Kaj je metalurgija prahu. Materiali praškaste metalurgije

Praškaste sestavke lahko izdelamo iz kovin in različnih zlitin. Uporabljajo se lahko na različne načine za zaščito obdelovancev in delov. Metalurgija prahu je aktivno razvijajoče se področje, ki ima ogromno funkcij. Ta smer metalurgije se je pojavila pred več kot sto leti.

Priprava praškov

Za proizvodnjo prahu je mogoče uporabiti različne tehnologije, vendar jih združujejo naslednje točke:

Varčno. Odpadki iz metalurške industrije se lahko uporabljajo kot surovine. Primer je lestvica, ki se danes ne uporablja nikjer. Poleg tega se lahko uporabijo tudi drugi odpadki.
Visoka natančnost geometrijskih oblik. Izdelki, pridobljeni z obravnavano tehnologijo praškaste metalurgije, imajo natančne geometrijske oblike, naknadna mehanska obdelava ni potrebna. Ta trenutek določa relativno majhno količino odpadkov.
Visoka odpornost proti obrabi površine. Zaradi drobnozrnate strukture imajo nastali izdelki povečano trdoto in moč.
Nizka kompleksnost tehnologij praškaste metalurgije.

Glede na najpogostejše tehnologije praškaste metalurgije ugotavljamo, da so razdeljene v dve glavni skupini:

Fizikalno-mehanske metode vključujejo mletje surovin, zaradi česar postane velikost delcev majhna. Za tovrstne proizvodne procese je značilna kombinacija različnih obremenitev, ki vplivajo na surovine.
Za spreminjanje faznega stanja uporabljenih surovin se uporabljajo kemijsko-metalurške metode. Primer takšne proizvodnje je redukcija soli in oksidov ter drugih kovinskih spojin.

Poleg tega izpostavljamo naslednje značilnosti proizvodnje prahu:

Krogelna metoda vključuje obdelavo kovinskih ostankov v krogličnem mlinu. Zaradi skrbnega drobljenja dobimo drobnozrnat prah.
Vortex metoda vključuje uporabo posebnega mlina, ki ustvarja močan zračni tok. Trčenje velikih delcev povzroči nastanek finega prahu.
Uporaba drobilnikov. Obremenitev, ki nastane pri padcu velike obremenitve, povzroči drobljenje materiala. Udarna obremenitev deluje z določeno frekvenco, zaradi česar se sestava zdrobi.
Pršenje surovin v tekoči obliki pod vplivom stisnjenega zraka. Po pridobitvi krhke sestave se kovina spusti skozi posebno opremo, ki jo zmelje v prah.
Elektroliza je postopek pridobivanja kovine iz tekoče sestave pod vplivom električnega toka. Zaradi povečane krhkosti lahko surovine hitro zmeljemo v posebnih drobilnikih. Ta metoda obdelave omogoča pridobivanje dendritičnih zrn.

Nekatere od zgornjih tehnologij praškaste metalurgije so postale razširjene v industriji zaradi svoje visoke produktivnosti in učinkovitosti, druge pa se danes praktično ne uporabljajo zaradi povečanih stroškov pridobljenih surovin.

Zbijanje

Metalurgija prahu vključuje tudi postopek, ki temelji na izdelavi polizdelkov v obliki palic in trakov. Po stiskanju lahko dobite izdelek, skoraj pripravljen za uporabo.

Značilnosti postopka stiskanja vključujejo naslednje točke:

Pri izvajanju obravnavanega postopka se kot surovina uporablja snov v razsutem stanju.
Po stiskanju prašek v razsutem stanju postane kompakten material s porozno strukturo. Trdnost dobljenega izdelka pridobi med drugimi postopki predelave.

Glede na postopek stiskanja prahu opazimo uporabo naslednjih tehnologij:

valjanje;
drsno litje;
izostatično stiskanje s pritiskom s plinom ali tekočino;
stiskanje na eni ali obeh straneh pri uporabi posebnih kovinskih matric;
metoda vbrizgavanja.

Da bi pospešili postopek stiskanja, je praškasti izdelek izpostavljen visoki temperaturi. V večini primerov se razdalja med posameznimi delci zmanjša zaradi izpostavljenosti visokemu tlaku. Praški iz mehkih kovin imajo veliko moč.

Sintranje

Zadnji korak v metalurgiji prahu vključuje izpostavljenost visoki temperaturi. Skoraj vsaka metoda praškaste metalurgije vključuje izpostavljenost visokim temperaturam. Sintranje se izvaja za doseganje naslednjih ciljev:

povečati gostoto izdelka;
za podelitev določenih fizikalnih in mehanskih lastnosti.

Za toplotno izpostavljenost je nameščena posebna oprema. Zaščitno okolje običajno predstavljajo inertni plini, na primer vodik. Postopek sintranja se lahko izvede tudi v vakuumu, da se poveča učinkovitost uporabljene tehnologije.

Zelo priljubljena je tudi metoda indukcijskega ogrevanja. Gre za uporabo indukcijskih peči, ki so proizvedene ali izdelane ročno. V prodaji je oprema, ki lahko združuje več tehnoloških procesov: sintranje in stiskanje.

Uporaba izdelkov praškaste metalurgije

Prašna metalurgija se uporablja v letalstvu, elektrotehniki, radijski tehniki in številnih drugih panogah. To je posledica dejstva, da uporabljena proizvodna tehnologija omogoča izdelavo delov kompleksnih oblik. Poleg tega sodobne tehnologije praškaste metalurgije omogočajo pridobivanje delov, ki imajo:

Visoka moč. Gosta struktura določa povečano trdnost.
Vzdržljivost. Nastali izdelki lahko zdržijo v težkih delovnih pogojih dolgo časa.
Odpornost proti obrabi. Če želite dobiti površino, ki se ne obrabi pod mehanskimi obremenitvami, potem morate razmisliti o tehnologiji praškastega oblikovanja.
Plastičnost. Prav tako je mogoče pridobiti obdelovance s povečano duktilnostjo.

Tudi širjenje te tehnologije je mogoče povezati z nizkimi stroški nastalih izdelkov.

Prednosti in slabosti
Metoda izdelave izdelkov iz praškov je postala precej razširjena zaradi velikega števila prednosti:

nizki stroški končnih izdelkov;
sposobnost izdelave velikih delov s kompleksnimi površinami;
visoke fizikalne in mehanske lastnosti.

Metoda metalurškega prahu ima več pomanjkljivosti:

Nastala struktura ima relativno nizko trdnost.
Za strukturo je značilna manjša gostota.
Obravnavane tehnologije vključujejo uporabo specializirane opreme.
Če je proizvodna tehnologija kršena, so deli nizke kakovosti.

Danes se praškasta metalurgija aktivno uporablja v najrazličnejših panogah. Poleg tega poteka razvoj, ki je usmerjen v izboljšanje kakovosti nastalih izdelkov.

Na koncu ugotavljamo, da ko združimo majhne delce različnih kovin in zlitin, dobimo materiale s posebnimi lastnostmi delovanja.

Praškasta metalurgija je metoda izdelave kovinskih izdelkov, ki vključuje stiskanje granul kovinskega prahu in njihovo nato sintranje. Ta proizvodnja omogoča izdelavo izdelkov z visoko natančnostjo geometrijskih dimenzij, zato je alternativa drugim tehnologijam oblikovanja izdelkov, kot sta litje ali žigosanje. Prav tako je z uporabo praškaste metalurgije mogoče izdelati zlitine ali končne izdelke z lastnostmi, ki jih ni mogoče doseči z drugimi proizvodnimi postopki. Na primer, z uporabo praškaste metalurgije je mogoče dobiti zlitine komponent, ki se v staljenem stanju ne raztopijo druga v drugi. S to tehnologijo je mogoče izdelati trde zlitine volframa, tantala in kobalta, ki jih je z drugimi metodami precej težko dobiti. Metalurgija prahu omogoča proizvodnjo izdelkov kompleksne konfiguracije ali izdelkov z visoko ali določeno lastnostjo toplotne in električne prevodnosti.

Glavne prednosti praškaste metalurgije:

Sposobnost ustvarjanja zlitin težko taljivih materialov ali zlitin, ki jih je težko ustvariti na druge načine
Ekonomska izvedljivost uporabe praškaste metalurgije. Pri tem načinu proizvodnje v primerjavi z litjem in struženjem nastane veliko manj odpadkov.
Visoka natančnost geometrijskih dimenzij zaradi uporabe visoko natančne opreme med stiskanjem
Z uporabo praškaste metalurgije je mogoče pridobiti zlitine z višjim obsegom mehanskih lastnosti v primerjavi z litjem
Visoka zmogljivost procesa
Širok in kar je najpomembneje nastavljiv razpon pridobljenih lastnosti

Izdelki praškaste metalurgije se uporabljajo na vseh področjih tehnologije: v strojništvu, izdelavi instrumentov, rudarstvu in rafineriji nafte.

Tehnologija metalurgije prahu

Tehnološki proces izdelave izdelkov s prašno metalurgijo se zmanjša na naslednje stopnje:

Pridobivanje surovin - praškov določene stopnje disperzije granul
Oblikovanje praškov v kalupih pod pritiskom. Za oblikovanje se lahko uporabljajo vroče in hladne metode
Sintranje praškastih materialov v termičnih pečeh. Pri izvajanju postopka se običajno uporabljajo zaščitna in vakuumska okolja različnih tlakov

Slabosti metalurgije prahu

Danes je stopnja razvoja tehnološke opreme dosegla ogromne višine, kar je odpravilo skoraj vse ovire za proizvodnjo delov s prašno metalurgijo. Pred nekaj leti so se pojavile težave pri izdelavi velikih izdelkov in surovcev iz prahu. Toda ta problem je bil rešen z uporabo sodobnih izostatov. In danes, razen visokih stroškov surovin, praškasta metalurgija nima nobenih pomanjkljivosti.

Metalurgija prahu je znanstvena in tehnična veja, ki združuje različne metode za proizvodnjo praškov na osnovi kovin in njihovih zlitin, spojin kovinskega tipa, končnih izdelkov in polizdelkov iz njih ter njihovih mešanic z nekovinskimi prahi. brez uporabe tehnologije taljenja glede na osnovne komponente.

