MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Marek Olsza
Otrzymywanie materiałów z proszków spiekanych
812[02].Z2.04
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
mgr Janusz Górny
mgr in\
. Igor Lange
Opracowanie redakcyjne:
mgr in\
. Marek Olsza
Konsultacja:
mgr in\
. Danuta Pawełczyk
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 812[02].Z2.04
 Otrzymywanie materiałów z proszków spiekanych , zawartego w programie nauczania dla
zawodu operator maszyn i urządzeń metalurgicznych.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Metody wytwarzania proszków metali 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 14
4.1.3. Ćwiczenia 14
4.1.4. Sprawdzian postępów
16
4.2. Metody formowania proszków 17
4.2.1. Materiał nauczania 17
4.2.2. Pytania sprawdzające 24
4.2.3. Ćwiczenia 25
4.2.4. Sprawdzian postępów 27
4.3. Proces spiekania 28
4.3.1. Materiał nauczania 28
4.3.2. Pytania sprawdzające 34
4.3.3. Ćwiczenia 34
4.3.4. Sprawdzian postępów 37
5. Sprawdzian osiągnięć 38
6. Literatura 43
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu otrzymywania
materiałów z proszków spiekanych.
W poradniku znajdziesz:
 wymagania wstępne  wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć ju\
ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,
 cele kształcenia  wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
 materiał nauczania  wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,
 zestaw pytań, które pozwolą Ci stwierdzić czy ju\
opanowałeś określone treści,
 ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
 sprawdzian postępów,
 sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań testowych,
 literaturę uzupełniającą
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
812[02].Z2
Technologia procesów
metalurgicznych
812[02].Z2.01
Otrzymywanie surówki
812[02].Z2.02
Otrzymywanie stali
812[02].Z3.03
812[02].Z3.04
Otrzymywanie metali
Otrzymywanie materiałów
nie\
elaznych
z proszków spiekanych
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- stosować jednostki układu SI,
- posługiwać się dokumentacją konstrukcyjną i technologiczną oraz normami
technicznymi,
- określać na podstawie dokumentacji technicznej elementy składowe maszyny lub
urządzenia,
- stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo\
arowej i ochrony
środowiska,
- określać właściwości metali i ich stopów,
- rozró\
niać gatunki, właściwości i zastosowanie stopów Fe  C,
- rozró\
niać gatunki, właściwości i zastosowanie metali nie\
elaznych i ich stopów,
- wyró\
niać cechy charakterystyczne rodzajów obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej oraz
określać ich zastosowanie i wpływ na właściwości metali i ich stopów,
- określać cechy charakterystyczne obróbki skrawaniem,
- charakteryzować odlewanie,
- charakteryzować obróbkę plastyczną,
- charakteryzować proces otrzymywania surówki, stali oraz metali nie\
elaznych,
- korzystać z ró\
nych z
ródeł informacji,
- u\
ytkować komputer,
- pracować w grupie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- określić cechy charakterystyczne metalurgii proszków,
- porównać metalurgię proszków z metalurgią ogniową,
- rozró\
nić metody wytwarzania proszków,
- scharakteryzować przygotowanie proszków,
- rozró\
nić metody zagęszczania proszków,
- scharakteryzować spiekanie proszków,
- określić zabiegi w procesie wykańczania wyrobów z proszków,
- rozró\
nić urządzenia stosowane w procesach technologicznych metalurgii proszków,
- sklasyfikować wyroby wytwarzane metodami metalurgii proszków,
- zanalizować przepisy bhp, ochrony przeciwpo\
arowej ochrony środowiska obowiązujące
w procesie metalurgii proszków.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. Metody wytwarzania proszków metali
4.1.1. Materiał nauczania
Ogólna charakterystyka metalurgii proszków
Metalurgia proszków jest dziedziną techniki, obejmującą metody wytwarzania proszków
metali i materiałów metalowych lub ich mieszanin z proszkami niemetalowymi oraz
otrzymywania półwyrobów i wyrobów z tych proszków bez konieczności roztapiania
głównego składnika. Zajmuje ona szczególne miejsce wśród technologii metali,
z powodzeniem konkurując m.in. z odlewaniem, obróbką plastyczną i obróbką skrawaniem,
uzupełniając lub zastępując te technologie. Elementy z niektórych materiałów, np. metali
trudno topliwych, węglików spiekanych, mogą być wytworzone jedynie metodami metalurgii
proszków (tab. 1, rys. 2).
Metody metalurgii proszków są kosztowne, jednak dzięki ich zastosowaniu mo\
na:
- otrzymać materiały o ściśle określonym składzie chemicznym i wysokim stopniu
czystości,
- otrzymać drobnoziarnistą strukturę materiałów,
- otrzymać materiały o właściwościach izotropowe,
- wyeliminować lub zminimalizować obróbkę maszynową,
- wyeliminować lub zminimalizować straty materiałów na wióry, nadlewy, ścinki itp.,
- otrzymać du\
ą dokładność wymiarową otrzymanych wyrobów,
- zastosować szeroki wybór stopów,
- otrzymać wysoką jakość powierzchni gotowego wyrobu,
- gotowy materiał mo\
na poddać obróbce cieplnej w celu podwy\
szenia właściwości
wytrzymałościowych lub odporności na zu\
ycie,
- zapewnić kontrolę porowatości materiału dla wyrobów typu ło\
yska samosmarowne lub
filtry,
- uzyskać wyroby o skomplikowanych kształtach niemo\
liwych lub trudnych do uzyskania
innymi metodami,
- uzyskać korzyści w przypadku produkcji średnio- i wielkoseryjnej,
- uzyskać długotrwałą \
ywotność wyrobów,
- uzyskać efektywność kosztową.
Wady metody metalurgii proszków są związane z uzyskiwaniem materiałów o du\
ej
porowatości, a co za tym idzie o małej wytrzymałości, oraz z trudnościami w uzyskiwaniu
wyrobów o zło\
onym kształcie ze względu na nierównomierny rozkład ciśnienia w objętości
proszku podczas prasowania. Tę cechę metalurgii proszków wykorzystuje się np. w celu
otrzymania filtrów i ło\
ysk porowatych (samosmarujących).
Do podstawowych etapów technologii spiekowej zalicza się:
- wytwarzanie proszków czystych metali i stopów oraz proszków niektórych niemetali,
- badania właściwości proszków,
- przygotowanie proszków do dalszej przeróbki,
- formowanie proszków,
- spiekanie (lub połączenie formowania ze spiekaniem),
- obróbka plastyczna proszków i spieków,
- obróbka cieplna i cieplno - chemiczna proszków i spieków,
- obróbka wykańczająca wyrobów,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
- badania własności wyrobów z proszków.
Przykładowy proces technologiczny produktów z proszków \
