Kas ir pulvermetalurģija. Pulvermetalurģijas materiāli

Pulvera kompozīcijas var ražot no metāliem un dažādiem sakausējumiem. Tos var izmantot dažādos veidos, lai aizsargātu sagataves un detaļas. Pulvermetalurģija ir aktīvi attīstās joma, kurai ir milzīgs skaits funkciju. Šis metalurģijas virziens parādījās vairāk nekā pirms simts gadiem.

Pulveru sagatavošana

Pulvera ražošanai var izmantot dažādas tehnoloģijas, taču tās vieno šādi punkti:

1. Ekonomisks. Metalurģijas rūpniecības atkritumus var izmantot kā izejvielas. Piemērs ir mērogs, kas mūsdienās nekur netiek izmantots. Turklāt var izmantot citus atkritumus.
2. Augsta ģeometrisko formu precizitāte. Produktiem, kas iegūti, izmantojot aplūkojamo pulvermetalurģijas tehnoloģiju, ir precīzas ģeometriskas formas, pēc tam mehāniskā apstrāde nav nepieciešama. Šis brīdis nosaka salīdzinoši nelielu atkritumu daudzumu.
3. Augsta virsmas nodilumizturība. Pateicoties smalkgraudainajai struktūrai, iegūtajiem produktiem ir palielināta cietība un izturība.
4. Zema pulvermetalurģijas tehnoloģiju sarežģītība.

Ņemot vērā visizplatītākās pulvermetalurģijas tehnoloģijas, mēs atzīmējam, ka tās ir sadalītas divās galvenajās grupās:

1. Fizikāli mehāniskās metodes ietver izejvielu slīpēšanu, kā rezultātā daļiņu izmērs kļūst mazs. Šāda veida ražošanas procesus raksturo dažādu slodžu kombinācija, kas ietekmē izejvielas.
2. Lai mainītu izmantoto izejvielu fāzes stāvokli, tiek izmantotas ķīmiski metalurģiskas metodes. Šādas ražošanas piemērs ir sāļu un oksīdu, kā arī citu metālu savienojumu reducēšana.

Turklāt mēs izceļam šādas pulvera ražošanas iezīmes:

1. Lodīšu metode ietver metāla lūžņu apstrādi lodīšu dzirnavās. Rūpīgas sasmalcināšanas rezultātā tiek iegūts smalkgraudains pulveris.
2. Vortex metode ietver īpašu dzirnavu izmantošanu, kas rada spēcīgu gaisa plūsmu. Lielu daļiņu sadursme izraisa smalka pulvera veidošanos.
3. Smalcinātāju pielietojums. Slodze, kas rodas, krītot lielai slodzei, noved pie materiāla saspiešanas. Šoka slodze darbojas ar noteiktu frekvenci, kuras dēļ sastāvs tiek sasmalcināts.
4. Izejvielu izsmidzināšana šķidrā veidā saspiesta gaisa ietekmē. Pēc trausla sastāva iegūšanas metāls tiek izvadīts caur speciālu iekārtu, kas to sasmalcina, lai iegūtu pulveri.
5. Elektrolīze ir metāla atgūšanas process no šķidra sastāva elektriskās strāvas ietekmē. Sakarā ar trausluma palielināšanos izejvielas var ātri samalt īpašos drupinātājos. Šī apstrādes metode ļauj iegūt dendritiskos graudus.

Dažas no iepriekšminētajām pulvermetalurģijas tehnoloģijām ir kļuvušas plaši izplatītas rūpniecībā to augstās produktivitātes un efektivitātes dēļ, savukārt citas mūsdienās praktiski netiek izmantotas iegūto izejvielu sadārdzināšanās dēļ.

Blīvēšana

Pulvermetalurģija ietver arī procedūru, kuras pamatā ir pusfabrikātu ražošana stieņu un sloksņu veidā. Pēc presēšanas jūs varat iegūt produktu, kas ir gandrīz gatavs lietošanai.

Blīvēšanas procesa iezīmes ietver šādus punktus:

1. Veicot aplūkojamo procesu, par izejvielu tiek izmantota beztaras viela.
2. Pēc sablīvēšanas beztaras pulveris kļūst par kompaktu materiālu ar porainu struktūru. Iegūtā produkta stiprums tiek iegūts citos apstrādes procesos.

Ņemot vērā pulvera presēšanas procesu, mēs atzīmējam šādu tehnoloģiju izmantošanu:

1. ripo;
2. slīdliešana;
3. izostatiskā presēšana, izdarot spiedienu ar gāzi vai šķidrumu;
4. nospiežot no vienas vai abām pusēm, izmantojot īpašas metāla matricas;
5. injekcijas metode.

Lai paātrinātu blīvēšanas procesu, pulverveida produkts tiek pakļauts augstai temperatūrai. Vairumā gadījumu attālums starp atsevišķām daļiņām tiek samazināts, pakļaujot to augsta spiediena iedarbībai. Pulveriem, kas izgatavoti no mīkstajiem metāliem, ir liela izturība.

Saķepināšana

Pēdējais solis pulvermetalurģijā ir pakļauts augstai temperatūrai. Gandrīz jebkura pulvermetalurģijas metode ir saistīta ar pakļaušanu augstām temperatūrām. Saķepināšana tiek veikta, lai sasniegtu šādus mērķus:

1. palielināt produkta blīvumu;
2. piešķirt noteiktas fizikālās un mehāniskās īpašības.

Termiskai iedarbībai tiek uzstādīts īpašs aprīkojums. Aizsardzības vidi parasti attēlo inertas gāzes, piemēram, ūdeņradis. Saķepināšanas procesu var veikt arī vakuumā, lai palielinātu izmantotās tehnoloģijas efektivitāti.

Ļoti populāra ir arī indukcijas sildīšanas metode. Tas ietver indukcijas krāšņu izmantošanu, kuras tiek ražotas vai izgatavotas ar rokām. Pārdošanā ir aprīkojums, kas spēj apvienot vairākus tehnoloģiskos procesus: saķepināšanu un presēšanu.

