Файл: Эскин, Г. И. Ультразвук шагнул в металлургию.pdf

На валки к прокатываемому металлу прикладывают ультразвуковые колебания перпендикулярно направле­ нию движения металла, для чего звено между клещами, захватывающими металл, и кареткой тянущего устрой­ ства, выполненное из магнитострикиионного материала,

го поля звену из магнитострикционного материала сооб­ щается колебательное движение, что создает в листе во время прокатки ультразвуковые колебания, которые снижают сопротивление деформации и тем самым дав­ ление металла на валки.

В Японии запатентована в 1961 г. установка (рис. 41,6) для прокатки полосы с использованием ультра­ звуковых колебаний1. Колебания передаются полосе в тот момент, когда она проходит между валками. Пред­ варительные данные указывают на перспективность внедрения данного метода, так как применение ульт­ развука позволяет значительно улучшить условия про­ катки за счет снижения на 30—60% внешнего трения, повышения пластичности металла и уменьшения удельных давлений в 1,5—2 раза. Этот метод способст­ вует более равномерному распределению деформации по объему, что обусловливает повышение точности раз­ меров деформированного изделия. Металл с повышен­ ной пластичностью можно катать при меньших удель­ ных давлениях и получать тонкие полосы за меньшее число проходов.

Однако наиболее рациональным, видимо, следует считать способ, предложенный фирмой Вестингауз (США) для возбуждения радиальных ультразвуковых

1 Патент (Япония) № 24212, 1961.

103

Mil для другой технологии: твердые сплавы, компози­ ции серебро — вольфрам, пористые материалы и др.

превосходит лучшие жаропрочные деформируемые сплавы на основе алюминия. Тонкая пленка окиси, об­ разующаяся на поверхности каждой частички алюми­ ния, превосходно тормозит пластическую деформацию материала под нагрузкой вплоть до самых высоких температур. Природа изделий из порошкового металла такова, что качество исходного порошка часто опреде­ ляет свойства готовой продукции — чем меньше и од­ нороднее размеры частиц порошка, тем больше по­ верхность соприкосновения их в материале в процессе прессования и спекания изделий и тем выше плот­ ность и прочность спеченных изделий.

При создании сложных порошковых сплавов, в сос­ тав шихты которых входят порошки различных метал­ лов, окислов, карбидов и т. д., возрастает значение взаимного, перемешивания компонентов шихты. Улуч­ шение контактов между частицами компонентов игра­ ет огромную роль в процессе изготовления изделий — при прессовании и спекании. Издавна мечта металлур­ гов— научиться регулировать эти процессы в направ­ лении, нужном для получения заранее заданных свойств изделий. Меняя температуру спекания, усилие прессования, состав сплава, можно контролировать по­ ристость изделий из порошковых материалов, получая

107

Задачу активации контактов частиц порошкй при изготовлении порошковых материалов можно уп­ ростить, использовав достижения современной физики и физической химии.

Физико-химическое воздействие на процесс получе­ ния дисперсных систем основывается на представлени­ ях, разрабатываемых в нашей стране школой П. А. Ре­ биндера. По этим представлениям для получения рав­ номерного распределения любого материала между структурными элементами и плотной упаковки всех компонентов следует предельно разрушить первона­ чальные связи между частицами, а уже затем способ­ ствовать их наиболее выгодной взаимной ориентации.

Наиболее эффективно для дисперсных систем комп­ лексное, механическое (вибрация, ультразвук) и физи­ ко-химическое (добавки поверхностно активных ве­ ществ) воздействие; эти два вида воздействия взаимно усиливают друг друга, при этом чем выше интенсив­ ность механического воздействия, тем более значитель­ ную роль играют малые добавки поверхностно актив­

ультразвука для получения исходных порошков.

Получение очень мелких порошковых частиц пред­ ставляет в настоящее время значительную трудность. Производство, скажем, алюминиевого порошка для упоминавшихся выше материалов типа САП состоит (рис. 43,а) из нескольких этапов: распыление (пульве­ ризация) при помощи форсунки расплавленного алю­ миния до получения порошка с размером частиц по­ рядка 200 мкм, затем размол этого порошка до пудры

108

размером в Несколько микрон в шаровых мельницах, где в течение многих часов порошок истирается чугун­ ными шарами; полученные тонкие деформированные чешуйки алюминия затем превращаются в комки раз-

'■/ушково/й алюминий

Алюминиевою пуловеризат(200мкм)

— Ц - Размол^

Оу0ра0мкм)

Комкование

ОудраАПС(75мкм)

Рис. 43. Схемы получения исходного продукта для производства

мерой в несколько десятков микрон, которые и служат основным сырьем для получения САПов.

Процесс сухого размола на мельницах сопровож­ дается свариванием частиц и загрязнением их матери­ алом шаров. Чтобы этого избежать, в массу порошка добавляют 1—3% технического стеарина.

Ультразвуковое воздействие (рис. 43,6) позволяет существенно облегчить этот процесс и получать сразу

109