Človeštvo se že dolgo ukvarja s proizvodnjo različnih kovinskih praškov in mešanic z uporabo redukcije kovinskih oksidov. Na primer, tri tisoč let pred Kristusovim rojstvom se je zlato v prahu aktivno uporabljalo za dekoriranje vseh vrst površin. Obrtniki starega Egipta in Babilona so pri izdelavi železnih orodij uporabljali nekatere tehnike prašne metalurgije.

Začetek sodobnega obdobja razvoja te industrije je postavil domači znanstvenik P. G. Sobolevsky, ki je v sodelovanju z V. V. Lyubarsky. v dvajsetih letih devetnajstega stoletja je razvil posebno metodo za proizvodnjo različnih izdelkov z uporabo platinskega prahu. Po tem se je začel pospešen razvoj prašne metalurgije, saj je omogočila ustvarjanje izdelkov z resnično ekskluzivnimi lastnostmi, ki jih drugače ni bilo mogoče doseči. To na primer vključuje porozne ležaje ali filtrirne naprave. Prav tako so se začeli pojavljati materiali, katerih struktura je določena, in materiali, ki vsebujejo kovine z oksidi, kovine s polimeri itd.

V metalurgiji prahu lahko celoten obseg izvedenih tehnoloških operacij razdelimo v naslednje skupine:

Pridobivanje prahu navadnih kovin in njihovo mešanje, kar ima za posledico tvorbo;
stiskalni prah ali mešanice iz njih, oblikovanje surovcev;
sintranje.

potrdilo o prejemu

Praški, ki se uporabljajo v tej veji metalurgije, vključujejo delce, katerih velikost je lahko od 1/100 do 500 mikronov. Za njihovo pridobivanje se uporabljajo mehanske in fizikalno-kemijske metode. V prvo kategorijo spada mletje kovin ali kovinam podobnih spojin v trdnem stanju ter dispergiranje kovin in zlitin v tekočem stanju. Za drobljenje trdnih materialov se uporabljajo mlini, opremljeni z mlinskimi telesi, vrtljivimi deli ali delujejo na principu udarca. Narava izvornega materiala določa obliko delcev, pridobljenih z drobljenjem: če je krhka, so delci razdrobljeni, če so plastični, so luskasti. Plastična deformacija, ki je značilna za zdrobljene prahove, vodi do preoblikovanja njihovih inherentnih lastnosti in strukturnih sprememb.

Atomizacija (imenovana tudi disperzija) kovin in zlitin tekoče konsistence se izvaja s curkom tekočine ali plina z uporabo šob različnih oblik. Na lastnosti atomiziranih praškastih snovi vplivajo številni dejavniki, vključno s površinsko napetostjo staljene mase, hitrostjo, s katero se izvaja atomizacija, nianse geometrije šob in drugi.

Škropljenje z vodo se pogosto izvaja v okolju z dušikom ali argonom. Na ta način se pridobivajo prah železa, niklja in drugih. Če se staljena masa razprši zaradi plina pod znatnim pritiskom, bodo imeli delci končnega izdelka različne velikosti, odvisno od tlaka, preseka izhodnega kovinskega toka, odtenkov strukture šobe in naravnih lastnosti. zlitine.

Plin za atomizacijo je lahko preprosto zrak, dušik ali argon, pa tudi vodna para. Obstajajo tudi druge metode za brizganje kovine, zlasti plazma, pa tudi metoda brizganja kovinskega curka v vodo. Te metode se uporabljajo predvsem pri proizvodnji srebrnega, kositrnega in aluminijastega prahu.

Metode fizikalno-kemijske narave, ki se uporabljajo pri proizvodnji kovinskega prahu, vključujejo redukcijo kovinskih oksidov z izpostavitvijo ogljiku, vodiku ali plinom, ki vsebujejo ogljikovodike. Obstajajo tudi metalotermične metode: redukcija oksidov, halogenidov in drugih kovinskih spojin z izpostavitvijo drugim kovinam; cepitev kovinskih karbonilov in organokovinskih spojin; elektroliza solnih talin in vodnih raztopin. Za pridobitev prahu kovinskih spojin se poleg zgornjih metod zatečejo k njihovi sintezi iz preprostih snovi.

Stiskanje (zbijanje)

Ta operacija je potrebna za pridobitev polizdelkov v obliki palic, cevi, trakov ali posameznih surovcev, katerih oblika je blizu končnim izdelkom. Po prehodu skozi postopek stiskanja se prah v razsutem stanju pretvori v kompakten material s porozno strukturo, katerega trdnost mu omogoča, da obdrži dano obliko med nadaljnjimi operacijami.

Osnovne metode stiskanja so:

Stiskanje na eni ali obeh straneh v posebnih kovinskih matricah;
izostatično stiskanje zaradi tlaka plina ali tekočine;
stiskanje tipa ustnika;
valjanje;
drsno litje;
stiskanje pri visoki hitrosti, vključno z eksplozivom;
nastanek injekcije.

Stiskanje je možno izvajati tako pri sobni temperaturi kot v okoljih z visoko temperaturo.