elaza przedstawiono
schematycznie na rys. 3.
W praktyce przemysłowej często występują odstępstwa od typowego procesu
technologicznego. Przykładowo - formowanie wstępne i spiekanie często mogą być łączone
w jedną operację. Niekiedy otrzymany spiek o du\
ej porowatości jest następnie nasycany
roztopionym metalem o temperaturze topnienia ni\
szej ni\
głównego składnika. Mogą
występować równie\
inne odstępstwa od podanego typowego procesu technologicznego, lecz
charakterystyczne jest zawsze otrzymywanie wyjściowego materiału w postaci proszku i jego
spiekanie w temperaturze ni\
szej od temperatury topnienia głównego składnika.
W celu nadania wymaganych cech geometrycznych oraz własności, półprodukty ze
spiekanych metali w kształcie bloków poddaje się obróbce plastycznej, np. kuciu lub
walcowaniu. Obróbka skrawaniem, np. szlifowanie, umo\
liwia ostateczne nadanie kształtu
i uzyskanie wymaganej gładkości powierzchni.
Tabela 1. Wyroby wytwarzane wyłącznie metodą metalurgii proszków [3]
Nazwa wyrobu Materiał
Włókna lamp \
arowych, elementy oporowe, elektrody W, Mo
Elementy konstrukcyjne w lampach elektronowych, W, Mo, Ta, Nb
kineskopach
Stopy cię\
kie na \
yroskopy i osłony radiacyjne
W-Ni-Cu
Twarde spieki cermetalowe WC, TaC, NbC, VC, Cr
Porowate katalizatory Pt, Ni, Fe, Cu
Elementy porowate w bateriach alkalicznych Ni, Fe, Co
A
o\
yska porowate, filtry, diafragmy Cu, Fe, Sn, ich stopy
Szczotki kolektorowe
Cu-C
Materiały cierne hamulcowe Tlenki, krzemiany, borki w osnowie metali
Rdzenie magnetyczne, ferryty Fe, zło\
one tlenki Fe, Li, Ba
Styki elektryczne
W-Ag, Mo-Ag, Mo-Cu, W-Cu, W-Mo, tlenki
Osłony chłodzące, osłony ablacyjne
W-Ag
Materiały i wyroby stosowane w przemyśle kosmicznym i Be, Th, U, Zr
jądrowym
Samosmarujące ło\
yska nieporowate
Fe, Cu-grafit i ich stopy nasycane polimerami
lub metalami o niskiej temperaturze topnienia
Rys. 1. Przykłady wyrobów otrzymywanych metodą metalurgii proszków [3]
Metody wytwarzania proszków metali
Proszek jest materiałem sypkim, składającym się z oddzielnych cząstek o wymiarach
maksymalnych rzędu 1mm. Cząstki proszku otrzymuje się przez rozdrabnianie mechaniczne
materiału w stanie stałym, rozpylanie ciekłych metali za pomocą cieczy lub gazu, redukcję
związków metali, kondensację fazy gazowej i rozkład karbonylków (związków typu Fe(CO)5,
Ni(CO)4 itp.) oraz elektrolizę roztworów wodnych lub stopionych soli. Kształt cząstek
proszku jest związany z metodą jego wytwarzania. Przykładowo: proszek rozpylany
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
i otrzymany w drodze rozkładu karbonylków ma cząstki zbli\
one do sferoidalnych, proszek
redukowany składa się z ziaren postrzępionych lub gąbczastych, proszek elektrolityczny ma
cząstki o strukturze dendrytycznej: podczas rozdrabniania mechanicznego (w młynach
udarowych, wibracyjnych i kulowych lub poprzez tłuczenie) otrzymuje się zró\
nicowane
kształty cząstek (wielościenne, płatkowe itp.). Charakterystykę najwa\
niejszych stosowanych
na skalę przemysłową metod wytwarzania proszków metali podano w tab. 2.
Rys. 2. Uproszczony schemat produkcji masowej produktów z proszków \
elaza i stali:
a) wytwarzanie proszków, b) przygotowanie proszków, c) formowanie wstępne i spiekanie,
d) obróbka wykończająca [1, s. 621]
Podstawowe właściwości technologiczne proszku (gęstość nasypowa i teoretyczna,
sypkość, formowalność, zagęszczalność) wynikają ze składu chemicznego, kształtu
i wymiarów cząstek oraz składu ziarnowego (udziału frakcji cząstek o ró\
nych wymiarach).
Cechy ziaren proszku (zwłaszcza ich powierzchnia właściwa) mają wpływ na przebieg
procesu spiekania. Z punktu widzenia kształtowania plastycznego materiału rozdrobnionego
istotne znaczenie ma gęstość nasypowa, sypkość, formowalność i zagęszczalność.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
Tabela 2. Charakterystyka najwa\
niejszych metod wytwarzania proszków metali [3]
Rodzaje metali
Lp. Nazwa metody Charakterystyka
Uwagi
Rozpylanie Ciekły metal jest wlewany cienkim strumieniem do dyszy, Fe, Sn, Al, Pb.
powietrzem (RZ) w której ulega rozpyleniu za pomocą sprę\
onego powietrza.
Mannesmann AG Przy produkcji proszku \
elaza strumień stopionego \
elaza ma
1 średnicę 5 - 8 mm, ciśnienie powietrza wynosi 0,5 - 0,8 MPa.
Po rozpyleniu proszek jest poddawany dodatkowemu
utlenieniu w temp. 800 - 9000C, a następnie wy\
arzaniu
redukującemu w temp. 950 -11500C.
Rozpylanie gazem Metal po stopieniu w indukcyjnym piecu pró\
niowym jest Fe, Co, Ni, Cu,
obojętnym (VIGA) rozpylany w dyszy za pomocą argonu o wysokiej czystości. Ag i ich stopy.
2 Proszki o
wysokiej
czystości.
Rozpylanie wodą Cienki strumień metalu roztopionego w piecu łukowym jest Fe, stopy Cu.
H�gan�s S. A. rozpylany w dyszy strumieniem wody o prędkości rzędu 100 Bardzo drobne
3
m/s. Po rozpyleniu proszek jest poddawany wy\
arzaniu proszki.
redukującemu w atmosferze zdysocjowanego amoniaku.
Redukcja węglem Wzbogacona do 71,5% Fe magnetytowa ruda \
elaza wraz Fe.
rudy \
elaza z węglem (koksem) i kamieniem wapiennym (do związania Gąbczasta
H�gan�s S. A. siarki) ulega redukcji w tyglach umieszczonych w piecu struktura
tunelowym w temp. 12000C. Uzyskane porcje porowatego proszku.
4
\
elaza (tzw. gąbkę szwedzką) po usunięciu nadmiaru koksu
i siarczku wapnia rozdrabnia się na proszek, który poddaje się
ponownie redukcji w piecu przelotowym (atmosfera:
zdysocjowany amoniak, temp. 8000C).
Redukcja wodorem Oczyszczoną zgorzelinę walcowniczą stali nieuspokojonej, Fe.
tlenków \
elaza Proszek
utlenioną dodatkowo w piecu obrotowym przy temp. 870 -
5 Amax, USA drobnoziarnisty
9800C poddaje się redukcji wodorem w piecu taśmowym w
o wysokiej
temp. 8000C
czystości.
Kondensacja Metal w postaci pary jest wprowadzany do osadnika, gdzie Zn i inne metale
6 z fazy gazowej następuje jego kondensacja w temperaturze ni\
szej od niskotopliwe.
temperatury topnienia.
Rozkład Termiczny rozkład związków typu Fe(CO)5, Ni(CO)4 na metal Fe, Ni, Co.
7 karbonylków i tlenek węgla. Proszki specjalne
(na magnesy).
Elektroliza Wodny roztwór lub stopiona sól metalu ulega elektrolizie Cu, Fe, Ag, Ni,
wskutek przepływu prądu stałego. Jony metalu pochodzące Mn i inne.
8 z roztworu lub z rozpuszczalnej anody wykonanej z metalu Proszki
przerabianego na proszek tworzą na katodzie gąbczasty osad, o wysokiej
który rozdrabnia się mechanicznie. czystości.
Właściwości proszków metali