Pulvermetalurģijas produktu pielietošana

Pulvermetalurģija tiek izmantota aviācijā, elektrotehnikā, radiotehnikā un daudzās citās nozarēs. Tas ir saistīts ar faktu, ka izmantotā ražošanas tehnoloģija ļauj izgatavot sarežģītas formas detaļas. Turklāt mūsdienu pulvermetalurģijas tehnoloģijas ļauj iegūt detaļas, kurām ir:

1. Augsta izturība. Blīvā struktūra nosaka palielinātu izturību.
2. Izturība. Iegūtie produkti skarbos ekspluatācijas apstākļos var kalpot ilgu laiku.
3. Nodilumizturība. Ja jums ir nepieciešams iegūt virsmu, kas nenolietojas mehāniskā spriedzē, tad jums ir jāņem vērā pulverformēšanas tehnoloģija.
4. Plastiskums. Ir iespējams iegūt arī sagataves ar paaugstinātu elastību.

Arī šīs tehnoloģijas izplatību var saistīt ar iegūto produktu zemajām izmaksām.

Priekšrocības un trūkumi
Produktu ražošanas metode no pulveriem ir kļuvusi diezgan izplatīta daudzo priekšrocību dēļ:

1. zemas iegūto produktu izmaksas;
2. spēja ražot lielas detaļas ar sarežģītām virsmām;
3. augstas fizikālās un mehāniskās īpašības.

Metalurģiskā pulvera metodei ir raksturīgi vairāki trūkumi:

1. Iegūtajai struktūrai ir salīdzinoši zema izturība.
2. Struktūrai raksturīgs mazāks blīvums.
3. Apskatāmās tehnoloģijas ietver specializēta aprīkojuma izmantošanu.
4. Ja tiek pārkāpta ražošanas tehnoloģija, detaļas ir zemas kvalitātes.

Mūsdienās pulvermetalurģija tiek aktīvi izmantota dažādās nozarēs. Turklāt notiek izstrāde, kuras mērķis ir uzlabot iegūto produktu kvalitāti.

Noslēgumā mēs atzīmējam, ka, apvienojot dažādu metālu un sakausējumu mazas daļiņas, tiek iegūti materiāli ar īpašām veiktspējas īpašībām.

Pulvermetalurģija ir metāla izstrādājumu ražošanas metode, kas ietver metāla pulveru granulu presēšanu un pēc tam to saķepināšanu. Šī ražošana dod iespēju ražot izstrādājumus ar augstu ģeometrisko izmēru precizitāti, tāpēc tā ir alternatīva citām produktu formēšanas tehnoloģijām, piemēram, liešanai vai štancēšanai. Tāpat, izmantojot pulvermetalurģiju, ir iespējams ražot sakausējumus vai gatavus izstrādājumus ar īpašībām, kuras nevar sasniegt ar citiem ražošanas procesiem. Piemēram, izmantojot pulvermetalurģiju, ir iespējams iegūt tādu komponentu sakausējumus, kas kausētā stāvoklī nešķīst viens otrā. Izmantojot šo tehnoloģiju, ir iespējams ražot volframa, tantala un kobalta cietos sakausējumus, kurus ir diezgan grūti iegūt ar citām metodēm. Pulvermetalurģija ļauj ražot sarežģītas konfigurācijas izstrādājumus vai produktus ar augstām vai noteiktām siltuma un elektriskās vadītspējas īpašībām.

Galvenās pulvermetalurģijas priekšrocības:

1. Iespēja izveidot sakausējumus no grūti kausējamiem materiāliem vai sakausējumiem, kurus ir grūti izveidot citos veidos
2. Pulvermetalurģijas izmantošanas ekonomiskā iespējamība. Ar šo ražošanas metodi, salīdzinot ar liešanu un virpošanu, rodas daudz mazāk atkritumu.
3. Augsta ģeometrisko izmēru precizitāte, pateicoties augstas precizitātes aprīkojuma izmantošanai presēšanas laikā
4. Izmantojot pulvermetalurģiju, ir iespējams iegūt sakausējumus ar lielāku mehānisko īpašību diapazonu, salīdzinot ar liešanu
5. Augsta procesa veiktspēja
6. Iegūts plašs un, pats galvenais, regulējams īpašību klāsts

Pulvermetalurģijas izstrādājumi tiek izmantoti visās tehnoloģiju jomās: mašīnbūvē, instrumentu ražošanā, ieguves rūpniecībā un naftas pārstrādē.

Pulvermetalurģijas tehnoloģija

Produktu ražošanas tehnoloģiskais process, izmantojot pulvermetalurģiju, tiek samazināts līdz šādiem posmiem:

1. Izejvielu iegūšana - pulveri ar noteiktu granulu dispersijas pakāpi
2. Pulveru formēšana veidnēs zem spiediena. Formēšanai var izmantot karstās un aukstās metodes
3. Pulvera materiālu saķepināšana termiskās krāsnīs. Veicot procesu, parasti tiek izmantota dažāda spiediena aizsargājoša un vakuuma vide

Pulvermetalurģijas trūkumi

Mūsdienās tehnoloģisko iekārtu attīstības līmenis ir sasniedzis milzīgus augstumus, kas ir novērsis gandrīz visus šķēršļus detaļu ražošanai, izmantojot pulvermetalurģiju. Pirms vairākiem gadiem problēmas radās liela izmēra izstrādājumu un sagatavju ražošanā no pulveriem. Bet šī problēma tika atrisināta, izmantojot mūsdienu izostatus. Un šodien, izņemot augstās izejvielu izmaksas, pulvermetalurģijai nav trūkumu.

