Контрольные вопросы

1. Разработка технологического процесса прессования порошковых изделий

1. Методы формовки заготовок из порошковых материалов.

Физико-механический метод превращения исходного материала в порошок осуществляется за счет механического измельчения материала в твердом или жидком состоянии без изменения его химического состава.

Химико-металлургический метод (процесс восстановления металлов из их оксидов или солей). В качестве восстановителя используется водород, оксид углерода, аммиак, природный газ, кокс и др.

2. Основные операции процесса производства порошковых изделий.

Процесс изготовления изделий из порошковых материалов включает операции изготовления порошков, формования, спекания и окончательной обработки с целью повышения физико-механических свойств, получения окончательных размеров и формы, нанесения декоративных и защитных покрытий.

3. Почему спекание и термообработку порошковой заготовки рассматривают как две различные операции?

Спекание - важная операция технологического процесса изготовления порошковых изделий. Полученные порошковые формовки характеризуются недостаточным контактом между частицами.

С целью восстановления поверхностных оксидов при спекании применяют восстановительные атмосферы, а для химически активных металлов - защитные атмосферы (азот, аргон и др.), спекание в вакууме, для удаления из материалов газов, летучих примесей и защиты от воздействия воздуха.

Спекание проводится в электропечах сопротивления непрерывного действия различных типов: конвейерных; рольганговых; с шагающим подом; толкательных.

К электропечам периодического действия, применяемым для спекания, относятся вакуумные высокотемпературные индукционные печи.

4. В чем преимущества порошковой металлургии?

А) Возможность получения таких материалов, которые трудно или невозможно получать другими методами. К ним относятся:

• некоторые тугоплавкие металлы (вольфрам, тантал);

• сплавы и композиции на основе тугоплавких соединений (твёрдые сплавы на основе карбидов вольфрама, титана и др.)

• композиции из металлов и неметаллов (медь — графит, железо — пластмасса, алюминий — окись алюминия и т.д.);

• пористые материалы (для подшипников, фильтров, уплотнений,

теплообменников) и др.

Б) Возможность получения некоторых материалов и изделий с более высокими технико-экономическими показателями.

В) При использовании чистых исходных порошков (например, карбонильный метод) можно получить спечённые материалы с меньшим содержанием примесей и с более точным соответствием заданному составу, чем у обычных литых сплавов.

5. Как осуществляется легирование поверхностного слоя заготовки?

6. Этапы процесса формования.

7. Свойства металлических порошков.

Химические свойства металлических порошков в основном зависят от исходного материала.

Физические свойства металлических порошков предопределяют: размеры, форма, микротвердость, плотность частиц и тип кристаллической решетки металла частиц.

К технологическим свойствам относятся:

• текучесть;

• прессуемость (способность металлических порошков образовывать под давлением изделие, имеющее заданные размеры, форму и плотность);

• формуемость (способность сохранять приданные им под давлением формы в заданном интервале значений пористости);

• уплотняемость (способность к уменьшению объема под воздействием давления или вибрации);

• спекаемость (прочность сцепления частиц как результат термической обработки прессованных заготовок).

8. Объемная и весовая дозировки и их применение.

Объемная дозировка применяется при массовом производстве и автоматическом прессовании.

Весовая дозировка применяется при неавтоматическом прессовании, в мелкосерийном производстве, а также для точных по массе изделий или когда в состав смеси входят драгоценные металлы (золото, платина, серебро).

9. Операции процесса изготовления изделий из порошковых материалов.

Процесс изготовления изделий из порошковых материалов включает операции изготовления порошков, формования, спекания и окончательной обработки с целью повышения физико-механических свойств, получения окончательных размеров и формы, нанесения декоративных и защитных покрытий.

10. Какими методами изготовляются порошки?

Изготовление порошков основано на двух методах: физико-механическом и химико-металлургическом.

11. Какое сырье применяют для восстановления медных, никелевых, кобальтовых и вольфрамовых порошков?

Сырьем для восстановления медных, никелевых и кобальтовых порошков служат оксиды меди (Cu2O; CuO), монооксид никеля (NiO), оксиды кобальта (Co2O3, Co3O4). Сырье для восстановления вольфрама - продукт разложения вольфрамовой кислоты H2WO4 или паравольфрамат аммония 5Na2O . 12WO3 . 11H2O.

12. Какие печи применяют для восстановления медных, никелевых, кобальтовых и вольфрамовых порошков?

Температура восстановления.

Восстановление медных, никелевых, кобальтовых порошков проводят в муфельных печах водородом, диссоциированным аммиаком, природным газом. Температура восстановления для меди – 400…500 ˚С; для никеля – 700…750 ˚С; для кобальта – 520…570 ˚С. После восстановления получают губку, которая хорошо растирается в порошок. Восстановление вольфрама проводят в электропечах водородом (850…900 ˚С) или углеродом (1350…1550 ˚С). Также получают порошки молибдена, титана, циркония, ниобия, стали.