Przebieg procesów technologicznych zale\
y od włałaściwości fizycznych i chemicznych
materiałów u\
ywanych do produkcji. W metalurgii proszków pewne parametry, jak np.
wielkość i kształt ziarna, stan powierzchni, stopień zanieczyszczenia, sypkość, prasowalność,
w znacznym stopniu decydują o doborze warunków procesów wytwarzania przedmiotów
u\
ytkowych.
Właściwości chemiczne
Proszki metali stosowane do wyrobu przedmiotów u\
ytkowych powinny się odznaczać
znaczną czystością. Rodzaj i postać zanieczyszczeń są uzale\
nione od czystości surowców
wyjściowych oraz metody wytwarzania proszków. Część zanieczyszczeń przechodzi bowiem
z surowca, a reszta mo\
e się tam przedostać z urządzeń lub z otoczenia podczas procesu
wytwarzania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
Najczęściej spotykanymi zanieczyszczeniami są: tleń, węgiel, \
elazo, mangan, krzem,
czasem siarka i fosfor. Znajdujące się w proszkach zanieczyszczenia występują:
- jako wtrącenia w masie ziarn proszków,
- jako błonki, np. tlenkowe, otaczające ziarna,
- jako zanieczyszczenia tworzące roztwory stałe lub związki chemiczne z głównym
składnikiem proszku.
Częściowego usunięcia zanieczyszczeń mo\
na dokonać w czasie procesu wytwarzania
lub ju\
po wytworzeniu proszku (np. redukcja tlenków w wodorze w podwy\
szonej
temperaturze).
Bardzo drobne proszki ze względu na du\
ą powierzchnię wykazują zwiększoną
skłonność do utleniania się, które czasem przebiega gwałtownie (piroforyczność -
samozapłon). Własność tę mo\
na usunąć lub zmniejszyć przez studzenie proszków po
redukcji w dwutlenku węgla (proszek absorbuje CO2) lub przez wielokrotne redukcje
w podwy\
szonej temperaturze, powodujące rozrost ziarn. Proszki wykazują ponadto znacznie
zmniejszoną w stosunku do metali litych odporność na działanie czynników chemicznych.
Właściwości fizyczne
Pod mianem właściwości fizycznych mo\
na rozumieć własności pojedynczych ziarn lub
utworzonych z nich mas. Dla pojedynczych ziarn (cząsteczek proszku) charakterystyczne są
kształt i wielkość. Masę ziarn, czyli proszek, określa się rozkładem wielkości ziarn, objętością
zasypu, gęstością zasypu, objętością zasypu z usadem, gęstością zasypu z usadem, sypkością,
prasowalnością i stopniem zagęszczenia.
Kształt i wielkość ziarn. W zale\
ności od rodzaju metalu i metody wytwarzania (tab. 3)
ziarna proszków metali mogą mieć ró\
ne kształty (rys. 3).
Rys. 3. Charakterystyczne kształty cząstek proszków: a) kulisty, b) globularny, c) nieregularny
zaokrąglony, d) talerzykowaty, c) wielościenny, f) odłamkowy g) płatkowy, h) dendrytyczny,
i) strzępiasty [3]
Tabela 3. Zale\
ność kształtu proszku od metody jego wytwarzania [3]
Kształt proszku Metoda wytwarzania proszku
Sferoidalny, globularny Rozpylanie, rozkład karbonylków
Gąbczasty, strzępiasty Redukcja
Dendrytyczny Elektroliza
Rozdrabnianie mechaniczne w młynach wirowo-
Talerzykowaty, wielościenny, odłamkowy
udarowych, wibracyjnych lub kulowych
Płatkowy Rozdrabnianie mechaniczne w moz
dzierzach
Ziarna proszków mogą być utworzone z jednego lub wielu krystalitów, ponadto mogą
zawierać wtrącenia niemetaliczne i pory. Wielkość ziarn i ich rozkład w masie proszku zale\
ą
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
od metody produkcyjnej oraz warunków wytwarzania. Wielkość ziarna wyznacza się przez
bezpośredni pomiar za pomocą mikroskopu, analizą sitową itp.
Objętość i gęstość zasypu oraz sypkość proszku. Objętość zasypu V określa się przez
luz
ne nasypanie do cylindra pomiarowego ustalonej ilości (100 g) proszku. Objętość zasypu
odczytuje się bezpośrednio na podziałce cylindra w cm3.
Objętość zasypu z usadem Vu określa się w podobny sposób, z tą ró\
nicą, \
e proszek
zostaje usadzony za pomocą wstrząsania ręcznego lub mechanicznego.
m m
Gęstość zasypu d = d, jak równie\
gęstość zasypu z usadem du = oblicza się w obu
V Vu
przypadkach jako stosunek masy proszku m do jego objętości i wyra\
a się w g/cm3.
Sypkość jest określona jako stosunek ilości proszku wysypanego przez znormalizowany
otwór z naczynia o pochylonych ścianach - do czasu wysypywania. Pomiar ten ma znaczenie
przy obliczaniu automatycznych urządzeń do zasypywania proszków do matryc przed
prasowaniem.
Właściwości prasowalnicze
Prasowalność proszków jest to zdolność do zachowania trwałych krawędzi i kształtów
nadanych w czasie prasowania w matrycach pod ustalonym ciśnieniem.
Stopień zagęszczenia jest to stosunek gęstości kształtki do gęstości metalu litego,
wyznaczany w procentach. Rozkład wielkości ziarn ma du\
y wpływ na stopień zagęszczania
proszków. Proszek o jednolitej ziarnistości - niezale\
nie od wielkości ziarn - wykazuje
większą porowatość ni\
proszki o ró\
nej ziarnistości. W tych ostatnich mniejsze ziarna
wypełniają przestrzenie utworzone między ziarnami większymi. Za pomocą rachunku mo\
na
dobrać najkorzystniejszy procentowy rozkład wielkości ziarn w masie proszków.
Wybór odpowiedniej metody wytwarzania proszków zale\
y od własności, jakich
oczekuje się od produktu oraz od kalkulacji ekonomicznej:
- mielenie w młynach kulowych, kulowo-udarowych, wibracyjnych,
wirowo-udarowych czy kruszarkach - otrzymany proszek jest drobnoziarnisty, a metody
te stosuje się do rozdrabniania materiałów kruchych,
- obróbka skrawaniem - piłowanie, szlifowanie, zdzieranie - metoda ta jest najczęściej
stosowana do produkcji proszków magnezu do celów pirotechnicznych,
- rozpylanie polega na rozbiciu na krople strugi ciekłego metalu lub metalu stopionego
lokalnie w wyniku działania sprę\
onych gazów lub cieczy, sił mechanicznych lub
ultradz
więków. Metodą tą wytwarza się proszki \
elaza, stali, aluminium, stopów cynku,
cyny i ołowiu,
- metoda parowania i kondensacji. Proces otrzymywania proszku polega w pierwszym
etapie na przeprowadzeniu litego metalu w stan gazowy, natomiast w drugim stadium -
na wywołaniu kondensacji par metalu na chłodzonych powierzchniach. Metodą tą
wytwarza się proszki metali cechujących się wysoką prę\
nością par w stosunkowo niskiej
temperaturze - cynk, magnez, kadm i beryl,
- redukcja związków metali, głównie tlenków w ośrodku stałym (koks, węgiel drzewny)
lub gazowym (wodór, gaz konwertorowy) polega na wywołaniu reakcji chemicznych
prowadzących do uzyskania czystego metalu lub jego tlenku ni\
szego rzędu,
- metalotermia - redukcja związków metali (tlenków, halogenków) innymi metalami, które
wykazują większe powinowactwo do metaloidu w warunkach prowadzonego procesu ni\