Pulvermetalurģija ir zinātnes un tehnikas nozare, kas apvieno dažādas metodes pulveru ražošanai uz metālu un to sakausējumu bāzes, metālu tipa savienojumu, gatavo izstrādājumu un pusfabrikātu no tiem, kā arī to maisījumus ar nemetāliskiem pulveriem. neizmantojot kausēšanas tehnoloģiju attiecībā uz bāzes sastāvdaļām.

Cilvēce jau sen ir nodarbojusies ar dažādu metālu pulveru un maisījumu ražošanu, izmantojot metālu oksīdu reducēšanu. Piemēram, trīs tūkstošus gadu pirms Kristus dzimšanas pulverveida zeltu aktīvi izmantoja visu veidu virsmu dekorēšanai. Senās Ēģiptes un Babilonas amatnieki dzelzs instrumentu ražošanā izmantoja dažus pulvermetalurģijas paņēmienus.

Šīs nozares mūsdienu attīstības perioda sākumu noteica pašmāju zinātnieks P. G. Soboļevskis, kurš sadarbībā ar V. V. Ļubarski. deviņpadsmitā gadsimta divdesmitajos gados viņš izstrādāja īpašu metodi dažādu produktu ražošanai, izmantojot platīna pulveri. Pēc tam sākās pulvera metalurģijas paātrināta attīstība, jo tas ļāva radīt produktus ar patiesi ekskluzīvām īpašībām, kuras nevarēja sasniegt ar citiem līdzekļiem. Piemēram, tas ietver porainus gultņus vai filtrēšanas ierīces. Tāpat sāka parādīties materiāli, kuru struktūra ir precizēta, un materiāli, kas satur metālus ar oksīdiem, metālus ar polimēriem utt.

Pulvermetalurģijā visu veikto tehnoloģisko operāciju apjomu var iedalīt šādās grupās:

Parasto metālu pulveru iegūšana un to sajaukšana, kā rezultātā veidojas;
pulveru vai no tiem izgatavotu maisījumu presēšana, sagatavju veidošana;
saķepināšana.

Kvīts

Šajā metalurģijas nozarē izmantotie pulveri ietver daļiņas, kuru izmērs var svārstīties no 1/100 līdz 500 mikroniem. To iegūšanai tiek izmantotas mehāniskās un fizikāli ķīmiskās metodes. Pirmajā kategorijā ietilpst metālu vai metāliem līdzīgu savienojumu slīpēšana cietā stāvoklī, kā arī metālu un sakausējumu izkliedēšana šķidrā stāvoklī. Cieto materiālu sasmalcināšanai izmanto dzirnavas, kas aprīkotas ar slīpēšanas korpusiem, rotējošām daļām vai darbojas pēc trieciena principa. Sasmalcinot iegūto daļiņu formu nosaka izejmateriāla raksturs: ja tas ir trausls, tad daļiņas ir sadrumstalotas, ja plastmasas, tās ir zvīņainas. Plastiskā deformācija, kas raksturīga sasmalcinātiem pulveriem, izraisa to raksturīgo īpašību pārformatēšanu un struktūras izmaiņas.

Šķidras konsistences metālu un sakausējumu izsmidzināšana (saukta arī par dispersiju) tiek veikta, izmantojot šķidruma vai gāzes strūklu, izmantojot dažādu formu sprauslas. Izsmidzinātu pulvera vielu īpašības ietekmē vairāki faktori, tostarp izkausētās masas virsmas spraigums, izsmidzināšanas ātrums, sprauslas ģeometrijas nianses un citi.

Izsmidzināšanu ar ūdeni bieži veic slāpekļa vai argona vidē. Tādā veidā tiek iegūts dzelzs, niķelis un citi pulveri. Ja izkausētā masa tiek izsmidzināta gāzes dēļ zem ievērojama spiediena, tad galaprodukta daļiņām būs dažādi izmēri atkarībā no spiediena, izejošās metāla plūsmas šķērsgriezuma, sprauslas struktūras niansēm un dabiskajām īpašībām. no sakausējuma.

Gāze atomizēšanai var būt vienkārši gaiss, slāpeklis vai argons, kā arī ūdens tvaiki. Ir arī citas metodes metāla, jo īpaši plazmas, izsmidzināšanai, kā arī metāla strūklas izsmidzināšanas metode ūdenī. Šīs metodes galvenokārt izmanto sudraba, alvas un alumīnija pulveru ražošanā.

Metāla pulveru ražošanā izmantotās fizikāli ķīmiskās metodes ietver metālu oksīdu reducēšanu, pakļaujot tos oglekļa, ūdeņraža vai ogļūdeņražus saturošām gāzēm. Ir arī metalotermiskās metodes: oksīdu, halogenīdu un citu metālu savienojumu reducēšana, pakļaujot tos citiem metāliem; metālu karbonilu un metālorganisko savienojumu sadalīšana; sāls kausējumu un ūdens šķīdumu elektrolīze. Lai iegūtu metāliem līdzīgu savienojumu pulverus, papildus iepriekšminētajām metodēm viņi izmanto to sintēzi no vienkāršām vielām.

Presēšana (blīvēšana)

Šī darbība ir nepieciešama, lai iegūtu pusfabrikātus stieņu, cauruļu, sloksņu vai atsevišķu sagatavju veidā, kuru forma ir tuvu gala izstrādājumiem. Pēc sablīvēšanas procedūras birstošais pulveris tiek pārveidots kompaktā materiālā ar porainu struktūru, kura izturība ļauj tam saglabāt doto formu turpmāko darbību laikā.

Galvenās saspiešanas metodes ir:

Presēšana no vienas vai abām pusēm speciālās metāla matricās;
izostatiskā presēšana gāzes vai šķidruma spiediena dēļ;
iemutņa tipa presēšana;
ripo;
slīdliešana;
presēšana lielā ātrumā, ieskaitot sprādzienbīstamu;
injekcijas veidošanās.

Blietēšanu iespējams veikt gan istabas temperatūrā, gan augstas temperatūras vidē.

