ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Классификация и маркировка

Порошковыми называют материалы, изготавливаемые путем прессования порошков в изделия необходимой формы и последующего их спекания в вакууме или контролируемой атмосфере. Для деталей из конструкционных материалов на основе железа температура спекания составляет 1100—1200 °С. Температура спекания изделий на основе бронзы — 850—950 °С. Спекание проводят 0,5—1,5 ч в печах с защитной атмосферой или в вакууме для предотвращения окисления частиц порошка.

Размеры порошка обычно составляют 0,1 мкм — 0,1 мм.

В соответствии с требованиями условий эксплуатации детали из порошковых материалов подвергают термической обработке. Нагрев при термической обработке необходимо проводить в защитной атмосфере, так как пористость повышает окисляемость порошковых материалов.

Для пористых материалов целесообразно применение закалки с резким охлаждением и энергичным перемешиванием, после закалки детали должны подвергаться обязательной просушке до полного удаления влаги из пор.

В целях повышения твердости и износостойкости поверхностного слоя детали из порошковых материалов подвергают цементации и нитроцементации; для повышения твердости и коррозионной стойкости применяют азотирование.

В целях уменьшения коэффициента трения для повышения износостойкости железографитовых изделий их подвергают сульфидированию (пропиткой серой путем погружения пористых изделий в расплавленную серу при 150 °С).

Оксидирование применяется для повышения коррозионной стойкости порошковых деталей на железной основе. Оксидирование — это обработка паром при 550 °С в течение 1 ч с последующим охлаждением в масле; при взаимодействии паров воды с железом на поверхности деталей и на поверхности открытых пор образуется прочная коррозионностойкая пленка.

Преимущества изготовления деталей методами порошковой металлургии — возможность получения: принципиально новых материалов, которые сложно или даже невозможно получить другими методами; многослойных композиций, различных комбинаций металлических и неметаллических компонентов; материалов контролируемой пористости; изделий из тугоплавких металлов и возможность снижения металлоемкости и повышения коэффициента использования материала, так как сводятся к минимуму отходы металла в стружку и могут использоваться технологические отходы материалов, упрощается технология изготовления деталей и снижается трудоемкость их производства.

Стоимость порошковых материалов в 1,5—3,5 раза выше стоимости обычных материалов, но более высокая стоимость компенсируется лучшим коэффициентом использования материала: на каждые 1000 т деталей при применении порошковых материалов экономится 1500— 3000 т металла (припуски, напуски, литники заготовок), высвобождается до 50 единиц металлорежущих станков, производительность труда возрастает в 1,5 раза.

Получение деталей методами порошковой металлургии экономически эффективно только в массовом производстве.

Детали из порошковых материалов выпускают в виде готовых изделий или заготовок, требующих незначительной механической обработки.

По составу различают железоуглеродистые сплавы (спеченные углеродистые и легированные стали), сплавы на основе цветных металлов и металлокерамические твердые сплавы. В качестве железоуглеродистых материалов получили применение углеродистые стали, применяемые для малонагруженных деталей (в скобках указаны ранее применявшиеся обозначения): ПКЮ-6,0 (СП 10-60, Ж-6,0); углеродистые стали, применяемые для деталей повышенной износостойкости типа ПК70-6,4 (ПЖ70-67, ЖГр-6,4), а также легированные высокоизносостойкие стали типа ПК70ХЗ-6,4 (ЖГр1ХЗ-7,0) и легированные износостойкие и коррозионностойкие стали типа ПК10Х17Н2-6,8 (Ж10Х17Н-6,9); ПКГ13-7,4 (П-110Г13). Марки порошковых конструкционных сталей приведены по ГОСТ 28378—89.

В маркировке этих сталей первые две буквы означают: П — порошковая, К — конструкционная; остальные буквы — легирующие компоненты (Д — медь, X — хром, Ф — фосфор, К — сера, М — молибден, Г — марганец, Т — титан, Н — никель); цифры после букв ПК — содержание углерода в сотых долях процента, содержание углерода в количестве 1% в обозначении не указывается.

Цифры после остальных букв — процентное содержание легирующих компонентов (отсутствие цифры — 1% компонента); цифры после дефиса указывают плотность в г/см3. Пример: ПК40Н2Д2-6.4 — сталь порошковая конструкционная, 0,4% С, 2% Ni, 2% Си, минимальная плотность 6,4 г/см3. Чем выше плотность, тем выше механические свойства порошковой стали.

Сплавы на основе цветных металлов обозначают: АлПЖ12-4, БрПОЮ-2. В марке этих сплавов первые буквы Ал — А1, Бр — бронза, Л — латунь; следующие буквы: Ж — железо, Г — марганец, Гр — графит, Д — медь, Н — никель, О — олово, X — хром, Цр — цирконий.

Порошковые сплавы на основе цветных металлов имеют высокую коррозионную стойкость, тепло- и электропроводность, немагнитны, хорошо обрабатываются резанием и давлением.

Металлокерамические материалы или твердые сплавы состоят на 90—95% из карбидов тугоплавких металлов (WC, TiC, ТаС), соединенных кобальтовой связкой. Это очень твердые (85—95 HRA) и хрупкие материалы (см. табл. 14.2), поэтому их нельзя подвергать никакой механической обработке, кроме шлифования.

По применению различают порошковые конструкционные, электротехнические и инструментальные материалы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >