Mi a porkohászat. Porkohászati ​​anyagok

Fémekből és különféle ötvözetekből porkészítmények állíthatók elő. Különféle módon használhatók a munkadarabok és alkatrészek védelmére. A porkohászat aktívan fejlődő terület, amely rengeteg funkcióval rendelkezik. A kohászatnak ez az iránya több mint száz éve jelent meg.

Porok készítése

A por előállítására többféle technológia használható, de ezeket a következő pontok egyesítik:

1. Gazdaságos. A kohászati ​​ipar hulladékai nyersanyagként hasznosíthatók. Példa erre a skála, amelyet ma sehol nem használnak. Ezen kívül más hulladék is felhasználható.
2. A geometriai formák nagy pontossága. A szóban forgó porkohászati ​​technológiával előállított termékek pontos geometriai formájúak, utólagos mechanikai feldolgozás nem szükséges. Ez a pillanat viszonylag kis mennyiségű hulladékot határoz meg.
3. A felület magas kopásállósága. A finomszemcsés szerkezetnek köszönhetően a kapott termékek megnövekedett keménységgel és szilárdsággal rendelkeznek.
4. A porkohászati ​​technológiák alacsony bonyolultsága.

Figyelembe véve a leggyakoribb porkohászati ​​technológiákat, megjegyezzük, hogy két fő csoportra oszthatók:

1. A fizikai-mechanikai módszerek a nyersanyagok őrlésével járnak, aminek következtében a szemcseméret kicsi lesz. Az ilyen típusú gyártási folyamatokat az alapanyagokra ható különféle terhelések kombinációja jellemzi.
2. A felhasznált alapanyagok fázisállapotának megváltoztatására kémiai-kohászati ​​módszereket alkalmaznak. Ilyen előállítás például a sók és oxidok, valamint más fémvegyületek redukciója.

Ezen kívül kiemeljük a porgyártás következő jellemzőit:

1. A golyós módszer a fémhulladékok golyósmalomban történő feldolgozását jelenti. A gondos aprításnak köszönhetően finom szemcsés port kapunk.
2. Az örvényes módszer egy speciális malom használatát jelenti, amely erős légáramlást hoz létre. A nagy részecskék ütközése finom por képződését okozza.
3. Darálók alkalmazása. A nagy teher leesésekor keletkező terhelés az anyag zúzódásához vezet. A sokkterhelés egy bizonyos frekvenciával hat, ami miatt a kompozíció összetörik.
4. Nyersanyagok permetezése folyékony formában sűrített levegő hatására. A rideg kompozíció megszerzése után a fémet speciális berendezésen vezetik át, amely porrá őrlik.
5. Az elektrolízis a fém kinyerésének folyamata folyékony összetételből elektromos áram hatására. A törékenység növekedése miatt a nyersanyagok gyorsan őrölhetők speciális zúzógépekben. Ez a feldolgozási módszer lehetővé teszi dendrites szemcsék előállítását.

A fenti porkohászati ​​technológiák egy része nagy termelékenységük és hatékonyságuk miatt terjedt el az iparban, míg másokat a keletkező alapanyagok megnövekedett költsége miatt ma már gyakorlatilag nem alkalmaznak.

Tömörítés

A porkohászat olyan eljárást is magában foglal, amely rúd és szalag formájú félkész termékek előállításán alapul. A préselés után szinte használatra kész terméket kaphat.

A tömörítési folyamat jellemzői a következő pontokat tartalmazzák:

1. A vizsgált folyamat során nyersanyagként ömlesztett anyagot használnak.
2. A tömörítés után az ömlesztett por porózus szerkezetű tömör anyaggá válik. A kapott termék szilárdságát más feldolgozási folyamatok során szerzi meg.

A porpréselési eljárást figyelembe véve a következő technológiák alkalmazását vesszük figyelembe:

1. gördülő;
2. csúszós öntés;
3. izosztatikus préselés gázzal vagy folyadékkal nyomás alkalmazásával;
4. az egyik vagy mindkét oldalon préselés speciális fémmátrixok használatakor;
5. injekciós módszer.

A tömörítési folyamat felgyorsítása érdekében a porterméket magas hőmérsékletnek teszik ki. A legtöbb esetben az egyes részecskék közötti távolság csökken a nagy nyomás hatására. A puha fémekből készült porok nagy szilárdságúak.

Szinterezés

A porkohászat utolsó lépése a magas hőmérsékletnek való kitettség. Szinte minden porkohászati ​​módszer magas hőmérsékletnek való kitettséggel jár. A szinterezés a következő célok elérése érdekében történik:

1. a termék sűrűségének növelése;
2. bizonyos fizikai és mechanikai tulajdonságok átadására.

A hőterheléshez speciális berendezéseket kell felszerelni. A védőkörnyezetet általában inert gázok, például hidrogén képviselik. A szinterezési eljárás vákuumban is végrehajtható az alkalmazott technológia hatékonyságának növelése érdekében.

Az indukciós fűtési módszer is nagyon népszerű. Ez magában foglalja az indukciós kemencék használatát, amelyeket kézzel vagy kézzel gyártanak. Vannak olyan berendezések, amelyek több technológiai folyamatot kombinálhatnak: szinterezés és préselés.