redukowany metal. Redukcji metalotermicznej poddaje się przede wszystkim związki
metali ziem rzadkich,
- elektroliza - wodny roztwór lub stopiona sól metalu ulega elektrolizie wskutek
przepływu prądu stałego. Jony metalu pochodzące z roztworu lub z rozpuszczalnej anody
wykonanej z metalu przerabianego na proszek tworzą na katodzie gąbczasty osad, który
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
rozdrabnia się mechanicznie (Cu, Fe, Ag, Ni, Mn i inne proszki o wysokiej czystości),
- synteza i dysocjacja karbonylków - w początkowym etapie związek chemiczny reaguje
z tlenkiem węgla. Produktem reakcji jest karbonylek metalu w stanie gazowym.
W drugiej fazie karbonylek ulega dysocjacji termicznej związanej
z wydzielaniem czystego metalu i tlenku węgla powracającego ponownie do reakcji ze
związkiem metalu. Metoda stosowana jest głównie do produkcji proszków niklu i \
elaza.
Jest kosztowna i niebezpieczna.
Na rysunku 4 przedstawiono schemat młynu wirowo  udarowego, a na rysunku 5
schemat urządzenia do rozpylania gazu metalem.
Rys. 4. Młyn wirowo-udarowy  Hametag : 1-komora robocza, 2-śmigła, 3-lej zasypowy,
4-sprę\
arka, 5-segregator, 6-osadnik [3]
Rys. 5. Schemat urządzenia do rozpylania metalu gazem: 1 - tygiel, 2 - manometr, 3 - dysza,
4 - doprowadzenie wody, 5 - odprowadzenie gazu, 6 - ekran, 7 - roztopiony metal,
8 - otwór dyszy, 9 - doprowadzenie gazu do dyszy, 10 - pokrywa, 11 - zbiornik,
12 - proszek na pochyłym dnie zbiornika, 13 - odprowadzenie wody, 14 - okno
wyładowcze, 15 - pojemnik na proszek [3]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na czym polega metalurgia proszków?
2. Jakie czynniki decydują o konkurencyjności tej metody w stosunku do innych
technologii?
3. Czym się charakteryzuje proces technologiczny wyrobów wytwarzanych metodami
metalurgii proszków?
4. Jakie wyroby są wytwarzane wyłącznie metodą metalurgii proszków?
5. Jak mo\
na sklasyfikować metody wytwarzania proszków metali?
6. Jakie są podstawowe własności proszków metali?
7. Jakie zastosowanie ma młyn wirowo-udarowy  Hametag w produkcji proszków?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Określ cechy charakterystyczne metalurgii proszków. Wypisz w tabeli zalety i wady
metalurgii proszków w porównaniu z innymi technologiami ró\
nych wyrobów.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat metalurgii proszków,
2) określić cechy charakterystyczne metalurgii proszków,
3) narysować tabelę,
4) wpisać w tabeli zalety i wady metalurgii proszków w porównaniu z innymi metodami,
5) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4, ołówek,
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
W oparciu o opisane właściwości materiału spiekanego zidentyfikuj materiał spiekany.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat materiałów spiekanych,
2) porównać otrzymany opis z informacjami w materiałach dydaktycznych,
3) zidentyfikować otrzymany materiał spiekany i określić jego zastosowanie,
4) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zestaw materiałów spiekanych,
- katalogi materiałów spiekanych,
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Ćwiczenie 3
Korzystając z literatury technicznej i katalogów dobierz materiał spiekany na ło\
yska
porowate.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w literaturze technicznej i katalogach informacje na temat zastosowania
materiałów spiekanych,
2) dobrać materiał spiekany,
3) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- katalogi materiałów spiekanych,
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 4
Wpisz w tabeli jakie rodzaje proszków metali są wytwarzane poszczególnymi metodami.
Tabela do ćwiczenia 4
Lp. Nazwa metody Rodzaje metali
Rozpylanie powietrzem (RZ)
1
Mannesmann AG
2 Rozpylanie gazem obojętnym (VIGA)
Rozpylanie wodą
3
H�gan�s S. A.
Redukcja węglem rudy \
elaza
4
H�gan�s S. A.
Redukcja wodorem tlenków \
elaza
5
Amax, USA
Kondensacja
6
z fazy gazowej
7 Rozkład karbonylków
8 Elektroliza
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w literaturze technicznej informacje na temat zastosowania metod wytwarzania
proszków,
2) wypisać rodzaje metali,
3) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 5
Scharakteryzuj metodę przygotowania proszków poprzez rozpylanie powietrzem (RZ).
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w literaturze technicznej informacje na temat przygotowania proszków,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
2) scharakteryzować metodę RZ,
3) opisać kształt proszku otrzymywanego tą metodą,
4) opisać zastosowanie metody RZ,
5) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) określić cechy charakterystyczne metalurgii proszków?
1
1