Med stiskanjem se prašek stisne zaradi dejstva, da se njegovi delci premaknejo drug glede na drugega in se nato deformirajo ali uničijo. Uporaba dovolj visokega tlaka pri delu z nodularnimi kovinskimi praškami omogoča doseganje stiskanja predvsem zaradi plastične deformacije, pri delu s krhkimi kovinami in njihovimi spojinami pa zaradi uničenja in drobljenja delcev. Za praške, pridobljene iz nodularnih kovin, je značilna večja trdnost, za dodajanje potrebnih trdnostnih lastnosti prahu iz krhkih kovin pa se dodatno uporabljajo posebne vezivne tekoče komponente.

V masovni proizvodnji je največ povpraševanja po stiskanju praškov v togih kovinskih matricah (kalupih), za kar se uporabljajo tabletirne, rotacijske in druge stiskalnice z mehanskim ali hidravličnim principom delovanja.

Stiskanje z valjanjem vključuje oblikovanje surovcev v neprekinjenem načinu v valjarnah, opremljenih z valji. Prašek se sam vlije v zvitke ali se dovaja s silo. Valjanje omogoča pridobivanje listov, profilov in trakov s porozno strukturo.

Tehnologija izostatičnega stiskanja vključuje namestitev praškastih ali poroznih obdelovancev v posebno lupino, ki ji sledi, nato pa se material stisne z vseh strani. Končno je lupina dekompresirana. Izostatično stiskanje, odvisno od vrste uporabljenega delovnega medija, delimo na hidro- in plinsko-statično. Prva možnost se v večini primerov izvaja pri sobni temperaturi, druga pa zahteva visoke temperature. Zaradi izostatičnega stiskanja je mogoče dobiti izdelke kompleksne oblike in izredno enakomerne gostote po celotnem volumnu.

Stiskanje ustnika je ime dobilo po dejstvu, da se pri tej metodi prašek, pomešan z mehčalom, stisne skozi luknjo v ustniku. Poleg tega lahko v tem primeru kot osnovo uporabimo težko stisljive prahove iz krhkih kovin. Rezultat takšne obdelave je izdelava dolgih obdelovancev enotne sestave in enakomerne gostote.

Slip litje je metoda prašne metalurgije, ki vključuje izdelavo izdelkov iz tako imenovanih slipov - homogenih koncentriranih praškastih suspenzij, za katere je značilna visoka agregatna in sedimentacijska stabilnost ter dobra fluidnost.

Razlikujemo naslednje vrste zdrsa:

vlivanje v kalupe s porozno strukturo, pri katerih delce prahu tekočina potegne v pore, kjer se usedejo;
vroče litje, ki vključuje segrevanje mešanice prahu s trdnim vezivom na temperaturo, pri kateri ta snov pridobi viskozno konsistenco. V tem stanju se ta mešanica vlije v kalupe, nato pa se ohladi, dokler se ne strdi;
tvorba z elektroforetično metodo, pri kateri produkt nastane zaradi postopne rasti plasti zdrsnih delcev, ki pod vplivom električnega polja spreminjajo svojo lokacijo, se premikajo proti kalupu elektrode in se tam odlagajo.

Bistvo hitrega stiskanja je deformacija prahu pri visoki hitrosti. Lahko je eksploziven, magnetni impulz, hidrodinamičen itd.

Sintranje

Končna operacija izdelave izdelkov s prašno metalurgijo je sintranje. Vključuje pripravo obdelovancev v pogojih, ko temperatura ne doseže vrednosti, potrebne za taljenje vsaj ene od komponent.

Ta postopek je potreben, da se poveča gostota izdelka in mu dajo določene mehanske in fizikalno-kemijske lastnosti. Na začetku sintranja delci drsijo drug glede na drugega, med njimi nastanejo stiki, središča delcev se približajo. V tem trenutku so delci še vedno individualni, vendar se gostota povečuje čim hitreje. Po tem telo hkrati ostane v fazi materije in fazi praznine ter se zaključi z zbijanjem zaradi zmanjšanja števila in velikosti por.

Za sintranje se v večini primerov uporablja zaščitni medij, ki ga običajno predstavljajo inertni plini, redukcijski medij, ki je vodik ali plini, ki vsebujejo ogljikovodike, ali vakuum. Izdelke segrevamo v električnih ali indukcijskih pečeh ali z neposrednim pretokom toka.

Možno je kombinirati sintranje s stiskanjem v enem procesu: sintranje pod pritiskom, vroče stiskanje.

Materiali in izdelki

Tehnologije, ki se uporabljajo v metalurgiji prahu, omogočajo proizvodnjo specifičnih materialov, ki so razvrščeni kot prah. Njihova razvrstitev je narejena glede na njihove inherentne lastnosti, kakovosti in značilnosti.

Praškasti materiali iz kategorije konstrukcij se uporabljajo za izdelavo vseh vrst delov za naprave in stroje z različnimi mehanizmi. Imajo povečano mehansko trdnost in so precej ekonomični.
Uporaba praškastih materialov za proizvodnjo filtrov je posledica dejstva, da so lahko obdarjeni z izboljšanimi lastnostmi v primerjavi z drugimi poroznimi materiali. Predvsem jih odlikuje visoka čistilna sposobnost ob ohranjanju zadostne prepustnosti, odpornost na visoke temperature, odlična trdnost, odlična toplotna prevodnost in nizka dovzetnost za abrazivno obrabo.

