Глава 3. Производство деталей из металлических порошков

§ 10. Общие сведения о порошковой металлургии

При разработке материалов и создании готовых деталей методом порошковой металлургии используются порошки металлов и их сплавов или неметаллических веществ. Из этих порошков вначале

прессуют заготовки, которые затем для повышения прочности спе­кают. Поэтому изделия, полученные из порошков прессованием и спеканием, называют спеченными.

Метод порошковой металлургии ценен прежде всего тем, что позволяет получать материалы, которые другими методами полу­чить невозможно: из металлов со значительной разницей в темпера­туре плавления (например, W — Си, W — Ag, Мо — Си), из металлов и неметаллов (бронза — графит), из химических соеди­нений (твердые сплавы из карбидов WC, TiC и др.), материалы с за­данной пористостью (вкладыши подшипников, фильтры); электри­ческими, магнитными и другими свойствами.

Порошковая металлургия, кроме того, отличается минималь­ными отходами материалов, позволяет резко сократить станочный парк и число рабочих для производства деталей. Поэтому метод порошковой металлургии часто используется для получения дета­лей общего машиностроения или бытового назначения, которые ранее изготовлялись литьем и обработкой резанием. Такие детали изготовляют из порошков сталей, бронз, латуней и других металлов.

В задачи порошковой металлургии, таким образом, входят производство порошков и получение из них заготовок или готовых деталей.

§ 11. Получение порошков

Для изготовления спеченных изделий применяют порошки размером от 0,5 до 500 мкм. Получают такие порошки механиче­скими и химическими методами.

1. Механические методы. К ним относятся: распыление жидкого металла, размол стружки' и других отходов металлообработки, дробление в вибрационной мельнице.

Распыление жидкого металла осуществляется струей воды или газа под давлением 50...100 МПа. Этим методом получают порошки железа, ферросплавов, нержавеющей стали, жаропрочных сплавов, цветных металлов.

Размол отходов металлообработки осуществляют в вихревых или шаровых мельницах.

Дробление в вибрационной мельнице применяют для получения порошков из твердых и хрупких материалов (карбидов, оксидов, керамики и др.).

2. Химические методы заключаются в восстановлении металлов из оксидов или солей углеродом, водородом, природным газом. Вос­становлением получают порошки железа (из окалины), вольфрама, молибдена, хрома, меди и других металлов. Сюда же относится метод термической диссоциации карбонилов — соединений типа Ме^СО)_у (где Me — один из металлов), обеспечивающий получение порошков высокой чистоты.

Этим методом получают порошки железа, никеля, кобальта и не­которых других металлов.

Для получения качественных заготовок или деталей порошки предварительно отжигают, разделяют по размерам частиц, сме­шивают.

Отжиг порошка способствует восстановлению оксидов, удале­нию углерода и других примесей, а также устранению наклепа, что стабилизирует его свойства и улучшает прессуемость. Отжигу чаще подвергают порошки, полученные механическим измель­чением.

Порошки размером более 50 мкм разделяют с помощью набора сит с различным сечением ячеек, а более мелкие — воздушной сепарацией. Конечные свойства порошковых изделий в значитель­ной степени определяются качеством смешивания компонентов шихты. Эта операция обычно осуществляется в специальных смеси­телях, шаровых или вибрационных мельницах и другими спосо­бами.

В ряде случаев в порошковую массу вводят различные техноло­гические наполнители, улучшающие прессуемость порошков (на­пример, раствор каучука в бензине), обеспечивающие получение за­готовок экструдированием (выдавливанием) или их механическую обработку (парафин, воск), получение заготовок литьем (спирт, бензол) и др.