2) porównać metalurgię proszków z innymi metodami?
1
1

3) określić czynniki decydują o konkurencyjności tej metody w
stosunku do innych technologii? 1
1

4) rozró\
nić metody wytwarzania proszków?
1
1

5) scharakteryzować przygotowanie proszków?
1
1

6) sklasyfikować metody wytwarzania proszków metali?
1
1

7) rozró\
nić podstawowe własności proszków metali?
1
1

8) określić przykłady wyrobów wytwarzanych wyłącznie metodą
metalurgii proszków? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
4.2. Metody formowania proszków
4.2.1. Materiał nauczania
Stosuje się następujące metody formowania (otrzymywania kształtek z materiału
rozdrobnionego):
- prasowanie w matrycach zamkniętych,
- prasowanie izostatyczne,
- prasowanie kroczące (z przesuwającą się matrycą),
- walcowanie,
- wyciskanie,
- odlewanie i natryskiwanie,
- specjalne metody formowania (formowanie i prasowanie dynamiczne i pulsacyjne,
prasowanie w polu magnetycznym).
Uformowane kształtki posiadają spoistość, wynikającą z połączenia poszczególnych
cząstek proszku siłami adhezji, lecz ich wytrzymałość jest niska.
Prasowanie w matrycach zamkniętych
Prasowanie w matrycach zamkniętych jest podstawową i szeroko stosowaną w praktyce
przemysłowej metodą wytwarzania kształtek z proszku przeznaczonych do spiekania.
Materiał rozdrobniony po zasypaniu do matrycy jest kształtowany za pomocą stempla (lub
zespołu stempli) i pod działaniem ciśnienia prasowania ulega odkształceniom objętościowym
oraz postaciowym - równocześnie zachodzą procesy: kształtowania (odwzorowania kształtu
matrycy) i zagęszczania. W początkowym etapie prasowania poszczególne cząstki łatwo
przemieszczają się względem siebie wypełniając puste miejsca i doznając odkształceń
sprę\
ystych. Etap ten charakteryzuje się szybkim wzrostem gęstości wraz ze wzrostem
ciśnienia prasowania. W dalszym ciągu cząstki proszku ulegają odkształceniom plastycznym.
Mo\
e te\
zachodzić kruszenie się cząstek (gdy materiał proszku ma niskie własności
plastyczne). Dalszy wzrost ciśnienia prasowania powoduje ju\
niewielkie przyrosty gęstości.
Przy skończonej wartości ciśnienia prasowania nie mo\
na osiągnąć gęstości litego materiału.
Maksymalne wartości ciśnienia prasowania są ograniczone wytrzymałością i \
ywotnością
elementów roboczych prasowników i zwykle nie przekraczają 600 800 MPa.
Wskutek tarcia panującego na ściankach matrycy rozkład gęstości w wyprasce nie mo\
e
być równomierny. Efekt obni\
enia sił tarcia uzyskuje się przez zmieszanie z proszkiem
niewielkiej ilości tzw. środka poślizgowego (np. stearynianu cynku, ok. 0,5 % wagowo).
Dodatek środka poślizgowego poprawia jednorodność gęstości wypraski oraz zmniejsza
potrzebne dla uzyskania określonej gęstości ciśnienie prasowania, a tak\
e siłę wypychania
wypraski z matrycy, co podwy\
sza trwałość narzędzi. Zbyt du\
a ilość środka poślizgowego
jest jednak niekorzystna, gdy\
mo\
e spowodować zmniejszenie gęstości wypraski i obni\
enie
jej wytrzymałości (wskutek utrudnienia tworzenia połączeń adhezyjnych pomiędzy cząstkami
proszku). Środek poślizgowy jest usuwany w drodze odparowania podczas początkowego
etapu spiekania.
Proces prasowania w warunkach przemysłowych jest przeprowadzany na specjalnych
prasach automatycznych wielokrotnego działania (mechanicznych lub hydraulicznych) za
pomocą specjalnych przyrządów - tzw. prasowników. Prasy posiadają odpowiednie
urządzenia zasypujące proszek do matrycy i realizują wszystkie niezbędne ruchy elementów
prasowników, wypychanie wyprasek z matrycy i ich usuwanie z przestrzeni roboczej.
Materiał rozdrobniony musi być odpowiednio przygotowany do prasowania. Najpierw
tworzy się mieszankę proszkową, zestawioną z odpowiednich frakcji ziaren o ró\
nych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
wymiarach, co pozwala na uzyskanie wysokiej gęstości zasypowej. Mieszanka ta mo\
e mieć
jednolity skład chemiczny lub składać się z ró\
norodnych składników. Następnie dodaje się
środek poślizgowy i przeprowadza operację mieszania w mieszalnikach łopatkowych lub
sto\
kowych (dla proszków metali plastycznych). Proszki metali kruchych oraz ceramiczne
miesza się w młynach kulowych. Podczas operacji mieszania, która wymaga określonego
czasu, następuje ujednorodnienie mieszanki oraz ścieranie i zaokrąglanie krawędzi cząstek, co
poprawia gęstość nasypową. Je\
eli cząstki proszku są utlenione (np. w czasie składowania),
to przed utworzeniem mieszanki nale\
y przeprowadzić operację wy\
arzania
w atmosferze redukującej (zwykle stosuje się wodór) przy temperaturze 400 800oC.
Rozró\
nia się następujące sposoby prasowania:
- jednostronne,
- z pływającą (swobodną) matrycą,
- dwustronne z przeciwbie\
nym ruchem stempli,
- dwustronne ze współbie\
nym ruchem matrycy.
Zastosowanie danego sposobu prasowania jest związane z konstrukcją wypraski. Podczas
prasowania jednostronnego (rys. 6) gęstość wypraski spada stopniowo w miarę wzrostu
odległości od czoła stempla ruchomego. Sposób ten jest najprostszy w realizacji, lecz ze
względu na niekorzystny rozkład gęstości bywa stosowany tylko do niskich wyprasek.
Prasowanie dwustronne z przeciwbie\
nym ruchem stempli (rys. 7) jest wykorzystywane
do wykonywania wyprasek o niewielkich gabarytach na prasach mechanicznych
krzywkowych. Prasowanie dwustronne ze współbie\
nym ruchem matrycy (rys. 8) ma
szerokie zastosowanie. Przy prędkości matrycy równej połowie prędkości stempla rozkład
gęstości w wyprasce jest taki sam jak podczas prasowania z przeciwbie\
nym ruchem stempli,
inaczej natomiast przebiega usuwanie wypraski z matrycy.
Je\
eli wypraska posiada kilka stopni wysokości - niezbędne jest zastosowanie zespołu
stempli kształtujących poszczególne stopnie wysokości. Przykładowo na rys. 9 pokazano
przebieg prasowania dwustronnego ze współbie\
nym ruchem matrycy dla wypraski o dwóch
wysokościach.
Rys. 6. Schemat prasowania jednostronnego: a) zasypywanie proszku do matrycy, b) prasowanie,
c) usunięcie wypraski: 1 - stempel prasujący (ruchomy), 2 - stempel dolny (stały),
3 - matryca, 4 - kaseta zasypowa, 5 - wyrzutnik, 6  wypraska o wymiarach d i h [3]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Rys. 7. Schemat prasowania dwustronnego z przeciwbie\
nym ruchem stempli: a) zasypywanie
proszku do matrycy, b) prasowanie, c) usuwanie wypraski: 1 - stempel górny,
2 - stempel dolny, 3 - matryca, 4 - kaseta zasypowa, 5  wypraska [3]
Rys. 8. Prasowanie dwustronne ze współbie\
nym ruchem matrycy: a) zasypywanie
proszku, b) prasowanie, c) usuwanie wypraski: 1 - stempel górny, 2 - stempel
dolny, 3 - matryca, 4 - ruchomy stół matrycy, 5 - kaseta zasypowa,
6  wypraska [3]
Rysunki 10 i 11 przedstawiają przebieg prasowania ze współbie\
nym ruchem matrycy
dla wyprasek z otworem. Dodatkowym elementem prasownika jest trzpień, który zwykle
porusza się razem z matrycą. Przy cienkich ściankach wyprasek prasa winna realizować
napęd dodatkowego ruchu trzpienia, który przebija warstwę proszku pod kasetą zasypową
(inaczej nie jest mo\
liwe prawidłowe zasypanie proszku do wąskiej szczeliny pomiędzy
trzpieniem i ścianką matrycy).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
Rys. 9. Prasowanie dwustronne ze współbie\
nym ruchem matrycy wypraski
o dwóch wysokościach: a) poło\
enie zasypu, b) koniec prasowania:
1 - stempel górny ruchomy (prasujący), 2 - stempel dolny ruchomy,
3 - matryca, 4 - komora zasypowa z proszkiem, 5 - wypraska,
6 - stempel dolny stały, 7 - ogranicznik skoku stempla 2, h1n,
h2n - wysokości komory zasypowej, H1s, H2s - skoki robocze stempli, Hm - skok
matrycy, h1, h2 - wysokości wypraski, V01, V02 - objętości proszku w komorze
zasypowej, V1, V2 - odpowiednie objętości poszczególnych stopni wypraski [3]
Tabela 4. Klasy trudności wykonania wyprasek i stosowane sposoby prasowania [3]
Charakterystyka wypraski
Klasa Przykłady kształtów wyprasek
i sposób prasowania
I Wypraski płaskie o stałej i małej
wysokości.
Prasowanie jednostronne.
Wypraski o stałej wysokości,
tulejki cienko - i grubościenne.
Prasowanie dwustronne z przeciw-
bie\
nym ruchem stempli (dla małych
wyprasek) lub ze współbie\
nym
II
ruchem stempla i matrycy (ewentual-
nie z pływającą matrycą). Przy tulej-
kach cienkościennych konieczne jest
przebijanie trzpieniem warstwy
proszku pod kasetą zasypową.
III Wypraski o dwóch stopniach wyso-
kości, tulejki z pojedynczym kołnie-
rzem. Prasowanie dwustronne ze
współbie\
nym ruchem stempla
i matrycy. Prasowniki z zespołem
stempli, ewentualne przebijanie war-
stwy proszku. Prasy wielokrotnego
działania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
Tabela 4. cd.
IV Wypraski o trzech lub więcej stop-
niach wysokości, tulejki
z kołnierzami zewnętrznymi lub
wewnętrznymi, które nie przylegają
do powierzchni czołowych. Prasowa-
nie dwustronne ze współbie\
nym
ruchem stempla i matrycy. Zło\
ona
konstrukcja prasowników z dwoma
zespołami stempli, ewentualne
przebijanie warstwy proszku. Prasy
wielokrotnego działania.
Rys. 10. Prasowanie dwustronne tulejki ze współbie\
nym ruchem matrycy: a) zasypywanie proszku,
b) prasowanie, c) usuwanie wypraski: 1 - stempel górny, 2 - stempel dolny, 3 - matryca,
