Материаловедение Конспект лекций. Конспект лекций для студентов 2 курса бакалавриата направления 221700 Стандартизация и метрология
 Скачать 1.64 Mb.
|
|
9.3. Методы изготовления порошковых материалов Порошковый материал – совокупность частиц металла, сплава или металлоподобного соединения с размерами до 1 мм, находящихся во взаимном контакте и не связанных между собой. Металлические порошки характеризуются их химическим со- ставом, а также физическими и технологическими свойствами. Хими- ческий состав порошков определяется содержанием основного метал- ла или компонента и примесей. Физические свойства порошков опре- деляются размером и формой частиц, микротвёрдостью, плотностью, состоянием кристаллической решётки. Порошковой металлургией получают различные конструкцион- ные материалы для изготовления заготовок и готовых деталей. 75 Основными достоинствами технологии производства изделий методом порошковой металлургии являются: 1) возможность изготовления деталей из тугоплавких металлов и соединений, когда другие методы использовать невозможно; 2) значительная экономия металла за счёт получения изделий высокой точности, в минимальной степени нуждающихся в последующей механической обработке (отходы составляют не более 1…3 %); 3) возможность получения материалов максимальной чистоты; 4) простота технологии порошковой металлургии. Методом порошковой металлургии изготавливают твёрдые сплавы, пористые материалы: антифрикционные и фрикционные фильтры; электропроводники, конструкционные детали, в том числе работающие при высоких температурах и в агрессивных средах. Все сыпучие тела состоят из частиц и межчастичных (внешних) пор. Частицы порошков, в свою очередь, могут подразделяться на бо- лее мелкие структурные элементы. Металлические частицы практи- чески всегда содержат примеси, распределённые как по поверхности, так и в виде внутренних включений, и часто имеют внутричастичные поры. Частицы могут иметь самую разнообразную форму. Можно подразделить различные структуры на три основные группы: − волокнистые или игольчатые частицы, длина которых значи- тельно превышает их размер по другим измерениям; − плоские частицы (пластинки, листочки, таблицы), длина и ширина которых во много раз больше толщины; − равноосные частицы с примерно одинаковыми размерами по всем измерениям. Частицы отделены одна от другой порами (межчастичными) и контактными промежутками. Производство порошка – первая технологическая операция ме- тода порошковой металлургии. Существующие способы получения порошков весьма разнообразны – это делает возможным придание изделиям из порошка требуемых физических, механических и других свойств. Выделяют два способа получения порошков: физико-хими- ческие и механические. К физико-химическим методам относят технологические про- цессы производства порошков, связанные с глубокими физико-хими- ческими превращениями исходного сырья. В результате полученный 76 порошок по химическому составу существенно отличается от исход- ного материала. К физико-химическим методам относятся: электро- лиз, термическая диссоциация карбонильных соединений, восстанов- ление оксидов твёрдыми восстановителями и газами, метод испаре- ния и конденсации и др. Под механическими методами получения порошков понимают технологические процессы, при которых в результате действия внеш- них механических сил исходный металл измельчается в порошок без изменения его химического состава. Чаще всего используется из- мельчение твёрдых материалов в мельницах различных конструкций. К механическим методам относят: измельчение металла резанием, размол в шаровых мельницах, измельчение в вихревых мельницах, дробление в инерционных дробилках, распыление струи жидкого ме- талла паром, водой, сжатым газом. Получение металлических порошков путём восстановления из оксидов является наиболее распространённым, высокопроизводи- тельным и экономичным методом. Восстановление – процесс получения металла, материала, веще- ства или их соединений путём отнятия неметаллической составляю- щей (кислорода или солевого остатка) из исходного химического со- единения. Более универсальными являются физико-химические методы, но в практике порошковой металлургии чёткой границы между двумя методами получения порошка нет. Чаще всего в технологическую схему производства порошка включаются отдельные операции как механических, так и физико-химических методов получения порошка. 77 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основная литература 1. Абрикосов, А.А. Основы теории металлов / А.А. Абрикосов. – М. : Физматлит, 2009. – 597 с. – URL : http://www.biblioclub.ru/book/67590/ 2. Коррозия и защита металлов : учеб.-метод. пособие (для сту- дентов IV курса химического факультета). – Омск : Омский государ- ственный университет, 2004. – 56 с. – URL : http://www.biblioclub.ru/book/63756/ 3. Арзамасов, В.Б. Материаловедение : учебник для вузов / В.Б. Арзамасов, А.А. Черепахин. – М. : Экзамен, 2009. – 352 с. : ил. 4. Материаловедение и технология металлов : учебник для студ. машиностроит. спец. вузов / Г.П. Фетисов [и др.] ; отв. ред. Г.П. Фе- тисов. – 3-е изд., испр. и доп. – М. : Высш. шк., 2005. – 862 с. Дополнительная литература 5. Богодухов, С.И. Курс материаловедения в вопросах и отве- тах : учеб. пособие для вузов / С.И. Богодухов, В.Ф. Грибенюк, А.В. Синюхин. – М. : Машиностроение, 2003. – 256 с. 6. Пейсахов, А.М.Материаловедение и технология конструкци- онных материалов : учебник для студ. немашиностроит. спец. / А.М. Пейсахов, А.М. Кучер. – 2-е изд. – СПб. : Изд-во В.А. Михай- лова, 2004. – 408 с. : ил. – (Высшее профессиональное образование). 7. Готтштайн, Г. Физико-химические основы материаловеде- ния : [учеб. пособие для вузов] / Г. Готтштайн ; пер. с англ. К.Н. Зо- лотовой и Д.О. Чаркина ; под ред. В.П. Зломанова. – М. : Бином. Ла- боратория Знаний, 2009. – 400 с. : ил. ; 24 ×17 см. – (Лучший зарубеж- ный учебник). 78 Учебное издание МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Конспект лекций Составитель: БАЙБАРА Светлана Николаевна Ответственный за выпуск Н.В. Ковбасюк ИД № 06457 от 19.12.01 г. Издательство ЮРГУЭС. Подписано в печать 6.09.2012 г. Формат бумаги 60х90/16. Усл. п.л. 5,0. Тираж 40 экз. Заказ № 362. ПД № 10-65175 от 05.11.99 г. Типография Издательства ЮРГУЭС. 346500, г. Шахты, Ростовская обл., ул. Шевченко, 147 |