Теоретичні відомості. Особливістю технології порошкової металургії є використання вихідної сировини у вигляді порошку, з якого методом пресування формуються вироби або заготовки

Особливістю технології порошкової металургії є використання вихідної сировини у вигляді порошку, з якого методом пресування формуються вироби або заготовки відповідної форми і розмірів.

Технологія виробництва виробів методом порошкової металургії включає слідуючі основні операції: отримання порошків; приготування шихти із порошків різних фракцій і матеріалів; формування в пресформах порошкових виробів; термічна обробка (спікання) спресованих з порошкової шихти заготовок (брикетів) і фінішна обробка виробів.

В більшості випадків металокерамічні вироби являють собою псевдосплави.

Металеві порошки отримують за допомогою двох основних методів: механічних; фізико-хімічних. Використання кожного із цих методів визначається станом і властивостями вихідних матеріалів, що використовуються для отримання порошків. Більш універсальними є фізико-хімічні методи, в основі яких лежать процеси хімічного відновлення металів із оксидів і електроліз розчинів або солей металів.

Із порошків виготовляють шихту шляхом змішуванням різних за фракціями і властивостями компонентів для отримання однорідної механічної суміші. Шихта вважається однорідною, якщо із 4–5 випадково взятих проб 95% мають хімічний і гранулометричний склад, що відповідає заданому.

Приготування шихти заданого складу проводять в спеціальних механічних змішувачах (барабанних, шнекових, лопастних, вібраційних, планетарних, конусних і установках неперервної дії). Процес змішування може об’єднуватись із операціями подрібнення порошку.

Із підготовленої шихти шляхом пресування формують вироби (брикети): в пресформах, прокатуванням шихти, мундштучним формуванням, гідростатичним формуванням, гарячим пресуванням, динамічним формуванням (вибухом), гідравлічним, електромагнітним і вібраційним.

Спресовані вироби із шихти піддаються термічній обробці (спіканню) з метою забезпечення механічних і фізико-хімічних властивостей.

Можливі два види спікання – твердофазне, тобто без утворення рідкої фази і рідкофазне, коли з’являється рідка фаза компонента шихти з найменшою температурою плавлення.

При твердофазному спіканні (для монометалевої шихти) температура спікання дорівнює 0,6¸0,9 температури плавлення даного металу. Рідкофазне спікання використовують для поліметалевої шихти, в процесі якого температура спікання дорівнює температурі плавлення компоненту з мінімальною температурою плавлення.

Кінцевою технологічною обробкою спресованих і спечених виробів є: обробка різанням, калібрування, хіміко-термічна обробка, просочування і т.п.

В залежності від фізико-хімічної обробки металокерамічні матеріали можуть мати структуру ідентичну структурі компактних сплавів того ж хімічного складу. Наприклад, для залізо-графітових металокерамічних виробів можна отримати слідуючі основні мікроструктури: ферит-графіт; ферит-цементит; ферит-перліт; перліт і т.п.

В залежності від пористості та термообробки один і той же порошковий матеріал може використовуватись як для виготовлення підшипників ковзання, так і для деталей в конструкціях машин, що піддаються значним механічним навантаженням.

Основними технологічними властивостями металевих порошків є: гранулометричний склад (зернистість), насипана маса і насипний об’єм, текучість, ущільнюваність, спресованість.