4 - trzpień, 5 - kaseta zasypowa, 6 - wypraska, 7 - poło\
enie początkowe trzpienia przy
zasypywaniu z przebijaniem warstwy proszku [3]
Rys. 11. Prasowanie dwustronne ze współbie\
nym ruchem matrycy tulejki z kołnierzem: 1 - stempel
górny, 2 - stempel dolny stały, 3 - stempel dolny ruchomy, 4 - matryca, 5 - trzpień,
6 - poło\
enie początkowe trzpienia przy zasypywaniu z przebijaniem warstwy proszku,
7 - kaseta zasypowa, 8 - przesuwny ogranicznik ruchu stempla dolnego ruchomego,
9 - popychacz ustalający stempel 3 w odpowiednich poło\
eniach podczas napełniania
matrycy proszkiem (a) i przy usuwaniu wypraski 10 z matrycy (c): b) faza prasowania [3]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
W tabela 4 przedstawiono klasy trudności wykonania wyprasek i stosowane sposoby
prasowania.
Prasowanie izostatyczne
Prasowanie izostatyczne polega na zagęszczaniu proszku umieszczonego w elastycznej
formie za pomocą wysokiego ciśnienia hydrostatycznego. Elastyczna forma wraz z zasypaną
odpowiednią porcją proszku zostaje umieszczona w komorze ciśnieniowej i poddana
działaniu cieczy pod wysokim ciśnieniem. Po zakończeniu prasowania następuje
dekompresja, wyjęcie z komory ciśnieniowej formy z wypraską i usunięcie formy.
Omawiany sposób prasowania jest mo\
liwy do zastosowania tylko dla materiałów
ściśliwych (rozdrobnionych lub spiekanych o porowatej strukturze). Istotną zaletą jest du\
a
jednorodność otrzymywanych wyprasek.
Prasowanie kroczące (z przesuwającą się matrycą)
Podczas prasowania kroczącego proszek zasypany swobodnie do matrycy w kształcie
rynny jest prasowany za pomocą stempla o specjalnym kształcie (rys. 12). Po ka\
dym cyklu
obcią\
enia matryca jest przesuwana. Przesunięcie przypadające na jeden cykl nazywa się
skokiem prasowania. Sposób ten słu\
y do wytwarzania kształtek w postaci długich prętów lub
taśm.
Rys. 12. Schemat prasowania kroczącego (z przesuwną matrycą): 1  stempel, 2  matryca,
3  prasowany proszek [3]
Walcowanie proszków
Stosując odpowiednie gnioty mo\
na wytwarzać w procesie walcowania wzdłu\
nego
wyroby w postaci taśm bezpośrednio z proszku. Otrzymane taśmy poddaje się następnie
spiekaniu. Mają one strukturę porowatą, a uzyskanie odpowiednich własności
wytrzymałościowych i plastycznych wymaga zwykle dalszej obróbki plastycznej
i ponownego spiekania. Schematy sposobów walcowania proszków przedstawiono na rys. 13.
Wyciskanie proszków
Kształtki w postaci prętów i rur wytwarza się z proszków w procesie wyciskania
współbie\
nego (rys. 14). Proces mo\
e być prowadzony z dodatkiem lub bez dodatku
plastyfikatora (substancji zlepiającej: np. stearyny lub skrobii). Wyroby wyciskane poddaje
się spiekaniu, podczas którego plastyfikator odparowuje. Sposób znajduje zastosowanie dla
proszków o małej formowalności (np. z wolframu, niobu, węglika wolframu itp.). Proszki
metali plastycznych wyciska się bez dodatku plastyfikatora, przy czym konieczne jest
stosowanie du\
ych stopni odkształcenia. Technologia wyciskania bez plastyfikatorów stwarza
trudności, gdy\
wskutek tarcia na wyjściu z matrycy pojawiają się naprę\
enia rozciągające,
prowadzące do lokalnego spadku gęstości i powstawania pęknięć. Aby tego uniknąć stosuje
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
się m. in. wstępne zagęszczanie proszku w pojemniku poprzez nacisk stempla przy
zamkniętym otworze matrycy.
Rys. 13. Sposoby walcowania taśmy z proszku: kotlina walcownicza mo\
e być usytuowana pionowo
(a) lub poziomo (b i c): 1 - walec, 2 - zasobnik proszku, 3 - podajnik śrubowy [3]
Rys. 14. Wyciskanie współbie\
ne z proszku: a) pręta, b) rury: 1 - pojemnik, 2 - tuleja
pojemnika, 3 - stempel, 4 - przekładka, 5 - matryca, 6 - płyta matrycy, 7 - proszek
wyciskany, 8  trzpień [3]
Odlewanie i natryskiwanie
Formowanie kształtek o skomplikowanych kształtach z proszków o niskiej
formowalności i zagęszczalności (np. ceramicznych i ceramiczno - metalicznych) realizuje
się za pomocą odlewania gęstej zawiesiny proszku w cieczy z dodatkami poprawiającymi
lejność i zapobiegającymi zlepianiu się drobin proszku (tzw. gęstwy). Formy odlewnicze
wykonuje się z porowatego materiału wchłaniającego ciecz (np. z gipsu). Kształtki po
wyjęciu z form odlewniczych są suszone i poddawane spiekaniu.
Natryskiwanie słu\
y do wykonywania cienkościennych kształtek (skorup) z proszków
ceramicznych i ceramiczno - metalicznych. Zawiesinę proszku w cieczy łatwo parującej
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
z dodatkiem \
ywic organicznych nanosi się poprzez natrysk (z pistoletu lub dyszy) na
powierzchnię modelu. Po wyschnięciu i zdjęciu z modelu kształtkę poddaje się spiekaniu.
Je\
eli potrzebna jest du\
a gęstość kształtki, to przed spiekaniem stosuje się dodatkowo
prasowanie izostatyczne w formach gumowych.
Specjalne metody formowania (formowanie i prasowanie dynamiczne i pulsacyjne,
prasowanie w polu magnetycznym)
Podczas prasowania dynamicznego wykorzystuje się energię fali uderzeniowej,
wywołanej detonacją ładunku kruszącego lub wyładowaniem elektrycznym du\
ej mocy.
Ciśnienie na froncie fali uderzeniowej mo\
e działać na proszek (w matrycy lub elastycznej
formie) bezpośrednio lub za pomocą stempla. Podczas prasowania występują bardzo du\
e
prędkości odkształcenia. Proces znajduje zastosowanie w produkcji jednostkowej elementów
o specjalnych zastosowaniach z proszków metali o wysokiej wytrzymałości.
Prasowanie dynamiczne mo\
e być równie\
przeprowadzane w matrycach zamkniętych na
młotach kuz
niczych bezszabotowych (przeciwbie\
nych) o du\
ych prędkościach bijaków
(ok. 30-40 m/s). W wyniku występowania du\
ych prędkości względnych na powierzchniach
kontaktu proszku ze ściankami matrycy ulega obni\
eniu siła tarcia, co poprawia jednorodność
gęstości otrzymywanych wyprasek.
Efekt obni\
enia sił tarcia występuje równie\
podczas prasowania w matrycach
zamkniętych z zastosowaniem pulsacji przemieszczeń elementów prasowników lub ciśnienia
prasowania z częstotliwościami rzędu kilkunastu do kilkuset Hz lub ultradz
więkowymi.
Realizacja procesu prasowania pulsacyjnego wymaga zastosowania specjalnych maszyn
i urządzeń (np. hydrauliczne prasy pulsacyjne).
Formowanie pulsacyjne umo\
liwia zagęszczenie proszku zasypanego swobodnie do
matrycy pod warunkiem zastosowania wysokiej energii drgań przy odpowiedniej amplitudzie
i częstotliwości. Stosuje się pulsatory hydrauliczne lub mechaniczne.
Prasowanie w polu magnetycznym stosuje się przy wytwarzaniu magnesów
anizotropowych. Zawiesina proszku o odpowiednich własnościach magnetycznych w cieczy
jest podawana do matrycy (prasowanie  na mokro ). Silne pole magnetyczne wytwarzane
przez cewkę otaczającą matrycę wywołuje orientację cząstek proszku. Ciecz jest odsysana za
pomocą pompy poprzez przepuszczalną przekładkę umieszczoną na dnie matrycy.
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie rozró\
niamy metody zagęszczania proszków?
2. Czym charakteryzuje się prasowanie w matrycach zamkniętych?
3. Jakie są rodzaje prasowania w matrycach zamkniętych?
4. Jakie są etapy prasowania w matrycach zamkniętych?
5. W jaki sposób obni\
a się siły tarcia w procesie prasowania?
6. Na czym polega prasowanie izostatyczne?
7. Czym charakteryzuje się prasowanie kroczące?
8. Jaka jest ró\
nica pomiędzy walcowaniem i wyciskaniem proszków?
9. Jakie jest zastosowanie odlewania i natryskiwania proszków?
10. Jakie są specjalne metody formowania proszków?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Jaką metodę prasowania proszków przedstawiono na schemacie? Opisz etapy prasowania
oraz elementy oznaczone numerami od 1 do 6. Jakie przepisy bhp, ochrony
przeciwpo\
arowej, ochrony środowiska obowiązują w procesie prasowania proszków?
Rysunek do ćwiczenia 1 [3]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat prasowania proszków,
2) rozpoznać metodę prasowania proszków,
3) scharakteryzować metodę prasowania proszków,
4) opisać etapy prasowania,
5) opisać elementy oznaczone na rysunku,
6) określić przepisy bhp, ochrony przeciwpo\
arowej ochrony środowiska obowiązują
w procesie prasowania proszków (wykorzystaj wiadomości, które opanowałeś w
jednostce modułowej 812[02].O1.01,
7) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Jaką metodę prasowania proszków przedstawiono na schemacie? Opisz etapy prasowania
oraz elementy oznaczone numerami od 1 do 3.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Rysunek do ćwiczenia 2 [3]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat prasowania proszków,
2) rozpoznać metodę prasowania proszków,
3) scharakteryzować metodę prasowania proszków,
4) opisać etapy prasowania,
5) opisać elementy oznaczone na rysunku,
6) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 3
Przedstaw - w postaci tabelarycznej - metody prasownia proszków oraz ich
zastosowanie.
Metoda Zastosowanie
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat prasowania proszków,
2) wypisać metody prasowania proszków,
3) opisać metody prasowania proszków,
4) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować prasowanie w matrycach zamkniętych?
1
1