Zahvaljujoč metodam, ki se uporabljajo v metalurgiji prahu, je mogoče pridobiti filtrirne izdelke s spremenljivo ali nastavljivo poroznostjo, stopnjo prepustnosti in stopnjo čiščenja. Filtri so skupaj z ležaji s porozno strukturo vključeni v seznam glavnih vrst poroznih izdelkov iz praškastih materialov.

Tribotehnični materiali so lahko antifrikcijski ali torni. Za prve je značilna prisotnost trdne matrice, znotraj katere je mehko polnilo. Metode praškaste metalurgije omogočajo izdelavo antifrikcijskih izdelkov z nizkim in stabilnim koeficientom trenja, ki se odlikujejo po visokokakovostnem utekanju, imajo malo obrabe in so odporni proti strjevanju. Takšni izdelki so razvrščeni kot samomazalni, ker se lubrikant nahaja v njihovih porah.

Antifrikcijski materiali so primerni za izdelavo različnih volumetričnih elementov, odlično se obnesejo tudi kot premazi za podlage. Eden najbolj osupljivih primerov izdelkov iz materialov tega razreda so drsni ležaji.

Praškasti torni materiali se uporabljajo v enotah za prenos kinetične energije. Za te materiale je značilna visoka odpornost proti obrabi, odlične trdnostne lastnosti, dobro prevajajo toploto in jih je enostavno vlomiti. Praviloma sestava takšnih materialov vključuje sestavine kovinske in nekovinske narave. Prvi dajejo končnim izdelkom visoko toplotno prevodnost in lastnosti utekanja, drugi pa so potrebni za povečanje koeficienta trenja in zmanjšanje verjetnosti zagozdenja.

Izdelki iz karbidnega prahu vsebujejo ognjevzdržne karbide v kombinaciji s plastičnimi vezivi kovinske narave. Izdelani so s stiskanjem praškastih mešanic in pečenjem v tekoči fazi. Karbidni materiali, za katere so značilne visoke trdnostne lastnosti, trdota in majhna obraba, so lahko volframovi ali brez volframa. Te zlitine služijo kot osnova za izdelavo orodij, ki se uporabljajo pri rezanju kovin, štancanju, tlaku in vrtanju kamnin.

Za izboljšanje lastnosti takšnih orodij se na njihovo površino pogosto dodatno nanesejo premazi iz ognjevzdržnih spojin.

Kategorija praškastih električnih materialov je razdeljena na več skupin: kontaktne, električno prevodne, magnetne in druge. Kontaktni materiali omogočajo izdelavo kontaktov, ki prenesejo do več milijonov kratkih stikov in odprtih tokokrogov. Obstajajo tudi možnosti za drsne kontakte, ki se uporabljajo pri izdelavi elektromotorjev, generatorjev, potenciometrov, tokovnih zbiralnikov in drugih naprav.

Visokotemperaturni materiali, proizvedeni s prašno metalurgijo, temeljijo na zlitinah ognjevzdržnih kovin (

Metalurgija prahu jaz Metalurgija prahu

področje tehnologije, ki zajema nabor metod za proizvodnjo kovinskega prahu in kovinam podobnih spojin, polizdelkov in izdelkov iz njih (ali njihovih mešanic z nekovinskim prahom) brez taljenja glavne komponente. Tehnologija PM vključuje naslednje operacije: pridobivanje začetnih kovinskih praškov in priprava naboja (zmesi) iz njih z dano kemično sestavo in tehnološkimi značilnostmi; oblikovanje praškov ali njihovih mešanic v surovce določenih oblik in velikosti (predvsem stiskanje) ; sintranje, to je toplotna obdelava obdelovancev pri temperaturi pod tališčem celotne kovine ali njenega glavnega dela. Po sintranju imajo izdelki običajno nekaj poroznosti (od nekaj odstotkov do 30-40%, v nekaterih primerih tudi do 60%). Za zmanjšanje (ali celo popolno odpravo) poroznosti, povečanje mehanskih lastnosti in fino nastavitev na natančne dimenzije se uporablja dodatna tlačna obdelava (hladna ali vroča) sintranih izdelkov; včasih se uporablja tudi dodatna termična, termokemična ali termomehanska obdelava. V nekaterih variantah tehnologije je operacija oblikovanja odpravljena: praški se sintrajo in vlijejo v ustrezne kalupe. V nekaterih primerih sta stiskanje in sintranje združena v eno operacijo, tako imenovano. vroče stiskanje - stiskanje praškov pri segrevanju.

Priprava praškov. Mehansko mletje kovin se izvaja v vrtinčnih, vibracijskih in krogličnih mlinih. Druga, bolj napredna metoda pridobivanja praškov je atomizacija tekočih kovin: njene prednosti so zmožnost učinkovitega čiščenja taline pred številnimi nečistočami, visoka produktivnost in stroškovna učinkovitost postopka. Običajno je pridobivanje prahu železa, bakra, volframa in molibdena z visokotemperaturno redukcijo kovine (običajno iz oksidov) z ogljikom ali vodikom. Uporabljajo se hidrometalurške metode za redukcijo raztopin spojin teh kovin z vodikom. Za pridobivanje bakrovih praškov se najpogosteje uporablja elektroliza vodnih raztopin. Obstajajo tudi druge, manj običajne metode za pripravo praškov različnih kovin, kot sta elektroliza talin in termična disociacija hlapnih spojin (karbonilna metoda).

