Файл: Соломоник И.Ш. Производство керамических деталей радиоаппаратуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
состоящие из зерен сплавов железа, меди, свинца, хрома или никеля с неметаллическими добавками (асбестом, графитом, сульфидами) или некоторыми окислами металлов. О при мерном химическом составе фрикционных материалов, вы пускаемых в СССР, можно судить по данным таблицы 4-2.
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 4—2 |
||
Мате |
|
|
Состав фрикционного слоя |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Суль |
||
риал |
|
|
|
Гра |
Барит |
Кремне |
|
||
Fe |
Си |
РЬ |
Асбест |
фид |
|||||
основы |
фит |
BaSQ4 |
зем |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
меи |
|
Железо |
— |
10-И 5 |
— |
5-И) |
2,5-4-3 |
0-нЗ |
0^3 |
0,5-:~7 |
|
Медь |
0,2-Н> |
— S - И 5 |
4^8 |
— |
0,3^-0,5 0,3-8-0,5 |
— |
|||
Из |
фрикционных |
материалов изготовляются |
тормоз |
ные диски и узлы гидромуфт, способные выдерживать удель ные давления торможения до 30 кг/см2. При этом скорость торможения достигает 25 м/сек. Меняя соотношение мате риала основы и присадок, можно получать изделия различ ным образом взаимодействующие с другими трущимися уз лами. При изготовлении фрикционных изделий добиваются больших значений коэффициента трения (0,5-^0,3). Чтобы уменьшить силы взаимодействия трущихся деталей узла, не
обходимо одну из |
деталей |
(вкладыш |
подшипника) |
изгото |
||
вить |
из антифрикционного |
материала |
с коэффициентом тре |
|||
ния |
меньше 0,1. Разработанные во Всесоюзном научно-иссле |
|||||
довательском институте электромеханики и освоенные |
на за |
|||||
воде |
«Электроконтакт» (г. Кинешма |
Ивановской |
области), |
|||
антифрикционные |
металлокерамические вкладыши |
подшип |
ников с успехом заменяют дорогие цельно-металлические под шипники скольжения из цветных сплавов и сильно шумящие шариковые подшипники в звукозаписывающей радиоаппара туре.
Срок службы металлокерамических подшипников иногда в 10 -:-15 раз превосходит срок службы дорогих цельных брон зовых изделий, так как они могут длительное время работать без смазки. Сопряжение между валом и вкладышем осу ществляется по ходовой посадке или посадке движения 2 класса точности. При высоких требованиях к бесшумности величина зазора уменьшается до величин, соответствующих
второму классу точности. Поверхность |
вала |
при этом |
долж |
|||
на обрабатываться по восьмому классу |
точности. |
Вкладыши |
||||
подшипников без смазки могут работать длительное |
время |
|||||
при скоростях |
скольжения |
меньше 2,5 м/сек, |
когда |
нагрузка |
||
не превосходит |
6 кг/см2. Если многочисленные поры металло |
|||||
керамических |
вкладышей |
подшипников |
пропитать |
маслами, |
то при этом заметно уменьшаются коэффициенты трения (до
0,002-^-0,004) и срок службы подшипников |
повышается еще |
||
в 4 раза. Промышленность СССР выпускает |
железографито- |
||
вые |
(1-^-8% графита, остальное |
железо) и |
бронзографито- |
вые |
(86-^-89% меди, 10% олова, |
1-*-4% графита) вкладыши |
подшипников. Стоимость узла трения при использовании ме таллокерамических вкладышей снижается в 2-*-3 раза по сравнению с конструкцией, где применяются шарикоподшип ники.
Скоростная размерная обработка заготовок деталей из очень твердых конструкционных материалов в ряде случаев может быть осуществлена только при наличии режущего ин струмента из еще более стойких составов. Такие изделия по
лучаются |
из |
м е т а л |
л о к е р а м и ч е с к и х |
т в е р д ы х |
с п л а в о в, |
состоящих из |
зерен карбида, вольфрама, титана |
или тантала, сцементированных кобальтом. Для изготовления режущего инструмента используются однокарбидные воль фрамовые твердые сплавы марок ВК, двухкарбидные титановольфрамовые твердые сплавы ТК и трехкарбидные титано- тантало-вольфрамовые сплавы ТТК. Каждый из трех типов твердых металлокерамических сплавов могут отличаться про центным содержанием зерен карбидов и кобальтовой связки. Это отражается в наименовании марок сплава. Так, напри
мер, сплав |
марки ВК6 состоит |
из 6% |
кобальта |
и 94% |
воль |
|||
фрама; сплав |
марки Т15К6 |
имеет в |
своем составе |
карбида |
||||
т и т а н а — 1 5 % , |
кобальта — 6%, |
79% |
карбида |
вольфрама; |
||||
сплав марок ТТ7К12 содержит карбида титана и карбида |
тан |
|||||||
тала 7%, |
кобальта — 12% и остальные 81% — карбид |
воль |
||||||
фрама. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Наличие кобальта в структуре сплава повышает |
вязкость |
|||||||
материала |
и |
способствует |
ударной |
стойкости |
инструмента, |
что важно при изготовлении штампов. Сплавы с малым со держанием кобальта ВК-2, ВК-3 отличаются высокой твер достью и износостойкостью. Поэтому они рекомендуются для применения в производстве инструментария, используемого для чистового точения твердых заготовок. Присадка карбида тантала способствует образованию мелкозернистой структу ры материала, а карбид титана улучшает теплопроводность сплава, чем обеспечиваются хорошие эксплуатационные ха рактеристики металлокерамических композиций. Подбирая состав порошковых смесей, можно получить изделия с зара нее избранными свойствами.