Porkohászati ​​termékek alkalmazása

A porkohászatot a légi közlekedésben, az elektrotechnikában, a rádiótechnikában és sok más iparágban használják. Ez annak köszönhető, hogy az alkalmazott gyártási technológia lehetővé teszi összetett formájú alkatrészek előállítását. Ezenkívül a modern porkohászati ​​technológiák lehetővé teszik olyan alkatrészek beszerzését, amelyek:

1. Nagy szilárdságú. A sűrű szerkezet határozza meg a fokozott szilárdságot.
2. Tartósság. Az így kapott termékek zord üzemi körülmények között hosszú ideig eltarthatnak.
3. Kopásállóság. Ha olyan felületet szeretne kapni, amely nem kopik mechanikai igénybevétel hatására, akkor fontolóra kell vennie a por alakú fröccsöntési technológiát.
4. Plasztikusság. Lehetőség van megnövelt hajlékonyságú munkadarabok beszerzésére is.

A technológia elterjedése a keletkező termékek alacsony költségével is összefüggésbe hozható.

Előnyök és hátrányok
A termékek porokból történő előállításának módja meglehetősen elterjedt a számos előny miatt:

1. a kapott termékek alacsony költsége;
2. összetett felületű nagy alkatrészek előállításának képessége;
3. magas fizikai és mechanikai tulajdonságok.

A kohászati ​​pormódszert számos hátrány jellemzi:

1. A kapott szerkezet viszonylag alacsony szilárdságú.
2. A szerkezetet kisebb sűrűség jellemzi.
3. A vizsgált technológiák speciális berendezések használatát foglalják magukban.
4. A gyártási technológia megsértése esetén az alkatrészek rossz minőségűek.

Ma a porkohászatot számos iparágban aktívan használják. Emellett olyan fejlesztések is folynak, amelyek az elkészült termékek minőségének javítását célozzák.

Végezetül megjegyezzük, hogy ha különböző fémek és ötvözetek kis részecskéit kombinálják, akkor különleges teljesítményű anyagokat kapnak.

A porkohászat fémtermékek előállításának egyik módja, amely során fémporok granulátumait préselik, majd szinterelik. Ez a gyártás lehetővé teszi a geometriai méretek nagy pontosságú termékek előállítását, így alternatívát jelent más termékek formázási technológiáival szemben, mint például az öntés vagy sajtolás. Ezenkívül a porkohászat segítségével olyan ötvözetek vagy késztermékek is előállíthatók, amelyek tulajdonságai más gyártási eljárásokkal nem érhetők el. Például porkohászat alkalmazásával olyan komponensek ötvözeteit lehet előállítani, amelyek olvadt állapotban nem oldódnak egymásban. Ezzel a technológiával kemény volfrám-, tantál- és kobaltötvözeteket lehet előállítani, amelyeket más módszerekkel meglehetősen nehéz előállítani. A porkohászat lehetővé teszi összetett konfigurációjú vagy magas vagy meghatározott hő- és elektromos vezetőképességű termékek előállítását.

A porkohászat fő előnyei:

1. Nehezen olvasztható anyagok vagy más módon nehezen előállítható ötvözetek létrehozásának képessége
2. A porkohászat alkalmazásának gazdasági megvalósíthatósága. Ezzel a gyártási módszerrel az öntéshez és esztergáláshoz képest sokkal kevesebb hulladék keletkezik.
3. A geometriai méretek nagy pontossága a préselés során nagy pontosságú berendezések használatának köszönhetően
4. A porkohászat alkalmazásával az öntéshez képest nagyobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkező ötvözetek nyerhetők
5. Magas folyamatteljesítmény
6. Széles, és ami a legfontosabb, állítható tulajdonságok érhetők el

A porkohászati ​​termékeket a technológia minden területén alkalmazzák: a gépgyártásban, a műszergyártásban, a bányászatban és az olajfinomító iparban.

Porkohászati ​​technológia

A termékek porkohászattal történő előállításának technológiai folyamata a következő szakaszokra redukálódik:

1. Nyersanyagok beszerzése - bizonyos fokú granulátum diszperziójú porok
2. Porok formába öntése nyomás alatt. A fröccsöntéshez hideg és meleg módszerek is használhatók
3. Poranyagok szinterezése termikus kemencékben. Az eljárás végrehajtása során általában különböző nyomású védő- és vákuumkörnyezeteket alkalmaznak

A porkohászat hátrányai

Napjainkban a technológiai berendezések fejlettségi szintje óriási magasságokat ért el, ami szinte minden akadályt kiküszöbölt az alkatrészek porkohászat felhasználásával történő előállítása előtt. Néhány évvel ezelőtt problémák merültek fel a nagy méretű termékek és a porokból készült nyersdarabok gyártása során. De ezt a problémát modern izosztátokkal oldották meg. És ma, a magas nyersanyagköltségen kívül, a porkohászatnak nincs hátránya.

A porkohászat olyan tudományos-műszaki ág, amely a fémeken és ötvözeteiken alapuló porok, fémtípusú vegyületek, ezekből készült késztermékek és félkész termékek, valamint ezek nemfémes porokkal való keverékeinek előállításának változatos módszereit ötvözi. olvasztási technológia alkalmazása nélkül az alapelemekkel kapcsolatban .

Az emberiség régóta foglalkozik különféle fémporok és -keverékek előállításával fémoxidok redukciójával. Például háromezer évvel Krisztus születése előtt a porított aranyat aktívan használták mindenféle felület díszítésére. Az ókori Egyiptom és Babilon mesterei a porkohászat egyes technikáit alkalmazták a vasszerszámok gyártása során.

