Для получения качественных заготовок или деталей, порошки предварительно обжигают, разделяют по размерам частиц, потом смешивают. Обжиг порошка способствует восстановлению оксидов, удалению углерода и других примесей, устранению наклепа, что улучшает его прессуемость. Обжиг проводят при температуре, равной 0,5…0,6 температуры плавления в защитной или восстановительной атмосфере.
Порошки с размером частиц 50 мкм и более разделяют по группам просеиванием на ситах, более мелкие - воздушной сепарацией.
В ряде случаев в порошковую массу вводят технологические наполнители: пластификаторы, улучшающие прессуемость и обрабатываемость (раствор каучука в бензине, парафине, воске), летучие вещества и др.
Подготовленные порошки смешивают в шаровых, вибрационных мельницах и другими способами.
Заготовки из металлических порошков формообразуют прессованием (холодное, горячее, гидростатическое), экструдированием, прокаткой.
Холодное прессование делится на одностороннее и двустороннее.
В первом случае порошковая шихта прессуется пуансоном в пресс-форме с поддоном. Объем порошка при этом резко уменьшается, увеличивается контакт между частицами, происходит их механическое сцепление. Прочность заготовки повышается, а пористость уменьшается. Таким способом получают заготовки простой формы и небольшой высоты, т.к. вследствие неравномерности распределения давления по высоте заготовки она имеет различную прочность, плотность и пористость по высоте.
Для формообразования заготовок сложной формы применяют двустороннее прессование с помощью двух подвижных пуансонов. При такой схеме требуемое давление для получения равномерной плотности снижается на 30…40%.
Горячее прессование совмещает формование и спекание заготовок. Процесс осуществляется в графитовых пресс-формах с индукционным или электроконтактным нагревом. Благодаря высокой температуре давление можно существенно уменьшить. Горячее прессование отличается малой производительностью и большим расходом пресс-форм, поэтому используется, главным образом, при переработке жаропрочных материалов, твердых сплавов и тугоплавких металлов.
Гидростатическое прессование заключается в обжатии порошка, помещенного в эластичную (например, резиновую) оболочку с помощью жидкости под давлением до 2 ГПа.
Этим методом получают крупногабаритные заготовки типа труб, цилиндров.
Экструдирование - процесс формования заготовок путем выдавливания шихты из замкнутого объема (схема, аналогичная прямому прессованию металлов). Для этого исходный порошок замешивают с пластификатором до консистенции пластилина. Этим способом получают прутки, трубы и другие изделия.
.4 Спекание и окончательная обработка заготовок
Для повышения прочности сформованные из порошков заготовки подвергают спеканию.
Спекание производится в печах электросопротивления или индукционных в нейтральной или защитной среде при температуре 0,6…0,9 температуры плавления порошка. Процесс спекания длится 30…90 мин., при этом происходят восстановление поверхностных оксидов, диффузионные явления и образуются новые контактные поверхности.
Для повышения физико-механических свойств спеченных заготовок и повышения точности размеров их могут подвергать последующему калиброванию - повторному прессованию или экструдированию и спеканию, пропитке смазочными материалами, термической или химико-термической обработке. Спеченные материалы можно подвергать ковке, прокатке, штамповке при повышенных температурах, а также обработке резанием - точению, сверлению, фрезерованию.
Последнюю выполняют без использования смазочно-охлаждающей жидкости во
избежание проникновения ее в поры и возникновения процесса внутренней коррозии
металлов.
3.5 Технологические основы конструирования спеченных деталей
Сводятся к следующим требованиям:
Не допускать значительной разностенности во избежание коробления детали из-за усадки.
Избегать выступов, пазов и отверстий с перпендикулярным расположением к оси прессования.
Избегать острых углов в местах сопряжений, предусматривать радиусы закругления не менее 0,25 мм.
Наружные и внутренние резьбы получать обработкой резанием.
Толщину стенок детали задавать не менее 1 мм.
заготовка
пластик резиновый деталь
Литература
Чумаченко Ю.Т.: Материаловедение. - Ростов н/Д: Феникс, 2007
А.В. Шишкин, А.Н. Черепанов, В.С. Чередниченко, В.В. Марусин; Под ред. В.С. Чередниченко; Рец.: Г.П. Фетисов, В.М. Матюнин, А.С. Басин: Материаловедение. Технология конструкционных материалов. - М.: Омега-Л, 2006
В.И. Городниченко и др.; Под ред. С.В. Ржевской: Материаловедение. - М.: Университетская книга: Логос, 2006
гл. ред. Л.Я. Дятченко: Научные ведомости Белгородского государственного университета. - Белгород: БелГУ, 2006
Кекало И.Б.: Атомная структура аморфных сплавов и её эволюция. - М.: Учёба, 2006
Ковалев В.И.: История техники. - Старый Оскол: ТНТ, 2006
М-во образования и науки РФ, БелГУ, Ин-т физики прочности и материаловедения СО РАН, Московский гос. ин-т стали и сплава ; под ред.: Ю.Р. Колобова и др.: Биосовместимые наноструктурные материалы и покрытия медицинского назначения. - Белгород: БелГУ, 2010
Московский гос. ин-т стали и сплавов (Технологический ун-т), Астраханский гос. ун-т ; под ред.: Л.В. Кожитова, В.К. Карпасюка: Перспективные технологии и оборудование для материаловедения, микро- и наноэлектроники. - М.: МГИУ, 2012
Никулин С.А.: Материаловедение и термическая обработка металлов. - М.: МИСиС, 2006
Никулин С.А.: Материаловедение и термическая обработка металлов. - М.: МИСиС, 2013
Раков Э.Г.: Нанотрубки и фуллерены. - М.: Университетская книга; Логос, 2006
Светухин В.В.: Кинетика кластеризации и препитации примесей и легирующих элементов в перспективных материалах электронной и атомной техники. - Ульяновск: УлГУ, 2006
Федеральное агентство по образованию, Ульяновский гос. ун-т: Учебный план образовательной программы профессиональной переподготовки специалистов по направлению "Коммерциализация наукоемких продуктов и технологий в сфере "Инновационная деятельность в области радиационного материаловедения". - Ульяновск: УлГУ, 2012
Федеральное агентство по образованию, Ульяновский гос. ун-т; В.В. Светухин и др.; Рец. В.М. Журавлёв: Моделирование радиационной повреждаемости металлов методом молекулярной динамики. - Ульяновск: УлГУ, 2006
Андриевский Р.А.: Наноструктурные материалы. - М.: Академия, 2005