Отжиг порошков применяют в целях повышения их пластичности и прессуемости за счет восстановления остаточных окислов и снятия наклепа. Нагрев осуществляют в защитной среде (восстановительной, инертной или вакууме) при температуре 0,4—0,6 Т_пл металла порошка.

Классификация порошков — это процесс разделения порошков по величине частиц. Классификацию частиц размером более 40 мкм производят в проволочных ситах, более мелких порошков — на воздушных сепараторах.

В производстве для изготовления изделий используют смеси порошков разных металлов. Наиболее часто применяют механическое смешивание компонентов в шаровых мельницах и смесителях. Смешивание без измельчения проводят в барабанных, лопастных, центробежных, конусных смесителях и установках.

При приготовлении шихты некоторых металлических порошков высокой прочности (вольфрама, карбидов металлов) для повышения формуемости в смесь добавляют пластификаторы — вещества, смачивающие поверхность частиц.

Формование порошков — технологическая операция по образованию из свободно насыпанного порошка тела с заданными формой, размерами, плотностью и прочностью. Формование порошков осуществляют прессованием в глухую матрицу, изостатическим и динамическим прессованием, шликерным, мундштучным, вибрационным и другими методами.

Процесс уплотнения порошкового материала в отличие от деформирования компактного материала сопровождается значительным изменением объема прессуемого тела. На начальной стадии уплотнение происходит за счет перемещения частиц порошка и их более плотной упаковки, на последующих этапах — в результате упругой и пластической деформации частиц или их хрупкого разрушения (в зависимости от свойств деформируемых порошков). Прочность заготовки с повышением давления прессования увеличивается и обеспечивается за счет механического сцепления частиц и сил межатомных и межмолекулярных связей. На практике снижение трения порошка о стенку матрицы, а следовательно, улучшение условий процесса прессования достигается применением смазки и другими технологическими приемами. Уплотнение производят на гидравлических или механических прессах, давление прессования составляет 200—1000 МПа в зависимости от свойств порошка и назначения изделия. Детали пресс-форм выполняют из высокоуглеродистых легированных сталей (инструментальных сталей), твердых сплавов. Стойкость стальных пресс-форм составляет 1—50, пресс-форм из твердых сплавов — до 500 тыс. прессовок.

---

Механические автоматы предназначены для изготовления деталей простой формы типа гладких втулок с односторонним буртом с высокой чистотой поверхностей и размерами 2-го и 3-го классов точности, причем после прессования и спекания изделия в основном не требуют механической обработки; возможно получение изделия сложной конфигурации, в том числе из различных смесей металлов; изделия, обладающие повышенными свойствами износоустойчивости, твердости и жаропрочности. Внешний вид механических прессов приведен на рис. 1, их основные характеристики — в табл. 2



Рисунок 1 - Механические порошковые прессы

Номинальное усилие, кН	250	630	1 000
Высота засыпки порошка в матрицу, мм	0-90	0-140	0-180
Наибольший путь прессования, мм	63	100	125
Наибольший размер изделия в плане (диаметр описанной окружности), мм	63	100	125
Регулируемая частота ходов	12-40	10-32	9-25
Ход ползуна, мм	130+1,5	200±2	220+2,2
Величина регулировки положения пуансона, мм	60	140	180
Ход центрального стержня, мм	90	100	120
Габарит автомата (слева — направо), мм	1 500± 15	1 920± 19	2 350±25
Габарит автомата (спереди — назад), мм	1 400± 14	1 630± 16	2 100+20
Габарит автомата (высота), мм	2 800±28	4 870±48	5 680±55
Высота над уровнем пола, мм	2 800±28	3 740±37	4 480145
Масса автомата, кг	3 600±70	9 500+100	12 250130

---

Таблица 2 - Основные технические характеристики механических прессов

В процессе формования различают три стадии уплотнения порошков:

активное уплотнение, при котором происходит перераспределение частиц, разрушение мостиков, упаковка частиц порошка становится более плотной;

• 
  появление упругих напряжений на контактных поверхностях при неизменной плотности порошковой массы;
  
• 
  дальнейшее уплотнение в результате пластической деформации частиц порошка и некоторого хрупкого их разрушения, когда напряжение в контактных участках превышает предел текучести.
  