Ennek az iparágnak a modern fejlődési időszakának kezdetét a hazai tudós, P. G. Sobolevsky tette, aki V. V. Lyubarskyval együttműködve. század húszas éveiben kifejlesztett egy speciális módszert a platinapor felhasználásával különféle termékek előállítására. Ezt követően indult meg a porkohászat felgyorsult fejlődése, amely lehetővé tette olyan igazán exkluzív tulajdonságokkal rendelkező termékek létrehozását, amelyeket más úton nem lehetett elérni. Ide tartoznak például a porózus csapágyak vagy a szűrőberendezések. Ezenkívül megjelentek olyan anyagok, amelyek szerkezete meghatározott, és olyan anyagok, amelyek fémeket tartalmaznak oxidokkal, fémeket polimerekkel stb.

A porkohászatban az elvégzett technológiai műveletek teljes mennyisége a következő csoportokra osztható:

Nem nemesfémporok kinyerése és összekeverése, melynek eredményeképpen képződnek;
porok vagy ezekből készült keverékek préselése, nyersdarabok formázása;
szinterezés.

Nyugta

A kohászat ezen ágában használt porok olyan részecskéket tartalmaznak, amelyek mérete 1/100 és 500 mikron között lehet. Megszerzésükhöz mechanikai és fizikai-kémiai módszereket alkalmaznak. Az első kategóriába tartozik a fémek vagy fémszerű vegyületek szilárd halmazállapotú őrlése, valamint a fémek és ötvözetek folyékony halmazállapotú diszperziója. A szilárd anyagok aprításához őrlőtesttel, forgó részekkel felszerelt vagy ütési elven működő malmokat használnak. A zúzással nyert részecskék alakját az alapanyag jellege határozza meg: ha rideg, akkor a részecskék töredezettek, ha képlékenyek, akkor pikkelyesek. A zúzott porokra jellemző képlékeny alakváltozás eredendő tulajdonságaik újraformázásához és szerkezeti módosulásához vezet.

A folyékony konzisztenciájú fémek és ötvözetek porlasztását (más néven diszperziót) folyadék- vagy gázsugárral, különféle formájú fúvókákkal végezzük. A porlasztott por anyagok tulajdonságait számos tényező befolyásolja, beleértve az olvadt tömeg felületi feszültségét, a porlasztás sebességét, a fúvóka geometriájának árnyalatait és egyebeket.

A vízzel történő permetezést gyakran nitrogén vagy argon környezetben végzik. Ily módon vasat, nikkelt és egyéb porokat kapnak. Ha az olvadt masszát jelentős nyomás alatt lévő gáz hatására permetezzük, akkor a végtermék részecskéi a nyomástól, a kilépő fémáram keresztmetszetétől, a fúvóka szerkezetének árnyalataitól és a természetes tulajdonságoktól függően eltérő méretűek lesznek. az ötvözetből.

A porlasztáshoz használt gáz lehet egyszerűen levegő, nitrogén vagy argon, valamint vízgőz. Léteznek más módszerek is a fém, különösen a plazma permetezésére, valamint a fémsugár vízbe permetezésére. Ezeket a módszereket elsősorban ezüst-, ón- és alumíniumporok gyártásánál alkalmazzák.

A fémporok előállításánál alkalmazott fizikai-kémiai jellegű eljárások közé tartozik a fémoxidok redukciója szén, hidrogén vagy szénhidrogéneket tartalmazó gázok hatásának kitéve. Vannak metalloterm módszerek is: oxidok, halogenidek és más fémvegyületek redukciója más fémekkel való érintkezés útján; fémkarbonilok és fémorganikus vegyületek hasítása; sóolvadékok és vizes oldatok elektrolízise. A fémszerű vegyületek porainak előállításához a fenti módszerek mellett egyszerű anyagokból történő szintézisüket is használják.

Préselés (tömörítés)

Ez a művelet szükséges a félkész termékek előállításához rudak, csövek, szalagok vagy egyedi nyersdarabok formájában, amelyek alakja közel áll a végtermékhez. A tömörítési eljáráson való áthaladás után az ömlesztett por porózus szerkezetű tömör anyaggá alakul, melynek szilárdsága lehetővé teszi, hogy a további műveletek során megtartsa adott formáját.

Az alapvető tömörítési módszerek a következők:

Préselés az egyik vagy mindkét oldalon speciális fémmátrixokban;
izosztatikus préselés gáz- vagy folyadéknyomás miatt;
szájrész típusú préselés;
gördülő;
csúszós öntés;
préselés nagy sebességgel, beleértve a robbanóanyagot is;
injekció kialakulása.

A tömörítés szobahőmérsékleten és magas hőmérsékletű környezetben is elvégezhető.

A préselés során a por tömörödik, mivel részecskéi egymáshoz képest elmozdulnak, majd deformálódnak vagy megsemmisülnek. A kellően nagy nyomás alkalmazása a képlékeny fémporokkal való megmunkálás során elsősorban plasztikus deformáció, illetve törékeny fémek és vegyületeik megmunkálása során - a részecskék megsemmisülése és zúzása miatt - tömörítést tesz lehetővé. A képlékeny fémekből nyert porokat nagyobb szilárdság jellemzi, és a törékeny fémekből készült porok szükséges szilárdsági jellemzőinek kölcsönzésére speciális folyékony kötőanyagokat is alkalmaznak.