Presēšanas laikā pulveris tiek sablīvēts, jo tā daļiņas tiek pārvietotas viena pret otru un pēc tam tiek deformētas vai iznīcinātas. Pietiekami augsta spiediena izmantošana, strādājot ar kaļamiem metālu pulveriem, ļauj panākt blīvēšanu galvenokārt plastisko deformāciju dēļ, savukārt, strādājot ar trausliem metāliem un to savienojumiem - daļiņu iznīcināšanas un sasmalcināšanas dēļ. Pulverus, kas iegūti no kaļamiem metāliem, raksturo lielāka stiprība, un, lai nodrošinātu nepieciešamo stiprības raksturlielumu pulveriem no trausliem metāliem, papildus tiek izmantotas īpašas saistvielas šķidrās sastāvdaļas.

Masveida ražošanā vispieprasītākā ir pulveru presēšana stingrās matricās (veidnēs), kas izgatavotas no metāla, kurām izmanto tabletēšanas, rotācijas un citas presēšanas iekārtas ar mehānisku vai hidraulisku darbības principu.

Blīvēšana ar velmēšanu ietver sagatavju veidošanu nepārtrauktā režīmā velmētavās, kas aprīkotas ar ruļļiem. Pulveri ieber pašu ruļļos vai padod ar spēku. Velmēšana ļauj iegūt porainas struktūras loksnes, profilus un sloksnes.

Izostatiskā presēšanas tehnoloģija ietver pulvera vai porainu sagatavju ievietošanu speciālā apvalkā, kam seko tā, pēc tam materiāls tiek saspiests no visām pusēm. Visbeidzot, apvalks tiek atspiests. Izostatiskā presēšana atkarībā no izmantotās darba vides veida tiek sadalīta hidro- un gāzstatiskajā. Pirmo iespēju vairumā gadījumu veic istabas temperatūrā, bet otrajam ir nepieciešama augsta temperatūra. Pateicoties izostatiskajai presēšanai, ir iespējams iegūt produktus, kuriem ir sarežģīta forma un ārkārtīgi vienmērīgs blīvums visā tilpumā.

Mutes presēšana savu nosaukumu ieguvusi tādēļ, ka ar šo metodi pulveris, kas sajaukts ar plastifikatoru, tiek izspiests caur iemutņa atveri. Turklāt šajā gadījumā par pamatu var izmantot grūti presējamus pulverus, kas izgatavoti no trausliem metāliem. Šādas apstrādes rezultāts ir garu sagatavju izgatavošana ar vienmērīgu sastāvu un vienādu blīvumu.

Slīdliešana ir pulvermetalurģijas metode, kas ietver produktu ražošanu no tā sauktajām slīdēm - viendabīgām koncentrētām pulvera suspensijām, kam raksturīga augsta agregācijas un sedimentācijas stabilitāte un laba plūstamība.

Izšķir šādus slīdēšanas veidus:

Liešana porainas struktūras veidnēs, kurās pulvera daļiņas ar šķidrumu iesūcas porās, kur tās pēc tam nosēžas;
karstā liešana, kas ietver pulvera maisījuma karsēšanu ar cietu saistvielu līdz temperatūrai, kurā šī viela iegūst viskozu konsistenci. Šajā stāvoklī šo maisījumu ielej veidnēs, pēc tam atdzesē, līdz tas sacietē;
veidošanās ar elektroforēzes metodi, kurā produkts veidojas, pakāpeniski augot slīdošo daļiņu slānim, kas elektriskā lauka ietekmē maina savu atrašanās vietu, virzoties uz elektroda veidni un nogulsnējot tur.

Ātrgaitas presēšanas būtība ir pulvera deformācija lielā ātrumā. Var būt sprādzienbīstams, magnētisks impulss, hidrodinamisks utt.

Saķepināšana

Produktu ražošanas pēdējā darbība, izmantojot pulvermetalurģiju, ir saķepināšana. Tas ietver sagatavju sagatavošanu apstākļos, kad temperatūra nesasniedz vērtību, kas nepieciešama, lai izkausētu vismaz vienu no sastāvdaļām.

Šī procedūra ir nepieciešama, lai palielinātu produkta blīvumu un piešķirtu tam noteiktas mehāniskās un fizikāli ķīmiskās īpašības. Saķepināšanas sākumā daļiņas slīd viena pret otru, starp tām veidojas kontakti, un daļiņu centri tuvojas. Šajā brīdī daļiņām joprojām ir individualitāte, bet blīvums palielinās pēc iespējas ātrāk. Pēc tam ķermenis vienlaikus paliek matērijas fāzē un tukšuma fāzē un beidzas ar sablīvēšanos, jo tiek samazināts poru skaits un izmērs.

Saķepināšanai vairumā gadījumu tiek izmantota aizsargvide, ko parasti attēlo inertas gāzes, reducējoša vide, kas ir ūdeņradi vai ogļūdeņražus saturošas gāzes, vai vakuums. Produktus karsē elektriskās vai indukcijas krāsnīs vai tiešā veidā.

Saķepināšanu ar presēšanu iespējams apvienot vienā procesā: saķepināšana, kas veikta zem spiediena, karstā presēšana.

Materiāli un izstrādājumi

Pulvermetalurģijā izmantotās tehnoloģijas nodrošina iespēju ražot īpašus materiālus, kas klasificēti kā pulveris. To klasifikācija tiek veikta atkarībā no to raksturīgajām īpašībām, īpašībām un īpašībām.

Pulvera tipa materiāli no strukturālās kategorijas tiek izmantoti visu veidu detaļu ražošanai ierīcēm un mašīnām ar dažādiem mehānismiem. Viņiem ir palielināta mehāniskā izturība un tie ir diezgan ekonomiski.
Pulvermateriālu izmantošana filtru ražošanā ir saistīta ar to, ka tiem var piešķirt uzlabotas īpašības salīdzinājumā ar citiem porainiem materiāliem. Jo īpaši tiem ir raksturīga augsta tīrīšanas spēja, vienlaikus saglabājot pietiekamu caurlaidību, izturību pret augstām temperatūrām, lielisku izturību, lielisku siltumvadītspēju un zemu uzņēmību pret abrazīvu nodilumu.

