Порошковая металлургия
Порошковая металлургия – это технология получения металлических порошков и изготовления из них готовых изделий.
Металлические порошки смешиваются между собой, образуя шихту с заданным химическим составом, аналогичным химическому составу требуемой марки стали.
Порошки карбонильного железа благодаря своим свойствам являются исходным сырьем, в качестве основы смеси металлических порошков, для приготовления шихты и последующего прессования и спекания получаемых деталей.
Порошки карбонильного железа применяются как в качестве единственной основы железных порошков, так и в качестве добавки к железным порошкам с большей гранулометрией. Таким образом, смеси с бифракционным составом позволяют получать детали с повышенными механическими свойствами.
Основные преимущества порошков карбонильного железа выпускаемых компанией Синтез-ПКЖ:
-
минимальный размер частиц обеспечивает высокую плотность, превосходную прочность и качество текстуры поверхности спеченной детали;
-
однородная сферическая форма частиц обеспечивает высокую текучесть при прессовании;
-
минимальный размер и большая площадь поверхность частиц способствует сокращению времени и температуры спекания, что приводит к снижению энергозатрат;
-
легко смешиваются с порошками других металлов для получения изделий с различным химическим составом, соответствующим определенной марки стали;
-
однородная структура частиц без внутренних полостей и пустот;
-
химическая чистота порошков и отсутствие примесей.
Для приготовления смесей в порошковой металлургии используют невосстановленные и восстановленные порошки карбонильного железа, а также порошки карбонильного железа со специальным покрытием.
Этапы технологии порошковой металлургии
- Механическое измельчение металлов в вихревых, вибрационных и шаровых мельницах (получение крупных (100 и более мкм) порошков неправильной формы);
- Распыление жидких металлов в воздух, либо в воду: его достоинства — возможность эффективной очистки расплава от многих примесей, высокая производительность;
- Получение порошков железа, меди, вольфрама, молибдена высокотемпературным восстановлением металла (обычно из окислов) углеродом или водородом;
- Электролитическое осаждение металлов;
- Термическая диссоциация летучих карбонилов металлов (карбонильный метод).
Преимущества — получение мелкодисперсного (0-20 мкм) порошка железа правильной формы, с определёнными радиотехническими свойствами.
Основной метод формования металлических порошков — прессование в пресс-формах из закалённой стали под давлением 200—1000 Мн/м2 на быстроходных автоматических прессах. Прессовки имеют форму, размеры и плотность, заданные с учётом изменения этих характеристик при спекании и последующих операциях.
Возрастает значение таких новых методов холодного формования, как изостатическое прессование порошков под всесторонним давлением, прокатка и МIМ-технология.
Спекание проводят в защитной среде (водород; атмосфера, содержащая соединения углерода; вакуум; защитные засыпки) при температуре около 70—85% от абсолютной точки плавления, а для многокомпонентных сплавов — несколько выше температуры плавления наиболее легкоплавкого компонента. Защитная среда должна обеспечивать восстановление окислов, не допускать образования нежелательных загрязнений продукции, предотвращать выгорание отдельных компонентов (например, углерода в твёрдых сплавах), обеспечивать безопасность процесса спекания.
Конструкция печей для спекания должна предусматривать проведение не только нагрева, но и охлаждения продукции в защитной среде. Цель спекания — получение готовых изделий с заданными плотностью, размерами и свойствами или полупродуктов с характеристиками, необходимыми для последующей обработки. Расширяется применение горячего прессования (спекания под давлением), в частности изостатического.
Преимущества порошковой металлургии
-
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 и так называемые псевдосплавы металлов, не смешивающихся в расплавленном виде, в особенности при значительной разнице в температурах плавления (например, вольфрам — медь);
- Композиции из металлов и неметаллов (медь — графит, железо — пластмасса, алюминий — окись алюминия и т.д.);
- Пористые материалы (для подшипников, фильтров, уплотнений, теплообменников) и др.
- Возможность получения некоторых материалов и изделий с более высокими технико-экономическими показателями. Порошковая металлургия позволяет экономить металл и значительно снижать себестоимость продукции (например, при изготовлении деталей литьём и обработкой резанием иногда до 60—80% металла теряется в литники, идёт в стружку и т.п.).
- 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.
-
При одинаковом составе и плотности у спечённых материалов в связи с особенностью их структуры в ряде случаев свойства выше, чем у плавленых, в частности меньше сказывается неблагоприятное влияние предпочтительной ориентировки (текстуры), которая встречается у ряда литых металлов (например, бериллия) вследствие специфических условий затвердевания расплава.
Большой недостаток некоторых литых сплавов (например, быстрорежущих сталей и некоторых жаропрочных сталей) — резкая неоднородность локального состава, вызванная ликвацией (процесса разделения первоначально однородного расплава при понижении температуры на две разные по составу несмешивающиеся жидкости) при затвердевании.
- Размеры и форму структурных элементов спечённых материалов легче регулировать, и главное, можно получать такие типы взаимного расположения и формы зёрен, которые недостижимы для плавленого металла. Благодаря этим структурным особенностям спечённые металлы более термостойки, лучше переносят воздействие циклических колебаний температуры и напряжений, а также ядерного облучения, что очень важно для материалов новой техники.
Каталог «Восстановленные и невосстановленные порошки карбонильного железа»
С целью повышения текучести порошковой смеси при прессовании, увеличению коррозионных свойств деталей применяют порошки карбонильного железа со специальным покрытием.
Каталог «Порошки для покрытия»
Наша компания имеет возможность производить порошки карбонильного железа по запросу потребителей, для получения наилучших свойств готовых изделий.