A tömeggyártásban a legkeresettebb a porok fémből készült merev mátrixban (öntőformákban) történő sajtolása, amelyhez mechanikus vagy hidraulikus működési elven működő tablettázó, rotációs és egyéb présgépeket alkalmaznak.

A hengerléssel történő tömörítés során a hengerekkel felszerelt hengerművekben folyamatos üzemmódban nyersdarabokat készítenek. A port beleöntik a tekercsekbe, vagy erőszakkal adagolják. A hengerlés lehetővé teszi porózus szerkezetű lemezek, profilok és szalagok előállítását.

Az izosztatikus préselési technológia magában foglalja a por vagy porózus munkadarabok speciális héjba helyezését, majd ezt követi, majd az anyagot minden oldalról összenyomják. Végül a héjat kicsomagoljuk. Az izosztatikus préselés az alkalmazott munkaközeg típusától függően hidro- és gázstatikusra oszlik. Az első lehetőség a legtöbb esetben szobahőmérsékleten történik, míg a második magas hőmérsékletet igényel. Az izosztatikus préselésnek köszönhetően összetett formájú és rendkívül egyenletes sűrűségű termékeket lehet előállítani a teljes térfogatban.

A szájrész préselés arról kapta a nevét, hogy ezzel a módszerrel a lágyítószerrel kevert port préselik át a szájrészen lévő lyukon. Sőt, ebben az esetben rideg fémekből készült, nehezen préselhető porok használhatók alapként. Az ilyen feldolgozás eredményeként egyenletes összetételű és egyenletes sűrűségű hosszú munkadarabok készülnek.

A csúszós öntés a porkohászati ​​eljárás, amely magában foglalja a termékek gyártását úgynevezett slipekből - homogén tömény porszuszpenziókból, amelyeket magas aggregációs és ülepedési stabilitás és jó folyékonyság jellemez.

A következő típusú csúszásokat különböztetjük meg:

Porózus szerkezetű formákba öntés, amelyekben a porszemcséket a folyadék magával ragadja a pórusokba, ahol aztán leülepednek;
forró öntés, amely magában foglalja a por keverékét szilárd kötőanyaggal olyan hőmérsékletre melegítve, amelyen ez az anyag viszkózus konzisztenciát kap. Ebben az állapotban ezt a keveréket formákba öntik, majd lehűtik, amíg megkeményedik;
elektroforetikus módszerrel történő előállítás, amelyben a termék a csúszó részecskék rétegének fokozatos növekedése következtében jön létre, amelyek elektromos tér hatására megváltoztatják elhelyezkedésüket, az elektródaforma felé haladva és ott lerakódnak.

A nagy sebességű préselés lényege, hogy nagy sebességgel deformálja a port. Lehet robbanásveszélyes, mágneses impulzus, hidrodinamikus stb.

Szinterezés

A porkohászatot alkalmazó termékek gyártásának végső művelete a szinterezés. Ez magában foglalja a munkadarabok olyan körülmények közötti előkészítését, ahol a hőmérséklet nem éri el azt az értéket, amely legalább az egyik komponens megolvasztásához szükséges.

Ez az eljárás a termék sűrűségének növeléséhez és bizonyos mechanikai és fizikai-kémiai tulajdonságok biztosításához szükséges. A szinterezés kezdetén a részecskék egymáshoz képest elcsúsznak, érintkezések jönnek létre közöttük, és a részecskék középpontjai közelebb kerülnek. Ebben a pillanatban a részecskék még egyediek, de a sűrűség a lehető leggyorsabban növekszik. Ezt követően a test egyszerre marad az anyag és az üresség fázisában, és a pórusok számának és méretének minimalizálása miatt tömörödéssel zárul.

A szinterezéshez a legtöbb esetben védőközeget használnak, amelyet általában inert gázok képviselnek, redukáló közeget, amely hidrogén vagy szénhidrogén tartalmú gázok, vagy vákuumot. A termékeket elektromos vagy indukciós kemencében, vagy közvetlenül átvezetett árammal hevítik.

Lehetőség van a szinterezés és a préselés egy folyamatban történő kombinálására: nyomás alatti szinterezés, melegsajtolással.

Anyagok és termékek

A porkohászatban használt technológiák lehetővé teszik a porként besorolt ​​speciális anyagok előállítását. Osztályozásuk a rejlő tulajdonságaik, minőségeik és jellemzőik alapján történik.

A szerkezeti kategóriába tartozó por típusú anyagokat különféle mechanizmusú eszközök és gépek mindenféle alkatrészének gyártásához használják. Megnövelt mechanikai szilárdságúak és meglehetősen gazdaságosak.
A poranyagok szűrők gyártásához való felhasználása annak köszönhető, hogy más porózus anyagokhoz képest jobb tulajdonságokkal ruházhatók fel. Különösen nagy tisztítóképesség jellemzi őket, miközben fenntartják a megfelelő áteresztőképességet, ellenállnak a magas hőmérsékletnek, kiválóak a szilárdságuk, kiváló hővezető képességük és alacsony a kopásállóságuk.