б. Т е х н о л о г и ч е с к и й |
п р о ц е с с |
и з г о т о в л е н и я |
м е т а л л о к е р а м и ч е с к и х |
д е т а л е й |
Физико-механические свойства деталей из металлокера мики зависят не только от химических и гранулометрических
составов исходных порошковых смесей, но и от режимов ме ханического и термического формования заготовок деталей, от точности их соблюдения на всех этапах производства. Тех нологический процесс изготовления металлокерамических из делий во многом напоминает ранее рассмотренный способ из готовления изоляторной керамики из сухих порошков. Он так же состоит из операций подготовки исходных компонентов массы (шихты), их дозировки и перемешивания, сухого прес сования, термической обработки (спекания) и дополнительной механической обработки. Много общего и в технологическом оборудовании.
И с х о д н ы е м е т а л л и ч е с к и е п о р о ш к и |
м о г у т |
б ы т ь п о л у ч е н ы п у т е м : |
|
1)вихревого размола грубо измельченных отходов штам повочного производства, мелкой стружки и кусочков прово локи;
2)распыления жидкого металла в специальных аппаратах при помощи струи сжатого инертного газа или воды под дав лением 2ч-6 ат;
3)восстановлением окалины (окислов металла) и хло ристых солей в водороде или генераторном газе, иногда в присутствии измельченного графита и сажи;
4)электролизом водных растворов солей металла в сер нокислых или хлористых ваннах;
5)термическим разложением карбонилов металла при температуре 300^400° С.
Технологические параметры порошков и заготовок дета лей, а также технические характеристики готовых металлур гических изделий зависят от формы частиц порошка и их крупности, от наличия в порошке посторонних примесей — невосстановленной окалины, кремнезема, углерода и пыле вых включений. Поэтому порошки исходных компонентов очи щаются химическими, гидромеханическими, магнитными спо собами и просеиваются через сита определенных номеров. Общесоюзные ГОСТы и нормали предусматривают опреде ленную степень чистоты порошка и его гранулометрический состав.
Например, для порошков, используемых при изготовлении металлокерамических конструкционных деталей (кулачков, эксцентриков, зубчатых колес и др.), максимальное количест во примесей и основной размер частиц ограничены данными таблицы 4-3.
В целях получения однородной структуры заготовки ре комендуется выравнивать крупность зерен исходного порош ка. Для этого применяют дополнительный помол порошков в шаровых мельницах с последующим отжигом продуктов помола в защитной или восстановительной средах (снимается наклеп).
