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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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-