Вибрационное уплотнение основано на уплотнении металлических порошков при наложении вибрации при засыпке и утряске порошка в пресс-форме или в процессе формования, что позволяет значительно снизить усилие прессования и повысить равномерность распределения плотности по объему тела. Положительное влияние вибрации на процесс уплотнения связано с разрушением начальных межчастичных связей и повышением взаимоподвижности частиц.

Уплотнение порошков при этом осуществляется при статических давлениях 0,5—5,0 МПа, продолжительность уплотнения — не более 30 с. Для уменьшения трения между частицами порошка при вибродеформации используют смазки (глицерин, вазелин и другие в количестве 0,5— 1,5% по объему).

Шликерное формование заключается в заполнении шликером (устойчивой суспензией порошка) пористой формы, которая обеспечивает возможность удаления жидкости из шликера. В процессе удаления жидкости из шликера, например, сушкой на воздухе в сушильных шкафах при температуре 110—150 °С, на стенках формы формуется заготовка. В качестве жидкой фазы используют воду, спирт, четыреххлористый углерод и т.п.

Мундштучное прессование (рис. 2) заключается в продавливании порошковой смеси через отверстие, придающее заготовке заданную форму и размеры поперечного сечения. Его используют для получения прутков, уголков, труб и др.

Прессование в закрытой пресс-форме (рис. 3) выполняют по одно- или двухсторонней схеме. В этом процессе до 80% полезного усилия пресса расходуется на преодоление сил трения порошка о стенки пресс-формы, что предопределяет неравномерность распределения плотности и свойств по объему тела. Обычно этот метод используют для формования изделий простой формы: втулок, колец и др. с отношением 

---

H/D <1 при высоте их Н <20 мм.

Изостатическое формование заключается в уплотнении металлического порошка в эластичной или деформируемой оболочке в условиях всестороннего сжатия. Этим методом получают прессовки с большим отношением длины к диаметру (ширине) с тонкими стенками и равномерной плотностью. Разработано много разновидностей этого метода.



Рисунок 2 - Схема «мундштучного» прессования прутков (а) и труб (б):

1 — плунжер пресса; 2 — пуансон; 3 — стальной стакан; 4 — порошок; 5 — конус; 6 — матрица; 7 — спрессованная заготовка



Рисунок 3 - Схемы одностороннего (а) и двухстороннего (б) прессования

Гидростатическое прессование применяют для получения металлокерамических заготовок, к которым не предъявляют высоких требований по точности. При гидростатическом прессовании (рис. 4) порошок засыпают в эластичную оболочку (рис. 5), которую помешают в рабочую камеру; крышку аппарата герметически закрывают и в камере создают требуемое давление жидкости. Гидростатическим прессованием получают изделия самой разнообразной формы массой от нескольких грамм до нескольких сотен килограмм. Давление жидкости в гидростатах создают от 100 до 1200 МПа. Давление жидкости достигает 3000 МПа, что обеспечивает получение заготовок высокой прочности и плотности. При гидростатическом прессовании отпадает необходимость в применении дорогостоящих пресс-форм. Габаритные размеры изготовляемых заготовок зависят от конструкции герметизированной камеры.



Рисунок 4 - Установка для гидростатического формования порошка:

• 
  1 — крышка гидростата; 2 — эластичная оболочка; 3 — порошок;
  
• 
  4 — камера прессования; 5 — насос высокого давления
  

Другим вариантом формования при всестороннем обжатии является газостатическое прессование под действием газа (гелий, аргон и др.) под определенным давлением. В большинстве случаев такому прессованию подвергают предварительно уплотненную заготовку.