Металл
МТУ Железо 3648-53
ГОСТ Медь 4960-49
Алюминий ВТУ
ГОСТ Никель 9722-61
ГОСТ Кобальт 9721-61
МПТУ Вольфрам 2509-50
1 ГОСТ Олово 9723-61
ЦМТУ Свинец 4452-54
ГОСТ Сеоебпо 9724-61
Марка
порошка
ПЖ-АІ ПЖ-А2
ПЖ-Б
п ж - в
ПМ-1
ПАП-1
ПАП-2
ПАП-а
ПНЭ
ПК-1
ПК-2
ПО
—
ПС-1 ПС-2
|
Т а б л и ц а 4-3 |
||
|
|
|
Размеры |
Химический состав |
|
частиц ос |
|
примесей в % |
новной мас |
||
|
|
сы порошка |
|
С<0,15;Р<0,04; Мп<0,5; |
|
10^50 |
|
Si < 0,25; |
S<0,04 |
|
25^-80 |
С < 0,25; |
PuS< 0,004; |
|
50^150 |
Si < 0,45; |
Mn<0,5 |
|
|
|
|
||
C<0,4; |
О < 0,05; Mn<0,5; |
|
100-^-400 |
Si < 1,2; |
S<0,06 |
|
|
Fe<0,02 |
|
25-4-80 |
|
Pb<0,05 |
|
||
|
|
||
Fe<l, 2 |
|
|
150^800 |
(Cu+Zn)<0,6 |
|
100-н400 |
|
|
|
|
50-^150 |
Co<0,5;Cu<0,08; Fe<0,2 |
25ч-60 |
||
С < 0,02; |
О 2 <0,1; Si < 0,03 |
|
|
|
|
||
Ni<0,4; Fe<0,2;Cu<0,05; |
|
|
|
C<0,02; O2 <O,l;Si<0,08 |
|
|
|
Ni < 1; F e < 0,2; C u < 0,05; |
|
40-4-60 |
|
С<0,02; O2 <0,l;Si<0,05 |
|
|
|
C<1; O2 <0,5. |
|
50-нЮО |
|
Fe<0,02; Cu<0,03; |
|
50ч-80 |
|
Pb<0,25; Sb<0,05 |
|
||
|
|
||
O2 <0,5 |
|
|
50 :-80 |
Cu<0,02 |
|
10 ; 50 |
С м е ш и в а н и е п о р о ш к о в — приготовление шихты производится в вибрационных и барабанных смесителях. При
этом в |
смесь добавляется 1 |
-4-2% глицерина, |
бензина или |
||||
спирта. |
В |
качестве |
пластификатора |
используется |
парафин |
||
(7-н 10%) |
или синтетический |
каучук, |
растворенный в бен |
||||
зине. |
|
|
|
|
|
|
|
Ф о р м о в а н и е |
заготовок |
осуществляется |
с |
помощью |
|||
пресс-форм |
и мощного прессового оборудования. |
Так как ме |
таллические порошки обладают плохой текучестью, то очень важно обеспечить равномерность засыпки порошка в прессформу. Применяя периодическое вибрационное или ручное сотрясение пресс-форм, можно уплотнить засыпаемый поро-
шок и уравнять подачу порошка в различные участки запол няемой полости, что, в свою очередь, содействует образова нию однородной структуры прессуемой заготовки. Этим со кращаются внутренние напряжения, возникающие во время спекания заготовок неравномерной плотности и, следователь но, коробление, а иногда и брак готовых изделий.
Т о ч н о с т ь |
з а п о л н е н и я п р е с с - ф о р м ы |
п р е с с - |
м а т е р и а л о м |
влияет на качество прессованных |
деталей. |
Шихту можно дозировать либо по весу, либо по объему. При автоматической загрузке пресс-формы удобнее применять объемное дозирование. На рис. 4-1 изображена одна из рас
пространенных |
схем |
|
автомати |
|
||||||
ческого |
прессования |
деталей |
|
|||||||
с объемной дозировкой пресс- |
|
|||||||||
порошка. Порошок |
из бункера |
|
||||||||
1 |
через |
рукав |
2 |
попадает |
в |
|
||||
полость пресс-формы 3. Исход |
|
|||||||||
ное |
положение |
нижнего |
пуан |
|
||||||
сона 4 определяет порцию за |
|
|||||||||
сыпаемого |
|
материала. |
После |
|
||||||
заполнения |
пресс-формы |
бун |
|
|||||||
кер отводится в сторону и пу |
|
|||||||||
ансон |
5, |
имеющий |
|
нормиро |
|
|||||
ванную |
подачу |
вниз, |
осущест |
|
||||||
вляет |
прессование |
|
заготовки. |
|
||||||
Отформованное |
изделие |
вы |
|
|||||||
талкивается |
пуансоном |
4 |
на |
Р и с . 4-і |
||||||
верхнюю |
поверхность |
стола. |
|
Если при объемной дозировке шихты до прессования произ водится предварительная утряска, то объем засыпаемой полос ти пресс-формы может быть уменьшен на 15-^20%.
При объемном дозировании шихты насыпной объем по рошка Va3C , необходимый для оформления детали объемом УдеТ , находится из выражения
|
|
|
|
1 |
п |
|
|
|
|
|
|
|
Уна |
|
100 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
Vнас—объем |
свободно |
насыпаемого |
порошка, |
см3; |
|||||
|
К — коэффициент потерь |
материала |
засыпки при прессо |
|||||||
вании н термической обработке |
(/С^1,04); |
|
|
|
|
|||||
|
у —удельный вес уплотненной шихты, |
г/см3; |
|
|
|
|||||
|
Унас —удельный вес порошка засыпки, |
г/смъ; |
|
|
||||||
|
П — заданная |
пористость готового изделия, |
%. |
|
|
|||||
|
Следует иметь в виду, что форма частиц порошка |
влияет |
||||||||
на |
прессуемость |
металлокерамики. Так, |
зерна |
материала, |
||||||
полученные путем вихревого |
помола, |
имеют |
рваные |
края |
||||||
и уплотненную |
структуру, |
следовательно, |
для |
их |
прессова- |