A porkohászatban alkalmazott módszereknek köszönhetően olyan szűrőtermékek állíthatók elő, amelyek porozitása, áteresztőképessége és tisztítási foka változó vagy állítható. A szűrők a porózus szerkezetű csapágyakkal együtt szerepelnek a porított anyagokból készült porózus termékek fő típusainak listáján.

A tribotechnikai anyagok lehetnek súrlódásgátlók vagy súrlódásmentesek. Az előbbiekre jellemző a szilárd mátrix jelenléte, amelynek belsejében puha testű töltőanyag található. A porkohászati ​​eljárások lehetővé teszik olyan súrlódásgátló termékek előállítását, amelyek alacsony és stabil súrlódási tényezővel rendelkeznek, kiváló minőségű bejáratással rendelkeznek, csekély kopásúak és ellenállnak a kötődésnek. Az ilyen termékek önkenőnek minősülnek, mivel a kenőanyag a pórusaikba kerül.

A súrlódáscsökkentő anyagok alkalmasak különféle térfogatelemek gyártására, kiválóan teljesítenek az aljzatok bevonataként is. Az ebbe az osztályba tartozó anyagokból készült termékek egyik legszembetűnőbb példája a siklócsapágyak.

A mozgási energia átvitelére használt egységekben por típusú súrlódó anyagokat használnak. Ezeket az anyagokat nagy kopásállóság, kiváló szilárdsági jellemzők jellemzik, jól vezetik a hőt és könnyen betörhetők. Az ilyen anyagok összetétele általában fémes és nem fémes összetevőket tartalmaz. Az előbbiek nagy hővezető képességet és bejáratási tulajdonságokat kölcsönöznek a késztermékeknek, míg az utóbbiak a súrlódási együttható növeléséhez és az elakadások valószínűségének minimalizálásához szükségesek.

A keményfém por termékek tűzálló karbidokat tartalmaznak fémes jellegű műanyag kötőanyagokkal kombinálva. Porkeverékek préselésével és folyadékfázisú sütéssel készülnek. A nagy szilárdsági tulajdonságokkal, keménységgel és alacsony kopással jellemezhető keményfém anyagok volfrámtartalmúak vagy volfrámmentesek lehetnek. Ezek az ötvözetek szolgálnak alapjául a fémvágáshoz, sajtoláshoz, nyomáshoz és kőzetfúráshoz használt szerszámok gyártásához.

Az ilyen szerszámok tulajdonságainak javítása érdekében gyakran tűzálló vegyületek bevonatát is felviszik a felületükre.

A por típusú elektromos anyagok kategóriája több csoportra oszlik: érintkező, elektromosan vezető, mágneses és mások. Az érintkező anyagok lehetővé teszik olyan érintkezők létrehozását, amelyek akár több millió rövidzárlatnak és szakadásnak is ellenállnak. Lehetőségek vannak csúszó típusú érintkezőkre is, amelyeket elektromos motorok, generátorok, potenciométerek, áramgyűjtők és egyéb berendezések gyártásához használnak.

A porkohászattal előállított magas hőmérsékletű anyagok tűzálló fémek ötvözetén alapulnak (

Porkohászat én Porkohászat

olyan technológiai terület, amely a főkomponens megolvasztása nélkül fémporok és fémszerű vegyületek, félkész termékek és ezekből (vagy nemfémporokkal alkotott keverékeik) előállítására szolgáló eljárások összességét fedi le. A PM technológia a következő műveleteket foglalja magában: kiindulási fémporok előállítása, és ezekből adott kémiai összetételű és technológiai jellemzőkkel rendelkező töltet (keverék) készítése; porok vagy ezek keverékei meghatározott alakú és méretű nyersdarabokká formázása (főleg préselés) ; szinterezés, azaz a munkadarabok hőkezelése a teljes fém vagy annak fő részének olvadáspontja alatti hőmérsékleten. A szinterezés után a termékek általában némi porozitással rendelkeznek (néhány százaléktól 30-40%-ig, esetenként akár 60%-ig is). A porozitás csökkentése (vagy akár teljesen megszüntetése), a mechanikai tulajdonságok növelése és a pontos méretekre való finomhangolás érdekében a szinterezett termékek kiegészítő nyomáskezelését (hideg vagy meleg) alkalmazzák; esetenként további termikus, termokémiai vagy termomechanikus kezelést is alkalmaznak. A technológia egyes változataiban a fröccsöntési művelet megszűnik: a porokat szinterelik és megfelelő formákba öntik. Egyes esetekben a préselést és a szinterezést egy műveletben egyesítik, az ún. forró préselés - a porok összenyomása hevítéskor.

Porok készítése. A fémek mechanikai köszörülését örvény-, vibrációs- és golyósmalmokban végzik. A porok előállításának másik, fejlettebb módja a folyékony fémek porlasztása: előnyei az olvadék hatékony megtisztítása a sok szennyeződéstől, az eljárás magas termelékenysége és költséghatékonysága. Gyakori, hogy vas-, réz-, volfrám- és molibdénporokat állítanak elő a fém magas hőmérsékletű redukciójával (általában oxidokból) szénnel vagy hidrogénnel. Hidrometallurgiai módszereket alkalmaznak e fémek vegyületeinek hidrogénnel való redukálására. A vizes oldatok elektrolízisét leggyakrabban rézporok előállítására használják. Vannak más, kevésbé elterjedt módszerek is különféle fémek porainak előállítására, mint például az olvadékok elektrolízise és az illékony vegyületek termikus disszociációja (karbonil módszer).