Прокатка порошков — один из наиболее производительных и перспективных способов переработки металлокерамических материалов.

Полуфабрикаты в виде листов, полос, лент и фольги получают методом прокатки порошков. При этом порошок поступает в зазор между двумя вращающимися ватками и уплотняется в полосу, которая затем подвергается спеканию и возможной последующей обработке давлением. Прокаткой порошков получают также двух- и трехслойные, полосы и ленты. В этом случае лента проходит через проходную печь для спекания, а затем поступает на прокатку, обеспечивающую заданную ее толщину. Прокаткой получают ленты из различных материалов (пористых, твердосплавных, фрикционных и др.). За счет применения бункеров с перегородкой изготовляют ленты из различных материалов (двухслойные). Прокаткой из металлических порошков изготовляют ленты толщиной 0,02—3,0 мм и шириной до 300 мм. Применение валков определенной формы позволяет получить прутки различного профиля, в том числе и проволоку диаметром от 0,25 мм до нескольких миллиметров. Для прокатки порошков применяют, как правило, двухвалковые станы; станы кварто используют на завершающей отделочной стадии прокатки тонких лент или для горячей прокатки бес- пористых лент (рис. 6).

---

Рисунок 5 - Толстостенные эластичные оболочки для прессования порошков: а — для прессования цилиндров; б — для прессования втулок: 1 — верхний пуансон; 2 — матрица; 3 — стержень; 4 — порошок; 5 — толстостенная оболочка; 6 — пробка; 7 — нижний пуансон; в — с внутренним обжатием: 1 — оправка; 2 — шпилька; 3 — гайка; 4 — крышка; 5 — эластичная оболочка; 6— корпус; 7— матрица; 8— поддон; 9— кольцо

Прокатка - порошок непрерывно поступает из бункера в зазор между валками (рис. 6). При вращении валков 2 происходит обжатие и вытяжка порошка в ленту или полосу определенной толщины. Процесс прокатки может быть совмещен со спеканием и окончательной обработкой получаемых заготовок.

В промышленности применяют также схемы вертикальной прокатки порошков (рис. 7, а), в том числе в вакууме (рис. 7, б).



Рисунок 6 - Схема прокатки порошка на стане:

1 — станина; 2 — рабочие валки; 3 — шнек; 4 — муфта; 5 — клиновой ремень; 6— электродвигатель; 7— шкив; 8 — камера



Рисунок 7 - Схемы вертикальной прокатки порошков (а) и схема процесса прокатки порошков титана:

1 — бункер; 2 — прокатные валки; 3 — вакуумная камера; 4 — печь спекания; 5 — стан горячей прокатки; 6 — моталка

Импульсное формование - уплотнение порошка при этом производится ударными волнами; в качестве источника энергии применяют взрывчатые вещества, сжатые газы, импульсное электромагнитное поле и др. При взрывном прессовании возможны разные способы создания нагрузки на порошковое тело: непосредственным воздействием продуктов взрыва на порошок; через жидкую или сыпучую среду; через пуансон и т.д. Некоторые схемы прессования взрывом плоских и осесимметричных (сплошных и полых) заготовок из порошков приведены на рис. 7

Перспективным является гидродинамическое прессование, обеспечивающее деформацию порошка в условиях всестороннего сжатия давлением пороховых газов (рис. 8). Этим методом получают изделия сложной формы, крупные фильтры, заготовки из тугоплавких металлов и сплавов и другие изделия.

---

Смотрите также файлы

• 1практика. Сабаа арнап бейнефрагмент зірлеіз.docx

• Сары май дайындау технологиясы.docx

• Философия карла ясперса Карл Теодор Ясперс.docx

• Гигиена труда врачей патологоанатомов и судмедэкспертов.pptx

• Понятие цепи поставок. Классификация цепей поставок.rtf