Oblikovanje praškov. Glavna metoda oblikovanja kovinskih praškov je stiskanje v kalupih iz kaljenega jekla pod pritiskom 200-1000 Mn/m 2(20-100 kgf/mm 2) na hitrih avtomatskih stiskalnicah (do 20 stiskanj v 1 min). Kompakti imajo obliko, velikost in gostoto, določene ob upoštevanju sprememb teh lastnosti med sintranjem in poznejšimi postopki. Pomen novih metod hladnega oblikovanja, kot so izostatično stiskanje praškov pod enakomernim pritiskom, valjanje in ekstrudiranje prahu, narašča.

Sintranje poteka v zaščitnem okolju (vodik; atmosfera, ki vsebuje ogljikove spojine; vakuum; zaščitna polnila) pri temperaturi približno 70-85% absolutnega tališča, za večkomponentne zlitine pa nekoliko višje od tališča zlitine. najbolj taljiva komponenta. Zaščitno okolje mora zagotavljati redukcijo oksidov, preprečevati nastanek neželene kontaminacije izdelka (saje, karbidi, nitridi itd.), preprečevati izgorevanje posameznih komponent (na primer ogljika v trdih zlitinah) in zagotavljati varnost sintranja. postopek. Zasnova peči za sintranje mora zagotavljati ne le ogrevanje, ampak tudi hlajenje izdelka v zaščitnem okolju. Namen sintranja je pridobiti končne izdelke z dano gostoto, velikostjo in lastnostmi ali polizdelke z lastnostmi, potrebnimi za nadaljnjo predelavo. Širi se uporaba vročega stiskanja (sintranja pod pritiskom), zlasti izostatičnega.

P. m. ima naslednje prednosti, ki so določile njegov razvoj. 1) Sposobnost pridobivanja materialov, ki jih je težko ali nemogoče pridobiti z drugimi metodami. Sem spadajo: nekatere ognjevzdržne kovine (volfram, tantal); zlitine in sestavki na osnovi ognjevzdržnih spojin (trde zlitine na osnovi volframovih karbidov, titana itd.): sestavki itd. psevdozlitine kovin, ki se ne mešajo v staljeni obliki, zlasti s pomembno razliko v temperaturah taljenja (na primer volfram - baker); sestave kovin in nekovin (baker - grafit, železo - plastika, aluminij - aluminijev oksid itd.); porozni materiali (za ležaje, filtre, tesnila, toplotne izmenjevalce) itd. 2) Možnost pridobivanja nekaterih materialov in izdelkov z višjimi tehničnimi in ekonomskimi kazalci. PM vam omogoča, da prihranite kovino in znatno zmanjšate stroške proizvodnje (na primer pri izdelavi delov z litjem in rezanjem se včasih do 60-80% kovine izgubi v vratih, gre v čipe itd.). 3) Pri uporabi čistih izhodnih praškov je mogoče dobiti sintrane materiale z nižjo vsebnostjo primesi in z natančnejšim ujemanjem z dano sestavo kot pri običajnih litih zlitinah. 4) Z enako sestavo in gostoto imajo sintrani materiali zaradi posebnosti svoje strukture v nekaterih primerih višje lastnosti kot taljeni materiali, zlasti škodljiv vpliv prednostne orientacije (teksture), ki ga najdemo v številnih litih kovin (na primer berilij), je zaradi posebnih pogojev za strjevanje taline manj prizadet. Velika pomanjkljivost nekaterih litih zlitin (na primer hitroreznih jekel in nekaterih toplotno odpornih jekel) je ostra heterogenost lokalne sestave, ki jo povzroči segregacija (glej segregacija) med strjevanjem. Mere in obliko strukturnih elementov sintranih materialov je lažje nadzorovati, predvsem pa je mogoče dobiti vrste relativne razporeditve in oblike zrn, ki so za taljeno kovino nedosegljive. Zahvaljujoč tem strukturnim značilnostim so sintrane kovine bolj odporne na vročino, bolje prenašajo učinke cikličnih nihanj temperature in stresa ter jedrskega sevanja, kar je zelo pomembno za materiale nove tehnologije.

PM ima tudi slabosti, ki ovirajo njegov razvoj: razmeroma visoki stroški kovinskih praškov; potreba po sintranju v zaščitni atmosferi, kar tudi poveča stroške izdelkov PM; težave pri izdelavi velikih izdelkov in obdelovancev v nekaterih primerih; težave pri pridobivanju kovin in zlitin v kompaktnem, neporoznem stanju; potreba po uporabi čistih začetnih praškov za pridobivanje čistih kovin.