Porok formálása. A fémporok előállításának fő módszere a préselés edzett acélból készült formákban 200-1000 nyomáson. Mn/m 2(20-100 kgf/mm 2) nagy sebességű automata préseken (akár 20 préselés 1-ben min). A tömörítések alakja, mérete és sűrűsége úgy van meghatározva, hogy figyelembe vegyék ezeknek a jellemzőknek a szinterezés és az azt követő műveletek során bekövetkező változásait. Egyre nagyobb jelentősége van az új hidegalakítási eljárásoknak, mint például a porok izosztatikus sajtolása egyenletes nyomáson, a hengerlés és a porextrudálás.

A szinterezést védőkörnyezetben (hidrogén; szénvegyületeket tartalmazó atmoszférában; vákuum; védőfeltöltések) az abszolút olvadáspont körülbelül 70-85%-án, többkomponensű ötvözetek esetében pedig - valamivel magasabb hőmérsékleten végezzük, mint az abszolút olvadáspont. legolvadóbb alkatrésze. A védőkörnyezetnek biztosítania kell az oxidok redukcióját, meg kell akadályoznia a nem kívánt termékszennyeződés (korom, karbidok, nitridek stb.) képződését, meg kell akadályoznia az egyes alkatrészek kiégését (például szén a keményötvözetekben), valamint biztosítania kell a szinterezés biztonságát. folyamat. A szinterező kemencék kialakításának biztosítania kell nemcsak a termék melegítését, hanem hűtését is védő környezetben. A szinterezés célja adott sűrűségű, méretű és tulajdonságú késztermékek vagy a későbbi feldolgozáshoz szükséges tulajdonságokkal rendelkező félkész termékek előállítása. A melegsajtolás (nyomás alatti szinterezés), különösen az izosztatikus sajtolás alkalmazása egyre terjed.

A P. m. a következő előnyökkel rendelkezik, amelyek meghatározták a fejlődését. 1) Olyan anyagok beszerzésének képessége, amelyeket nehéz vagy lehetetlen más módszerekkel beszerezni. Ide tartoznak: néhány tűzálló fém (volfrám, tantál); tűzálló vegyületeken alapuló ötvözetek és kompozíciók (volfrám-karbid alapú keményötvözetek, titán stb.): kompozíciók stb. fémek pszeudoötvözetei, amelyek nem keverednek olvadt formában, különösen jelentős olvadási hőmérséklet-különbséggel (például volfrám - réz); fémek és nemfémek összetétele (réz - grafit, vas - műanyag, alumínium - alumínium-oxid stb.); porózus anyagok (csapágyakhoz, szűrőkhöz, tömítésekhez, hőcserélőkhöz) stb. 2) Egyes anyagok és termékek beszerzésének lehetősége magasabb műszaki és gazdasági mutatókkal. A PM lehetővé teszi a fémek megtakarítását és a gyártási költségek jelentős csökkentését (például alkatrészek öntéssel és vágással történő gyártása során néha a fém 60-80% -a elveszik a kapukban, forgácsba kerül stb.). 3) Tiszta kiindulási porok felhasználásával kisebb szennyezőanyag-tartalommal és az adott összetételhez pontosabban illeszkedő szinterezett anyagokat lehet előállítani, mint a hagyományos öntött ötvözetekkel. 4) A szinterezett anyagok azonos összetétele és sűrűsége esetén szerkezetük sajátossága miatt bizonyos esetekben a tulajdonságok magasabbak, mint az olvasztott anyagoké, különösen az előnyben részesített orientáció (textúra) kedvezőtlen hatása, amely megtalálható. számos öntött fémben (például berilliumban) kevésbé érintett az olvadék megszilárdulásának sajátos körülményei miatt. Egyes öntöttötvözetek (például gyorsacélok és egyes hőálló acélok) nagy hátránya a helyi összetétel éles heterogenitása, amelyet a szilárdulás során bekövetkező szegregáció okoz (lásd szegregáció). A szinterezett anyagok szerkezeti elemeinek méretei és alakja könnyebben szabályozható, és ami a legfontosabb, olyan típusú szemcsék egymáshoz viszonyított elrendezése és alakja érhető el, amely olvasztott fém számára elérhetetlen. Ezeknek a szerkezeti sajátosságoknak köszönhetően a szinterezett fémek hőállóbbak, jobban bírják a ciklikus hőmérséklet-ingadozások és igénybevételek hatását, valamint a nukleáris sugárzást, ami az új technológiai anyagoknál nagyon fontos.

A PM-nek vannak hátrányai is, amelyek hátráltatják a fejlődését: a fémporok viszonylag magas ára; a szinterezés szükségessége védőatmoszférában, ami szintén növeli a PM termékek költségeit; bizonyos esetekben a nagyméretű termékek és munkadarabok gyártási nehézségei; a fémek és ötvözetek tömör, nem porózus állapotú kinyerésének nehézségei; tiszta kiindulási porok használatának szükségessége tiszta fémek előállításához.

