste u plinskim turbinama,

Metalurgija praha omogućuje proizvodnju metalnih spojeva koji se ne mogu proizvesti u pećima za taljenje. Njegov razvoj je zbog činjenice da se neki metali ne mogu obraditi standardnim metodama. Trenutno se metalni prah čak miješa s analogima od plastike, stakla i minerala. Ova metoda nam omogućuje dobivanje proizvoda koji su još raznovrsniji u svojim svojstvima.