Pateicoties pulvermetalurģijā izmantotajām metodēm, var iegūt filtru produktus ar mainīgu vai regulējamu porainību, caurlaidības līmeni un attīrīšanas pakāpi. Filtri kopā ar gultņiem ar porainu struktūru ir iekļauti galveno porainu izstrādājumu veidu sarakstā, kas izgatavoti no pulverveida materiāliem.

Tribotehniskie materiāli var būt vai nu pretberzes, vai berzes. Pirmajiem ir raksturīga cieta matrica, kuras iekšpusē ir mīksta pildviela. Pulvermetalurģijas metodes ļauj ražot antifrikcijas izstrādājumus, kuriem ir zems un stabils berzes koeficients, kas izceļas ar kvalitatīvu ieskrējienu, ar nelielu nodilumu un izturīgi pret stingrību. Šādi produkti tiek klasificēti kā pašeļļojoši, jo smērviela tiek ievietota to porās.

Antifrikcijas materiāli ir piemēroti dažādu tilpuma elementu ražošanai, tie lieliski darbojas arī kā pārklājumi uz pamatnēm. Viens no spilgtākajiem izstrādājumu piemēriem, kas izgatavoti no šīs klases materiāliem, ir slīdgultņi.

Pulverveida berzes materiāli tiek izmantoti vienībās, ko izmanto kinētiskās enerģijas pārvadīšanai. Šiem materiāliem ir raksturīga augsta nodilumizturība, izcilas stiprības īpašības, tie labi vada siltumu un ir viegli ielaužami. Parasti šādu materiālu sastāvā ietilpst metāliskas un nemetālas sastāvdaļas. Pirmie nodrošina augstu siltumvadītspēju un iestrādes īpašības gatavajiem izstrādājumiem, savukārt pēdējie ir nepieciešami, lai palielinātu berzes koeficientu un samazinātu iesprūšanas iespējamību.

Karbīda pulverveida izstrādājumi satur ugunsizturīgus karbīdus, kas apvienoti ar metāliskām plastmasas saistvielām. Tos gatavo, presējot pulvera maisījumus un cepot šķidrā fāzē. Karbīda materiāli, kam raksturīgas augstas stiprības īpašības, cietība un zems nodilums, var būt volframu saturoši vai bez volframa. Šie sakausējumi kalpo par pamatu tādu instrumentu ražošanai, kurus izmanto metāla griešanai, štancēšanai, spiedienam un iežu urbšanai.

Lai uzlabotu šādu instrumentu īpašības, to virsmai bieži tiek papildus uzklāti pārklājumi ar ugunsizturīgiem savienojumiem.

Pulverveida elektrisko materiālu kategorija ir sadalīta vairākās grupās: kontakts, elektriski vadošs, magnētisks un citi. Kontaktu materiāli ļauj izveidot kontaktus, kas var izturēt līdz pat vairākiem miljoniem īssavienojumu un atvērtu ķēžu. Ir arī iespējas bīdāmā tipa kontaktiem, kas tiek izmantoti elektromotoru, ģeneratoru, potenciometru, strāvas kolektoru un citu ierīču ražošanā.

Pulvermetalurģijā ražoti augstas temperatūras materiāli ir izgatavoti uz ugunsizturīgu metālu sakausējumiem (

Pulvermetalurģija es Pulvermetalurģija

tehnoloģiju joma, kas aptver metožu kopumu metāla pulveru un metāliem līdzīgu savienojumu, pusfabrikātu un izstrādājumu no tiem (vai to maisījumiem ar nemetāliskiem pulveriem) iegūšanai, nekausējot galveno sastāvdaļu. PM tehnoloģija ietver šādas darbības: sākotnējo metālu pulveru iegūšana un lādiņa (maisījuma) sagatavošana no tiem ar noteiktu ķīmisko sastāvu un tehnoloģiskajām īpašībām; pulveru vai to maisījumu formēšana noteiktas formas un izmēra sagatavēs (galvenokārt presēšana) ; saķepināšana, t.i., sagatavju termiskā apstrāde temperatūrā, kas zemāka par visa metāla vai tā galvenās daļas kušanas temperatūru. Pēc saķepināšanas produktiem parasti ir zināma porainība (no dažiem procentiem līdz 30-40%, dažos gadījumos līdz 60%). Porainības samazināšanai (vai pat pilnīgai to novēršanai), mehānisko īpašību palielināšanai un precīziem izmēriem tiek izmantota saķepināto izstrādājumu papildu spiediena apstrāde (aukstā vai karstā); dažreiz tiek izmantota arī papildu termiskā, termoķīmiskā vai termomehāniskā apstrāde. Dažos tehnoloģijas variantos formēšanas darbība tiek novērsta: pulverus saķepina un ielej atbilstošās veidnēs. Dažos gadījumos presēšana un saķepināšana tiek apvienota vienā operācijā, tā sauktajā. karstā presēšana - pulveru saspiešana karsējot.

Pulveru sagatavošana. Metālu mehāniskā slīpēšana tiek veikta virpuļdzirnavās, vibrācijas un lodīšu dzirnavās. Vēl viena, progresīvāka pulveru iegūšanas metode ir šķidro metālu izsmidzināšana: tās priekšrocības ir spēja efektīvi attīrīt kausējumu no daudziem piemaisījumiem, augsta produktivitāte un procesa rentabilitāte. Dzelzs, vara, volframa un molibdēna pulverus parasti iegūst, reducējot metālu augstā temperatūrā (parasti no oksīdiem) ar oglekli vai ūdeņradi. Šo metālu savienojumu šķīdumu reducēšanai ar ūdeņradi izmanto hidrometalurģiskas metodes. Vara pulveru iegūšanai visbiežāk izmanto ūdens šķīdumu elektrolīzi. Ir arī citas, mazāk izplatītas metodes dažādu metālu pulveru pagatavošanai, piemēram, kausējumu elektrolīze un gaistošo savienojumu termiskā disociācija (karbonilmetode).