Pomanjkljivosti industrijskih kovin in nekaterih njihovih prednosti ne moremo šteti za trajne dejavnike: v veliki meri so odvisni od stanja in razvoja tako samih industrijskih kovin kot drugih vej industrije. Z razvojem tehnologije se lahko pedestalizem izrine iz nekaterih področij in, nasprotno, osvoji druga. P. G. Sobolevsky in V. V. Lyubarsky sta leta 1826 prva razvila platinske metode za proizvodnjo platinastih kovancev. Potreba po uporabi PM v ta namen je bila posledica nezmožnosti doseganja tališča platine v tistem času (1769 °C). Sredi 19. stol. Zaradi razvoja tehnologije za pridobivanje visokih temperatur je industrijska uporaba PM metod prenehala. P. m. je ponovno oživel na prelomu 20. stoletja. kot metoda izdelave filamentov za električne žarnice iz ognjevzdržnih kovin. Vendar pa so pozneje razvite metode obločnega, elektronskega žarka, plazemskega taljenja in električnega impulznega segrevanja omogočile pridobitev prej nedosegljivih temperatur, zaradi česar se je specifična teža PM pri proizvodnji teh kovin nekoliko zmanjšala. Hkrati je napredek visokotemperaturne tehnologije odpravil takšne pomanjkljivosti PM, ki so omejevale njegov razvoj, kot je na primer težava priprave prahu iz čistih kovin in zlitin: metoda pršenja omogoča odstranjevanje nečistoč in onesnaževala, ki jih vsebuje kovina, v žlindro z zadostno popolnostjo in učinkovitostjo, dokler se ne stopijo. Zahvaljujoč ustvarjanju metod za celovito stiskanje praškov pri visokih temperaturah so bile težave pri izdelavi velikih neporoznih obdelovancev v veliki meri premagane.

Hkrati pa je vrsta glavnih prednosti PM stalno delujoč dejavnik, ki bo z nadaljnjim razvojem tehnologije verjetno ohranil svoj pomen.

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

M. Yu Balshin.

II Metalurgija prahu (»metalurgija prahu«)

mesečna znanstvena in tehnična revija, organ Inštituta za probleme znanosti o materialih Akademije znanosti Ukrajinske SSR. Izhaja od leta 1961 v Kijevu. Objavlja članke o teoriji, tehnologiji in zgodovini prašne metalurgije, o ognjevzdržnih spojinah in visokotemperaturnih materialih. Naklada (1974) 2,3 tisoč izvodov. Ponatis v angleščini v New Yorku.

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

Oglejte si, kaj je "metalurgija prahu" v drugih slovarjih:

Metalurgija prahu je tehnologija za proizvodnjo kovinskih praškov in izdelavo izdelkov iz njih (ali njihovih sestavkov z nekovinskimi prahovi). Na splošno je tehnološki proces prašne metalurgije sestavljen iz štirih glavnih... ... Wikipedia

METALURGIJA PRAHU, proizvodnja kovinskih prahov in izdelkov iz njih. Praške stisnemo v želene oblike in nato segrejemo nekoliko pod TELILNO TEMPERATURO. Uporaba praškov je bolj ekonomična kot uporaba... ... Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar

prašna metalurgija- NDP. kovinska keramika Področje znanosti in tehnologije, ki zajema proizvodnjo kovinskih praškov ter izdelkov iz njih ali njihovih mešanic z nekovinskimi prahovi. [GOST 17359 82] Nesprejemljivo, nepriporočeno kermet Predmeti v prahu ... ... Priročnik za tehnične prevajalce

Sodobna enciklopedija

Proizvodnja kovinskih praškov in izdelkov iz njih, njihovih mešanic in spojin z nekovinami. Praški se proizvajajo z mehanskim mletjem ali atomizacijo tekočih izhodnih kovin, visokotemperaturno redukcijo in toplotno disociacijo... ... Veliki enciklopedični slovar

Metalurgija prahu- METALURGIJA PRAHA, proizvodnja kovinskih praškov in izdelkov iz njih, njihovih mešanic in spojin z nekovinami ter izdelkov z različnimi stopnjami poroznosti. Izdelki se proizvajajo s stiskanjem, ki mu sledi ali sočasno termično,... ... Ilustrirani enciklopedični slovar

prašna metalurgija- del znanosti in panoge metalurške in strojne industrije, vključno s tehnološkimi postopki za pridobivanje kovinskih prahov, zlitin in kemičnih spojin, proizvodnjo polizdelkov in končnih izdelkov iz njih ... ... Enciklopedični slovar metalurgije

Metalurgija prahu- 1. Metalurgija prahu NDP. Kovinska keramika D. Pulvermetallurgie E. Powder metallurgy F. Métallurgie des poudres Vir: GOST 17359 82: Powder metallurgy. Izrazi in definicije originalni dokument Glejte tudi povezane... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije

Področje znanosti in tehnologije, ki zajema nabor metod za proizvodnjo kovinskih prahov, zlitin in kovinam podobnih spojin, polizdelkov in izdelkov iz njih ali njihovih mešanic z nekovinskimi materiali. praški brez taljenja baze. komponento. Vadite…… Kemijska enciklopedija