Az ipari fémek hátrányai és egyes előnyei nem tekinthetők állandó tényezőnek: nagymértékben függnek mind magának az ipari fémnek, mind más ipari ágak állapotától, fejlettségétől. A technológia fejlődésével a talapzat kiszorulhat bizonyos területekről, és fordítva, másokat meghódíthat. P. G. Sobolevsky és V. V. Lyubarsky először 1826-ban dolgozott ki platinamódszereket platinaérmék előállítására. Erre a célra a PM alkalmazásának szükségességét az okozta, hogy a platina akkori olvadáspontját (1769 °C) nem lehetett elérni. század közepén. A magas hőmérséklet elérésének technológiájának fejlődése miatt a PM módszerek ipari alkalmazása megszűnt. század fordulóján újjáéledt a P. m. mint eljárás tűzálló fémekből elektromos lámpákhoz való izzószálak előállítására. Az utólag kifejlesztett ív, elektronsugaras, plazma olvasztás, elektromos impulzusos melegítés módszerei azonban lehetővé tették korábban elérhetetlen hőmérséklet elérését, aminek következtében a PM fajsúlya e fémek előállításában valamelyest csökkent. Ugyanakkor a magas hőmérsékletű technológia fejlődése kiküszöbölte a PM olyan hátrányait, amelyek korlátozták annak fejlődését, mint például a tiszta fémek és ötvözetek porainak előállításának nehézségei: a permetezési módszer lehetővé teszi a szennyeződések, ill. a fémben lévő szennyeződéseket kellő teljességgel és hatékonysággal a salakba beolvasztani. A porok magas hőmérsékleten történő átfogó kompressziós módszereinek megalkotásának köszönhetően a nagyméretű, nem porózus munkadarabok előállításának nehézségeit nagyrészt sikerült megoldani.

Ugyanakkor a PM számos fő előnye folyamatosan működő tényező, amely a technológia további fejlődésével valószínűleg megőrzi jelentőségét.

Megvilágított.: Fedorchenko I.M., Andrievsky R.A., Fundamentals of Powder Metallurgy, K., 1961; Balshin M. Yu.. A porkohászat és a rostkohászat tudományos alapjai, M., 1972; Kiparisov S.S., Libenson G.A., Porkohászat, M., 1972.

M. Yu. Balshin.

II Porkohászat („Porkohászat”)

havi tudományos és műszaki folyóirat, az Ukrán SSR Tudományos Akadémia Anyagtudományi Probléma Intézetének szerve. Kiadva 1961 óta Kijevben. Cikkeket publikál a porkohászat elméletéről, technológiájáról és történetéről, a tűzálló vegyületekről és a magas hőmérsékletű anyagokról. Példányszám (1974) 2,3 ezer példány. Újranyomva angolul New Yorkban.

Nagy Szovjet Enciklopédia. - M.: Szovjet Enciklopédia. 1969-1978 .

Nézze meg, mi a „porkohászat” más szótárakban:

A porkohászat fémporok előállítására és ezekből (vagy nem fémporokkal készült összetételük) termékek előállítására szolgáló technológia. Általánosságban elmondható, hogy a porkohászat technológiai folyamata négy fő... ... Wikipédia

PORKOHÁZAT, fémporok és ezekből készült termékek gyártása. A porokat a kívánt formára préselik, majd valamivel az OLVADÁSI HŐMÉRSÉKLET alá melegítik. A porok használata gazdaságosabb, mint a... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár

porkohászat- NFT. fémkerámia A tudomány és technológia területe, amely fémporok, valamint az ezekből vagy nemfémporokkal alkotott keverékeikből készült termékek előállítására terjed ki. [GOST 17359 82] Megengedhetetlen, nem ajánlott cermet Tárgyak por... ... Műszaki fordítói útmutató

Modern enciklopédia

Fémporok és a belőlük készült termékek, ezek keverékei, nemfémmel való összetétele gyártása. A porokat folyékony kiindulási fémek mechanikai őrlésével vagy porlasztásával, magas hőmérsékletű redukcióval és termikus disszociációval állítják elő... ... Nagy enciklopédikus szótár

Porkohászat- PORKOHÁZAT, fémporok és ezekből készült termékek, ezek keverékei és nemfémekkel való összetétele, valamint változó porozitású termékek gyártása. A termékek préseléssel, majd egyidejű termikus,... ... Illusztrált enciklopédikus szótár

porkohászat- a kohászati ​​és gépipari ipar tudományának és ágának egy része, beleértve a fémporok, ötvözetek és kémiai vegyületek előállítására szolgáló technológiai eljárásokat, ezekből félkész és késztermékek előállítását... ... Enciklopédiai Kohászati ​​Szótár

Porkohászat- 1. Porkohászat NFT. Fémkerámia D. Pulvermetallurgie E. Porkohászat F. Métallurgie des poudres Forrás: GOST 17359 82: Porkohászat. Kifejezések és meghatározások eredeti dokumentum Lásd még kapcsolódó... A normatív és műszaki dokumentáció kifejezéseinek szótár-referenciája

A tudomány és a technológia területe, amely a fémek, ötvözetek és fémszerű vegyületek porainak, félkész termékeknek és az ezekből készült termékeknek vagy ezekből készült nemfémes anyagokkal való keverékeinek előállítására szolgáló eljárások összességét öleli fel. porok az alap megolvasztása nélkül. összetevő. Gyakorlat… … Kémiai enciklopédia