Pulveru veidošana. Galvenā metāla pulveru veidošanas metode ir presēšana veidnēs, kas izgatavotas no rūdīta tērauda ar spiedienu 200-1000 Mn/m2(20-100 kgf/mm 2) uz ātrgaitas automātiskajām presēm (līdz 20 nospiešanām vienā min). Kompaktiem ir noteikta forma, izmērs un blīvums, ņemot vērā šo īpašību izmaiņas saķepināšanas un turpmāko darbību laikā. Pieaug jaunu aukstās formēšanas metožu nozīme, piemēram, pulveru izostatiskā presēšana ar vienmērīgu spiedienu, velmēšana un pulvera ekstrūzija.

Saķepināšanu veic aizsargājošā vidē (ūdeņradis; oglekļa savienojumus saturoša atmosfēra; vakuums; aizsargājošie aizbērumi) temperatūrā, kas ir aptuveni 70-85% no absolūtās kušanas temperatūras, bet daudzkomponentu sakausējumiem - nedaudz augstāka par kušanas temperatūru. kausējamākā sastāvdaļa. Aizsargvidei jānodrošina oksīdu samazināšana, jānovērš nevēlama produktu piesārņojuma veidošanās (kvēpi, karbīdi, nitrīdi u.c.), jānovērš atsevišķu komponentu izdegšana (piemēram, ogleklis cietos sakausējumos) un jānodrošina saķepināšanas drošība. process. Saķepināšanas krāšņu konstrukcijā ir jānodrošina ne tikai produkta sildīšana, bet arī dzesēšana aizsargājošā vidē. Saķepināšanas mērķis ir iegūt gatavus produktus ar noteiktu blīvumu, izmēru un īpašībām vai pusfabrikātus ar īpašībām, kas nepieciešamas turpmākai apstrādei. Karstās presēšanas (saķepināšanas zem spiediena), jo īpaši izostatiskās, izmantošana paplašinās.

P. m. ir šādas priekšrocības, kas noteica tā attīstību. 1) Spēja iegūt materiālus, kurus ir grūti vai neiespējami iegūt ar citām metodēm. Tajos ietilpst: daži ugunsizturīgi metāli (volframs, tantals); sakausējumi un maisījumi, kuru pamatā ir ugunsizturīgi savienojumi (cietie sakausējumi, kuru pamatā ir volframa karbīdi, titāns utt.): kompozīcijas utt. metālu pseido sakausējumi, kas nesajaucas kausētā veidā, īpaši ar būtisku kušanas temperatūru atšķirību (piemēram, volframs - varš); metālu un nemetālu kompozīcijas (varš - grafīts, dzelzs - plastmasa, alumīnijs - alumīnija oksīds utt.); porainiem materiāliem (gultņiem, filtriem, blīvēm, siltummaiņiem) utt. 2) Iespēja iegūt dažus materiālus un izstrādājumus ar augstākiem tehniskajiem un ekonomiskajiem rādītājiem. PM ļauj ietaupīt metālu un būtiski samazināt ražošanas pašizmaksu (piemēram, izgatavojot detaļas liejot un griežot, dažkārt līdz 60-80% metāla tiek zaudēts vārtos, nonāk skaidās utt.). 3) Izmantojot tīrus izejas pulverus, iespējams iegūt saķepinātos materiālus ar mazāku piemaisījumu saturu un ar precīzāku atbilstību dotajam sastāvam nekā ar parastajiem liešanas sakausējumiem. 4) Ar vienādu sastāvu un blīvumu saķepinātajiem materiāliem to struktūras īpatnību dēļ dažos gadījumos ir augstākas īpašības nekā kausētajiem, jo ​​īpaši vēlamās orientācijas (tekstūras) nelabvēlīgā ietekme, kas sastopama vairākos lietie metāli (piemēram, berilija), ir mazāk ietekmēti īpašo kausējuma sacietēšanas apstākļu dēļ. Liels dažu lējumu sakausējumu trūkums (piemēram, ātrgaitas tēraudi un daži karstumizturīgi tēraudi) ir lokālā sastāva krasā neviendabība, ko izraisa segregācija (sk. segregāciju) sacietēšanas laikā. Saķepināto materiālu konstrukcijas elementu izmēri un forma ir vieglāk kontrolējami, un galvenais, ka ir iespējams iegūt kausētam metālam nesasniedzamus graudu relatīvā izvietojuma un formas veidus. Pateicoties šīm konstrukcijas īpatnībām, saķepinātie metāli ir karstumizturīgāki, labāk iztur ciklisku temperatūras un sprieguma svārstību ietekmi, kā arī kodolstarojumu, kas ir ļoti svarīgi jauno tehnoloģiju materiāliem.

PM ir arī trūkumi, kas kavē tā attīstību: salīdzinoši augstās metāla pulveru izmaksas; nepieciešamība pēc saķepināšanas aizsargatmosfērā, kas arī palielina PM produktu izmaksas; atsevišķos gadījumos grūtības ražot liela izmēra izstrādājumus un sagataves; grūtības iegūt metālus un sakausējumus kompaktā, neporainā stāvoklī; nepieciešamība izmantot tīrus izejas pulverus, lai iegūtu tīrus metālus.