2) określić sposoby obni\
ania siły tarcia w procesie prasowania?
1
1

3) scharakteryzować prasowanie izostatyczne?
1
1

4) scharakteryzować prasowanie kroczące?
1
1

5) scharakteryzować walcowanie i wyciskanie proszków?
1
1

6) scharakteryzować odlewanie i natryskiwanie proszków?
1
1

7) scharakteryzować specjalne metody formowania proszków?
1
1

8) rozró\
nić metody formowania proszków?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
4.3. Proces spiekania
4.3.1. Materiał nauczania
Spiekanie polega na wygrzewaniu proszku lub uformowanej kształtki przez określony
czas, w odpowiedniej temperaturze i atmosferze. W efekcie otrzymuje się materiał spiekany,
który odznacza się pewną spoistością (w przypadku spiekania proszku) lub wy\
szą
wytrzymałością ni\
uformowana kształtka. Zasadniczą rolę w procesie spiekania odgrywają
zjawiska przemieszczania się atomów (transportu masy): dyfuzja powierzchniowa
i objętościowa, płynięcie wywołane ciśnieniem kapilarnym, parowanie i kondensacja.
Przyczyną tych zjawisk jest nadwy\
ka energii układu cząstek proszku, związana z ich du\
ą
powierzchnią właściwą. Obni\
enie energii układu odbywa się poprzez zmniejszanie się
powierzchni swobodnych w drodze tworzenia szyjek łączących poszczególne cząstki,
wygładzania nieregularnych powierzchni swobodnych oraz sferoidyzacji i zmniejszania się
pustek a\
do ich zanikania (rys. 15).
Rys. 15. Schemat zmniejszania powierzchni swobodnej podczas spiekania układu trzech cząstek
kulistych: a) styk punktowy cząstek przed spiekaniem, b) tworzenie szyjek łączących
cząstki, c) sferoidyzacja i zmniejszanie się pustki [3]
Ponadto podczas spiekania mogą zachodzić reakcje chemiczne (utleniania lub redukcji -
w zale\
ności od składu atmosfery pieca) oraz proces rekrystalizacji (gdy podczas formowania
kształtek cząstki proszku uległy odkształceniom plastycznym), a tak\
e inne zjawiska, np.
wzajemne rozpuszczanie się składników mieszanki proszków, przemiany fazowe itp.
Podstawowe warunki spiekania dla mieszanki proszkowej o ustalonym składzie stanowią:
- temperatura,
- czas spiekania,
- skład chemiczny atmosfery pieca.
Podwy\
szona temperatura powoduje zwiększenie ruchliwości atomów i przyspieszenie
procesów dyfuzji. Niezbędne jest dostarczenie odpowiedniej dawki energii cieplnej (energia
aktywacji spiekania). Po\
ądany przebieg procesu spiekania wymaga określonego czasu.
W zale\
ności od zastosowanej temperatury rozró\
nia się spiekanie:
- w fazie stałej,
- z udziałem fazy ciekłej,
- z udziałem zanikającej fazy ciekłej.
Spiekanie w fazie stałej przeprowadza się w temperaturze 0,7 0,8 temperatury topnienia
metalu spiekanego (ok. 1150oC dla spieków na bazie \
elaza, 800 900oC dla miedzi).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
Podczas spiekania z udziałem fazy ciekłej temperatura jest tak dobrana, \
e niektóre
składniki mieszanki proszkowej przechodzą w stan ciekły. Przebieg procesu jest uzale\
niony
od stopnia zwil\
ania fazy stałej przez składnik ciekły. Przy dobrej zwil\
alności wskutek
zjawisk kapilarnych zachodzi łatwa penetracja ciekłego składnika pomiędzy cząstki fazy
stałej i zbli\
anie ich do siebie. Odwrotnie, przy braku zwil\
alności cząstki te oddalają się od
siebie. W początkowym stadium spiekania następuje więc przegrupowanie cząstek fazy stałej.
W dalszej kolejności zachodzi transport masy poprzez fazę ciekłą w wyniku zjawisk
rozpuszczania fazy stałej w ciekłym składniku oraz osadzania z fazy ciekłej. Ostatni etap
stanowi spiekanie w fazie stałej połączonych cząstek proszku (tzw. szkieletu). Udział fazy
ciekłej powoduje intensyfikację procesu spiekania prowadząc do zanikania porów i wzrostu
gęstości w większym stopniu, ni\
podczas spiekania w fazie stałej, zwłaszcza przy dobrej
zwil\
alności oraz rozpuszczalności fazy stałej w fazie ciekłej, której ilość powinna wynosić
co najmniej 5 % (objętościowo).
Spiekanie z udziałem zanikającej fazy ciekłej ma miejsce, gdy składniki mieszanki
proszkowej tworzą roztwory w stanie stałym (np. Fe - Cu, Fe - P, Cu - Sn). Zachodzi wtedy
dyfuzja składnika ciekłego w głąb fazy stałej.
Podczas spiekania wymiary wypraski ulegają pewnym zmianom. Spiekanie z udziałem
fazy ciekłej przy dobrej zwil\
alności wywołuje zmniejszenie wymiarów wypraski (skurcz).
Je\
eli natomiast dyfuzja składnika ciekłego do fazy stałej powoduje tworzenie roztworu
substytucyjnego, to wymiary wypraski powiększają się (zachodzi tzw. spęcznienie).
Ostateczne zmiany wymiarowe wyprasek są wynikiem tych dwóch przeciwstawnych zjawisk.
W warunkach przemysłowych spiekanie przeprowadza się zwykle w piecach
elektrycznych (oporowych lub indukcyjnych) albo gazowych do pracy ciągłej, gdzie wypraski
przemieszczają się przez wszystkie strefy pieca na ruchomej taśmie. Atmosferę stanowi
wodór lub zdysocjowany amoniak, względnie mieszaniny wodoru, tlenków węgla, metanu
i azotu. Stosuje się równie\
oczyszczone gazy obojętne (N2, Ar, He) lub pró\
nię (w piecach
indukcyjnych o działaniu przerywanym). Czas spiekania wynosi zwykle od 1 do 2 godzin.
Połączenie formowania ze spiekaniem
Połączenie operacji formowania (prasowania w matrycy zamkniętej) ze spiekaniem
znajduje zastosowanie do wytwarzania wyrobów o niskiej porowatości i wysokiej
wytrzymałości z proszków metali trudnotopliwych i ceramicznych. Procesy spiekania
przebiegają intensywnie pod ciśnieniem, a ponadto podwy\
szona temperatura pozwala na
obni\
enie nacisku prasowania. Ewentualne stosowanie atmosfer ochronnych zapobiega
utlenianiu proszków. Odpowiednie schematy prasowania pod ciśnieniem pokazano na rys. 16.
Rys. 16. Schemat prasowania na gorąco w matrycy zamkniętej: a) z podgrzewaniem proszku,
b) z podgrzewaniem matrycy, c) w piecu: 1 - stemple, 2 - matryca, 3 - proszek,
4 - elektrody miedziane chłodzone wodą, 5 - układ elektryczny, 6 - piec, 7 - elementy
grzewcze [3]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
Procesy technologiczne:
- wytwarzanie materiałów spiekanych na osnowie niklu i \
elaza (metoda MA ODS 
rys. 17),
- otrzymywanie spieków kształtowych ze spiekanych stali szybkotnących (metoda CMII
Fuldens  rys. 18),
- spiekanie stali szybkotnącej (metoda ASEA-STORA  rys. 19),
- wytwarzanie spiekanych stali szybkotnących (metoda STAMP  rys. 20, metoda CAP 
rys. 21),
- formowanie wtryskowe proszku (rys. 22),
- otrzymywanie węglików spiekanych (rys. 23),
- wytwarzanie drutów nadprzewodzących po spiekaniu proszków Nb i infiltracji Sn do
spiekanego szkieletu (rys. 24),
- wytwarzanie materiałów kompozytowych o osnowie metalowej (rys. 25).
Rys. 17. Schemat procesu technologicznego (MA ODS) wytwarzania materiałów spiekanych na
osnowie niklu i \
elaza [1, s. 625]
Rys. 18. Schemat procesu technologicznego CMII Fuldens otrzymywania spieków kształtowych
ze spiekanych stali szybkotnących: a) mechaniczne rozdrobnienie proszków,
b) napełnianie pojemników, c) prasowanie izostatyczne na zimno, d) konwencjonalne
prasowanie proszku w matrycach stalowych na zimno, e) spiekanie
w pró\
ni, f) obróbka wykończająca narzędzia, g) kontrola [1, s.632]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