Tehnologija pridobivanja kovinskih praškov in izdelave izdelkov iz njih, pa tudi iz sestavkov kovin z nekovinami. V konvencionalni metalurgiji se kovinski izdelki pridobivajo z obdelavo kovin z metodami, kot so litje, kovanje, vtiskovanje in... ... Collierjeva enciklopedija

Veja znanosti in tehnologije, ki se ukvarja s proizvodnjo kovinskih praškov, zlitin in spojin brez kisika ter materialov in izdelkov na njihovi osnovi. Proizvodnja kisikovih spojin, kot so oksidi, je področje keramične proizvodnje, čeprav... ... Enciklopedija tehnologije

knjige

Metalurgija prahu. Inženiring površin, novi praškasti kompozitni materiali. Varjenje. 1. del, Zbirka člankov, Ta zbirka vključuje poročila z mednarodnega simpozija »Prašna metalurgija: površinsko inženirstvo, novi praškasti kompozitni materiali. Varjenje« (10.–12. april 2013),… Kategorija: Tehnična literatura Serija: Zbornik poročil 8. mednarodnega simpozija (Minsk, 10.-12. april 2013) Založnik:

Proizvodnja izdelkov, ki se izvajajo s prašno metalurgijo, je možna samo na specializirani opremi. Njihovo paleto lahko razdelimo na konstrukcijske, antifrikcijske in posebne namene. Slednji je izdelan iz materialov s posebnimi lastnostmi. Izdelkov za posebne namene ni mogoče izdelati z alternativnimi metodami.

Metalurgija prahu vključuje proizvodnjo izdelkov iz kovinskega prahu. Takšni deli so neverjetno natančni in ne zahtevajo nadaljnje obdelave.

Hkrati sama proizvodna tehnologija ni zapletena. Temelji na starodavnem načinu izdelave keramike, razlika je le v uporabljenih surovinah. Zaradi dejstva, da je ta metoda ekonomična in enostavna, se je hitro povzpela na enako raven konkurence s kovanjem, litjem, štancanjem in drugimi metodami izdelave kovinskih delov.

Ob dejstvu, da se proizvodnja nenehno izboljšuje in razvija, osvaja nove tehnologije in materiale, se povečuje tudi paleta izdelkov, ki vključuje izdelke praškaste metalurgije.

Če tovarna sprejme naročilo za izdelavo novega dela, mora razviti risbo bodočega izdelka na podlagi risb kupca, risbo opreme in orodja za stiskanje ter spremno dokumentacijo. Po potrebi isti obrat opravlja raziskovalne in eksperimentalne funkcije, ki zagotavljajo začetni razvoj in testiranje novega izdelka. Izdeluje se tudi dodatna oprema in orodja za stiskanje.

Postopek izdelave delov

Pudri so različni. Omeniti velja, da sorta, kot je prašno jeklo, ni najtežja. Glede na njihovo nadaljnjo uporabo se praškom podelijo določene lastnosti. Sam proces poteka v posebnem aparatu oziroma v katerem se zdrobijo kosi kovine, ostružki in ostanki, ki nastanejo zaradi zračnih tokov, ki povzročijo mletje teh kosov. Kovine, ki so razvrščene kot taljive, se razpršijo v tekoči obliki, kar se izvede s pomočjo katerega se razprševanje kovine usmeri na disk, ki se premika v krogu. Zamrznjene kovinske kapljice razpadejo na še manjše delce. Tako dobimo praške v elektrolizni kopeli ali s kemičnimi reakcijami.

Prah se nato vlije v jekleni kalup in nanj deluje visok pritisk. Njeni deli so med seboj povezani in dobimo končni del. Nato se izvede sintranje. Dobljene elemente segrevamo v visokotemperaturnih pečeh. Zdi se, da se delci združijo in nastane precej gosta in homogena masa. Torej se izdelek šteje za popolnoma dokončan. Včasih sta dva procesa povezana, kar prihrani veliko časa. V tem primeru se prašek s tokom segreje na želeno temperaturo in stisne v ustrezno obliko.

Področje uporabe izdelka

Prašna metalurgija ponuja veliko možnosti za proizvodnjo delov za različne znamke avtomobilov. Ta metoda se uporablja za proizvodnjo:

deli menjalnika in krmiljenja;
komponente zaklepnega pribora;
tuljave, rotorji, ohišja črpalk;
rotorji za elektromotorje;
puše, obloge, ležaji;
verižniki, zobniki, prirobnice in še veliko več.

Poleg tega trdota praškastih delov omogoča izdelavo rezalnih orodij iz njih, njihova toplotna odpornost pa omogoča njihovo uporabo v zavornem sistemu letal, kmetijskih strojev in avtomobilov. Da bi dobili dele z različnimi lastnostmi, je dovolj, da zmešate prah več kovin. Takšni deli se uporabljajo v plinskih turbinah,

Metalurgija prahu omogoča proizvodnjo kovinskih spojin, ki jih ni mogoče proizvesti s talilnimi pečmi. Njegov razvoj je posledica dejstva, da nekaterih kovin ni mogoče obdelati s standardnimi metodami. Trenutno se kovinski prah celo meša z analogi iz plastike, stekla in mineralov. Ta metoda nam omogoča pridobivanje izdelkov, ki so po svojih lastnostih še bolj vsestranski.