Rūpniecisko metālu trūkumus un dažas tā priekšrocības nevar uzskatīt par pastāvīgiem faktoriem: tie lielā mērā ir atkarīgi gan no pašu rūpniecisko metālu, gan citu rūpniecības nozaru stāvokļa un attīstības. Tehnoloģijām attīstoties, pjedestālisms var tikt izspiests no dažām jomām un, gluži pretēji, iekarot citas. P. G. Soboļevskis un V. V. Ļubarskis 1826. gadā pirmo reizi izstrādāja platīna metodes platīna monētu ražošanai. Nepieciešamība šim nolūkam izmantot PM bija saistīta ar to, ka tajā laikā nebija iespējams sasniegt platīna kušanas temperatūru (1769 ° C). 19. gadsimta vidū. Pateicoties tehnoloģiju attīstībai augstas temperatūras iegūšanai, PM metožu rūpnieciskā izmantošana tika pārtraukta. 20. gadsimta mijā atdzima P. m. kā metodi kvēldiegu ražošanai elektriskajām lampām no ugunsizturīgiem metāliem. Taču vēlāk izstrādātās loka, elektronu staru, plazmas kausēšanas un elektriskā impulsa karsēšanas metodes ļāva iegūt iepriekš nesasniedzamas temperatūras, kā rezultātā PM īpatnējais svars šo metālu ražošanā nedaudz samazinājās. Tajā pašā laikā augstas temperatūras tehnoloģiju attīstība ir novērsusi tādus PM trūkumus, kas ierobežoja to attīstību, piemēram, grūtības sagatavot tīru metālu un sakausējumu pulverus: izsmidzināšanas metode ļauj noņemt piemaisījumus un metālā esošos piesārņotājus ar pietiekamu pilnīgumu un efektivitāti, līdz izkusis. Pateicoties metožu izveidei pulveru visaptverošai saspiešanai augstās temperatūrās, lielā mērā ir pārvarētas grūtības ražot liela izmēra neporainas sagataves.

Tajā pašā laikā vairākas galvenās PM priekšrocības ir pastāvīgi darbojošs faktors, kas, iespējams, saglabās savu nozīmi līdz ar tehnoloģiju turpmāko attīstību.

Lit.: Fedorčenko I.M., Andrievskis R.A., Pulvermetalurģijas pamati, K., 1961; Balshin M. Yu.. Pulvermetalurģijas un šķiedru metalurģijas zinātniskie pamati, M., 1972; Kiparisovs S.S., Libensons G.A., Pulvermetalurģija, M., 1972.

M. Ju. Balšins.

II Pulvermetalurģija (“Pulvermetalurģija”)

ikmēneša zinātniskais un tehniskais žurnāls, Ukrainas PSR Zinātņu akadēmijas Materiālzinātnes problēmu institūta orgāns. Publicēts kopš 1961. gada Kijevā. Publicē rakstus par pulvermetalurģijas teoriju, tehnoloģiju un vēsturi, par ugunsizturīgiem savienojumiem un augstas temperatūras materiāliem. Tirāža (1974) 2,3 tūkstoši eksemplāru. Pārpublicēts angļu valodā Ņujorkā.

Lielā padomju enciklopēdija. - M.: Padomju enciklopēdija. 1969-1978 .

Skatiet, kas ir “pulvermetalurģija” citās vārdnīcās:

Pulvermetalurģija ir tehnoloģija metāla pulveru ražošanai un izstrādājumu ražošanai no tiem (vai to sastāviem ar nemetāliskiem pulveriem). Kopumā pulvermetalurģijas tehnoloģiskais process sastāv no četrām galvenajām... ... Wikipedia

PULVERMETALURĢIJA, metāla pulveru un no tiem izgatavoto izstrādājumu ražošana. Pulverus saspiež vēlamajās formās un pēc tam uzkarsē līdz nedaudz zem KAUSĒŠANAS TEMPERATŪRAS. Pulveru lietošana ir ekonomiskāka nekā izmantošana...... Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

pulvermetalurģija- NAP. metālkeramika Zinātnes un tehnoloģiju joma, kas aptver metālu pulveru, kā arī no tiem izgatavotu izstrādājumu vai to maisījumu ar nemetāliskiem pulveriem ražošanu. [GOST 17359 82] Nepieļaujams, neieteicams metālkeramika Subjects pulveris... ... Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata

Mūsdienu enciklopēdija

Metāla pulveru un no tiem izgatavotu izstrādājumu, to maisījumu un kompozīciju ar nemetālu ražošana. Pulveri tiek ražoti, mehāniski slīpējot vai izsmidzinot šķidros izejmetālus, reducējot augstā temperatūrā un termisko disociāciju. Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

Pulvermetalurģija- PULVERMETALURĢIJA, metālu pulveru un no tiem izgatavotu izstrādājumu, to maisījumu un kompozīciju ar nemetāliem ražošana, kā arī izstrādājumi ar dažādu porainības pakāpi. Produkti tiek ražoti, presējot, kam seko vai vienlaikus termiski,...... Ilustrētā enciklopēdiskā vārdnīca

pulvermetalurģija- metalurģijas un mašīnbūves nozares zinātnes un nozares daļa, tai skaitā tehnoloģiskie procesi metālu, sakausējumu un ķīmisko savienojumu pulveru iegūšanai, pusfabrikātu un gatavu izstrādājumu ražošanai no tiem... ... Enciklopēdiskā metalurģijas vārdnīca

Pulvermetalurģija- 1. Pulvermetalurģijas NAP. Metāla keramika D. Pulvermetallurgie E. Pulvermetalurģija F. Métallurgie des poudres Avots: GOST 17359 82: Pulvermetalurģija. Termini un definīcijas oriģinālais dokuments Skatīt arī saistīto... Normatīvās un tehniskās dokumentācijas terminu vārdnīca-uzziņu grāmata

Zinātnes un tehnikas joma, kas aptver metožu kopumu metālu, sakausējumu un metāliem līdzīgu savienojumu pulveru, pusfabrikātu un no tiem izgatavotu izstrādājumu vai to maisījumu ar nemetāliskiem materiāliem ražošanai. pulveri, neizkausējot pamatni. komponents. Trenējies…… Ķīmiskā enciklopēdija