Technológia fémporok előállítására és termékek előállítására belőlük, valamint fémek és nem fémek összetételéből. A hagyományos kohászatban a fémtermékeket fémek feldolgozásával állítják elő olyan módszerekkel, mint az öntés, kovácsolás, sajtolás és... Collier enciklopédiája

Fémek, ötvözetek és oxigénmentes vegyületek porainak, valamint ezeken alapuló anyagok és termékek előállításával foglalkozó tudomány és technológia ága. Az oxigénvegyületek, például az oxidok előállítása a kerámiagyártás területe, bár... ... Technológia enciklopédiája

Könyvek

• Porkohászat. Felülettechnika, új porkompozit anyagok. Hegesztés. 1. rész, Cikkgyűjtemény, Ez a gyűjtemény a „Porkohászat: Felülettechnika, Új por-kompozit anyagok” című nemzetközi szimpózium beszámolóit tartalmazza. Hegesztés" (2013. április 10–12.),… Kategória: Szakirodalom Sorozat: Beszámolók gyűjteménye a 8. Nemzetközi Szimpóziumról (Minszk, 2013. április 10-12.) Kiadó:

A termékek porkohászattal történő előállítása csak speciális berendezéseken lehetséges. Kínálatuk szerkezeti, súrlódásgátló és speciális célú termékekre osztható. Ez utóbbi speciális tulajdonságokkal rendelkező anyagokból készül. Speciális termékek nem gyárthatók alternatív módszerekkel.

A porkohászat magában foglalja a termékek fémporokból történő előállítását. Az ilyen alkatrészek elképesztően pontosak, és nem igényelnek további feldolgozást.

Ugyanakkor maga a gyártási technológia nem bonyolult. A kerámiakészítés ősi módszerén alapul, a különbség csak a felhasznált alapanyagokban van. Tekintettel arra, hogy ez a módszer gazdaságos és egyszerű, gyorsan azonos versenyszintre emelkedett a kovácsolással, öntéssel, bélyegzéssel és más fémalkatrészek gyártási módszereivel.

A termelés folyamatos fejlesztése, fejlesztése, új technológiák és anyagok elsajátítása mellett a termékpaletta is bővül, amely magában foglalja a porkohászati ​​termékeket is.

Ha egy üzem új alkatrész gyártására fogad el megrendelést, akkor a vevő rajzai alapján ki kell dolgoznia a leendő termék rajzát, a berendezés és présszerszámok rajzát és a kísérő dokumentációt. Szükség esetén ugyanaz az üzem végez olyan kutatási és kísérleti funkciókat, amelyek biztosítják egy új termék kezdeti fejlesztését és tesztelését. Kiegészítő berendezéseket és présszerszámokat is gyártanak.

Az alkatrészek gyártási folyamata

A porok különbözőek. Érdemes megjegyezni, hogy egy olyan fajta, mint a poracél, nem a legkeményebb. A további felhasználástól függően a porok bizonyos tulajdonságokat tulajdonítanak. Maga a folyamat egy speciális berendezésben zajlik, vagy amelyben a fémdarabokat, forgácsot és törmeléket összezúzzák, és a keletkező légáramlatok ezeket a darabokat őrlődnek. Az olvadékonynak minősülő fémeket folyékony formában permetezzük, aminek segítségével a fémpermetet egy körben mozgó korongra irányítják. A megfagyott fémcseppek még kisebb részecskékre törnek. Ennek eredményeként a porokat elektrolizáló fürdőben vagy kémiai reakciókkal nyerik.

A port ezután acélformába öntik, és nagy nyomást gyakorolnak rá. Részei egymáshoz kapcsolódnak, és a kész alkatrészt megkapjuk. Ezután szinterezés történik. A kapott elemeket magas hőmérsékletű kemencékben melegítik. Úgy tűnik, hogy a részecskék összeolvadnak, és meglehetősen sűrű és homogén tömeg képződik. Tehát a termék teljesen késznek minősül. Néha két folyamat összekapcsolódik, így sok időt takarít meg. Ebben az esetben a port árammal a kívánt hőmérsékletre hevítik, és a megfelelő formára préselik.

A termék alkalmazási köre

A porkohászat bőséges lehetőséget biztosít a különböző márkájú autók alkatrészeinek gyártására. Ezt a módszert a következők előállítására használják:

• sebességváltó és kormány alkatrészek;
• zárószerelvények alkatrészei;
• orsók, rotorok, szivattyúházak;
• Rotorok elektromos motorokhoz;
• perselyek, betétek, csapágyak;
• lánckerekek, fogaskerekek, karimák és még sok más.

Emellett a por alakú alkatrészek keménysége lehetővé teszi vágószerszámok készítését belőlük, hőállóságuk pedig lehetővé teszi repülőgépek, mezőgazdasági gépek és autók fékrendszerében való felhasználásukat. A különféle jellemzőknek megfelelő alkatrészek előállításához elegendő több fém porát összekeverni. Az ilyen alkatrészeket gázturbinákban használják,

A porkohászat lehetővé teszi olyan fémvegyületek előállítását, amelyeket olvasztókemencékkel nem lehet előállítani. Kialakulása annak köszönhető, hogy egyes fémeket nem lehet szabványos módszerekkel feldolgozni. Jelenleg a fémporokat még műanyagból, üvegből és ásványokból készült analógokkal is keverik. Ezzel a módszerrel olyan termékeket kaphatunk, amelyek tulajdonságaikban még sokoldalúbbak.