Metāla pulveru iegūšanas un izstrādājumu izgatavošanas tehnoloģija no tiem, kā arī no metālu maisījumiem ar nemetāliem. Tradicionālajā metalurģijā metāla izstrādājumus iegūst, apstrādājot metālus, izmantojot tādas metodes kā liešana, kalšana, štancēšana un... ... Koljēra enciklopēdija

Zinātnes un tehnikas nozare, kas nodarbojas ar metālu, sakausējumu un bezskābekļa savienojumu pulveru, kā arī uz tiem balstītu materiālu un izstrādājumu ražošanu. Skābekļa savienojumu, piemēram, oksīdu, ražošana ir keramikas ražošanas joma, lai gan... ... Tehnoloģiju enciklopēdija

Grāmatas

• Pulvermetalurģija. Virsmu inženierija, jauni pulvera kompozītmateriāli. Metināšana. 1. daļa, Rakstu krājums, Šajā krājumā iekļauti ziņojumi no Starptautiskā simpozija “Pulvermetalurģija: virsmas inženierija, jauni pulvera kompozītu materiāli. Metināšana" (2013. gada 10.–12. aprīlis),… Kategorija: Tehniskā literatūra Sērija: 8. starptautiskā simpozija (Minska, 2013. gada 10.–12. aprīlis) ziņojumu krājums Izdevējs:

Pulvermetalurģijas izstrādājumu ražošana ir iespējama tikai uz specializētām iekārtām. To klāstu var iedalīt izstrādājumos strukturālajiem, pretberzes un īpašiem mērķiem. Pēdējais ir izgatavots no materiāliem ar īpašām īpašībām. Īpaša lietojuma izstrādājumus nevar ražot, izmantojot alternatīvas metodes.

Pulvermetalurģija ietver izstrādājumu ražošanu no metāla pulveriem. Šādas detaļas ir pārsteidzoši precīzas, un tām nav nepieciešama turpmāka apstrāde.

Tajā pašā laikā pati ražošanas tehnoloģija nav sarežģīta. Tas ir balstīts uz seno keramikas izgatavošanas metodi, atšķirība ir tikai izmantotajās izejmateriālos. Sakarā ar to, ka šī metode ir ekonomiska un vienkārša, tā ātri pacēlās līdz tādam pašam konkurences līmenim ar kalšanu, liešanu, štancēšanu un citām metāla detaļu ražošanas metodēm.

Līdz ar to, ka ražošana nepārtraukti tiek pilnveidota un attīstīta, tiek apgūtas jaunas tehnoloģijas un materiāli, aug arī produkcijas klāsts, kurā ietilpst pulvermetalurģijas produkti.

Ja rūpnīca pieņem pasūtījumu jaunas detaļas izgatavošanai, tad tai pēc pasūtītāja rasējumiem jāizstrādā topošā produkta rasējums, iekārtu un presēšanas instrumentu rasējums un pavaddokumentācija. Nepieciešamības gadījumā viena un tā pati ražotne veic izpētes un eksperimentālās funkcijas, kas nodrošina jauna produkta sākotnējo izstrādi un testēšanu. Tiek ražots arī papildu aprīkojums un presēšanas instrumenti.

Detaļu ražošanas process

Pulveri ir dažādi. Ir vērts atzīmēt, ka tāda šķirne kā pulvera tērauds nav vissmagākā. Atkarībā no to turpmākās izmantošanas pulveriem tiek piešķirtas noteiktas īpašības. Pats process notiek īpašā aparātā vai kurā tiek sasmalcināti metāla gabali, skaidas un lūžņi, un radītās gaisa plūsmas izraisa šo gabalu slīpēšanu. Metālus, kas klasificēti kā kausējami, izsmidzina šķidrā veidā, ar kura palīdzību metāla izsmidzināšana tiek virzīta uz riņķī kustīgu disku. Sasalušie metāla pilieni sadalās vēl mazākās daļiņās. Rezultātā pulverus iegūst elektrolīzes vannā vai ķīmisko reakciju ceļā.

Pēc tam pulveri ielej tērauda veidnē un uzliek augstu spiedienu. Tās daļas ir savienotas viena ar otru, un tiek iegūta gatavā daļa. Tālāk tiek veikta saķepināšana. Iegūtos elementus silda augstas temperatūras krāsnīs. Šķiet, ka daļiņas saplūst, un veidojas diezgan blīva un viendabīga masa. Tātad produkts tiek uzskatīts par pilnībā gatavu. Dažreiz divi procesi ir savienoti kopā, tas ietaupa daudz laika. Šajā gadījumā pulveris tiek uzkarsēts līdz vajadzīgajai temperatūrai ar strāvu un presēts atbilstošā formā.

Produkta pielietojuma joma

Pulvermetalurģija sniedz plašas iespējas dažādu marku automašīnu detaļu ražošanai. Šo metodi izmanto, lai ražotu:

• transmisijas un stūres daļas;
• bloķēšanas armatūras sastāvdaļas;
• spoles, rotori, sūkņu korpusi;
• elektromotoru rotori;
• bukses, uzlikas, gultņi;
• zobrati, zobrati, atloki un daudz kas cits.

Turklāt pulvera detaļu cietība ļauj no tiem izgatavot griezējinstrumentus, un to karstumizturība ļauj tos izmantot lidmašīnu, lauksaimniecības tehnikas un automašīnu bremžu sistēmā. Lai iegūtu detaļas, kas atbilst dažādām īpašībām, pietiek ar vairāku metālu pulveru samaisīšanu. Šādas detaļas tiek izmantotas gāzes turbīnās,

Pulvermetalurģija ļauj ražot metālu savienojumus, kurus nevar ražot, izmantojot kausēšanas krāsnis. Tās attīstība ir saistīta ar faktu, ka dažus metālus nevar apstrādāt, izmantojot standarta metodes. Pašlaik metāla pulveri pat tiek sajaukti ar analogiem, kas izgatavoti no plastmasas, stikla un minerāliem. Šī metode ļauj iegūt produktus, kuru īpašības ir vēl daudzpusīgākas.