Rys. 19. Schemat procesu technologicznego spiekania stali szybkotnącej metodą ASEA-STORA
(ASP): a) rozpylanie pojemniku pionowym, b) przesiewanie proszku, c) napełnianie
zbiornika stalowego, d) zaspawanie zbiornika iłowego, e) prasowanie izostatyczne na
zimno, f) blok stali szybkotnącej wstępnie sprasowany, g) podgrzewanie wstępne
i odgazowanie, h) podgrzewanie, i) spiekanie izostatyczne na gorąco, j) blok spiekanej stali
szybkotnącej [1, s. 633]
Rys. 20. Schemat procesu technologicznego wytwarzania spiekanych stali szybkotnących metodą
STAMP: a) rozpylanie w pojemniku poziomym, b) przesiewanie proszku, c) napełnianie
zbiornika stalowego, d) zaspawanie zbiornika stalowego, e) podgrzewanie, f) zagęszczanie
w prasie hydraulicznej, g) obróbka plastyczna, h) blok stali szybkotnącej [1, s. 635]
Rys. 21. Schemat procesu technologicznego wytwarzania spiekanych stali szybkotnących metodą
CAP: a) rozpylanie w pojemniku pionowym, b) przesiewanie, c) napełnianie szklanej
formy, d) odgazowanie w temperaturze 300 500�C, e) zestalanie w piecu, f) obróbka
plastyczna na gorąco [1, s. 635]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
Rys. 22. Schemat procesu formowania wtryskowego proszku [1, s. 636]
Rys. 23. Schemat procesu technologicznego otrzymywania węglików spiekanych [1, s. 645]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
Rys. 24. Schemat wytwarzania drutów nadprzewodzących po spiekaniu proszków Nb i infiltracji Sn
do spiekanego szkieletu [1, s. 703]
Rys. 25. Schemat procesu CERACON wytwarzania materiałów kompozytowych o osnowie
metalowej z wykorzystaniem metalurgii proszków [1, s. 791]
Obróbka wykańczająca
Obróbka wykańczająca spieków składa się z:
- obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, wykonywanej w celu polepszenia właściwości
wyrobów spiekanych, które mo\
na poddać hartowaniu i odpuszczaniu, przesycaniu
i starzeniu lub obróbce cieplno-chemicznej nawęglaniu lub azotowaniu,
- utleniania w parze wodnej w celu poprawienia odporności na korozję i zmiana
właściwości fizycznych i mechanicznych,
- kalibrowania, przeprowadzanego na gotowych produktach w celu uzyskania wy\
szej
dokładności wymiarowej, poddając je naciskom znacznie ni\
szym ni\
podczas
formowania,
- nasycania spieków metalami (stosowanego w celu zmniejszenia porowatości spieku,
poprzez zanurzenie porowatego szkieletu w roztopionym metalu lub wygrzewaniu
szkieletu wypełnionego proszkiem nasycającym w piecu) lub niemetalami,
- obróbki plastycznej i skrawaniem, wykonywanej w celu uzyskania wymaganych cech
geometrycznych i własności, stosowana dla spieków obróbka plastyczna to np. kucie
i walcowanie, a stosowana obróbka skrawaniem to np. szlifowanie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na czym polega spiekanie proszków?
2. Jakie procesy zachodzą podczas spiekania?
3. Jakie są podstawowe warunki spiekania?
4. Czym charakteryzuje się spiekanie w fazie stałej?
5. Czym charakteryzuje się spiekanie z udziałem fazy ciekłej?
6. Czym charakteryzuje się spiekanie z udziałem zanikającej fazy ciekłej?
7. W jakich urządzeniach przeprowadza się spiekanie proszków?
8. W jakiej atmosferze przebiega proces spiekania?
9. Jakie korzyści stwarza połączenie operacji formowania ze spiekaniem?
10. Jakie są metody obróbki wykańczającej spieków?
11. Jakie są rodzaje procesów technologicznych metalurgii proszków?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Jaką metodę spiekania proszków przedstawiono na schemacie? Opisz etapy spiekania
oraz elementy oznaczone numerami od 1 do 7. Jakie przepisy bhp, ochrony ppo\
., ochrony
środowiska obowiązują w procesie spiekania proszków?
Rysunek do ćwiczenia 2 [3]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat spiekania proszków,
2) rozpoznać metodę spiekania proszków,
3) scharakteryzować metodę spiekania proszków,
4) opisać etapy spiekania,
5) opisać elementy oznaczone na rysunku,
6) określić przepisy bhp, ochrony ppo\
., ochrony środowiska obowiązują w procesie
spiekania proszków (wykorzystaj wiadomości, które opanowałeś w jednostce modułowej
812[02].O1.01,
7) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
Ćwiczenie 2
Posługując się schematem opisz proces technologiczny wytwarzania spiekanych stali
szybkotnących metodą STAMP.
Rysunek do ćwiczenia 3 [1, s. 635]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat proces technologicznego
metodą STAMP,
2) dokonać analizy schematu,
3) opisać etapy procesu,
4) scharakteryzować etapy procesu,
5) rozró\
nić urządzenia stosowane w procesie technologicznym STAMP,
6) określić zabiegi w procesie wykańczania wyrobów,
7) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- schemat procesu technologicznego wytwarzania spiekanych stali szybkotnących metodą
STAMP,
- modele maszyn i urządzeń stosowanych w metalurgii proszków,
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
Ćwiczenie 3
Posługując się schematem opisz proces technologiczny otrzymywania spieków
kształtowych ze spiekanych stali szybkotnących metodą CMII Fuldens.
Rysunek do ćwiczenia 4 [1, s. 632]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat proces technologicznego
metodą CMII Fuldens,
2) dokonać analizy schematu,
3) opisać etapy procesu,
4) scharakteryzować etapy procesu,
5) rozró\
nić urządzenia stosowane w procesie technologicznym CMII Fuldens,
6) określić zabiegi w procesie wykańczania wyrobów,
7) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- schemat procesu technologicznego CMII Fuldens otrzymywania spieków kształtowych
ze spiekanych stali szybkotnących,
- modele maszyn i urządzeń stosowanych w metalurgii proszków,
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 4
Opracuj schemat procesu wytwarzania węglików spiekanych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat wytwarzania węglików
spiekanych,
2) opracować schemat z uwzględnieniem następujących etapów:
- otrzymywanie węglików,
- przesiewanie,
- otrzymywanie proszku kobaltu,
- mielenie na mokro,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
- odparowanie cieczy zwil\
ającej,
- przesiewanie,
- prasowanie,
- spiekanie wstępne wypraski bloków,
- cięcie i formowanie,
- spiekanie końcowe,
3) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4, flamastry,
- literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować proces spiekanie proszków?
1
1

2) określić korzyści z połączenia operacji formowania ze spiekaniem?
1
1

3) określić zabiegi w procesie wykańczania wyrobów z proszków?
1
1

4) scharakteryzować proces wytwarzania materiałów spiekanych na
osnowie niklu i \
elaza? 1
1

5) scharakteryzować proces otrzymywania spieków kształtowych ze
spiekanych stali szybkotnących? 1
1

6) scharakteryzować proces spiekania stali szybkotnącej?
1
1

7) scharakteryzować proces otrzymywania węglików spiekanych?
1
1

8) scharakteryzować proces wytwarzania materiałów kompozytowych
o osnowie metalowej? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uwa\
nie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do ka\
dego zadania dołączone są 4 mo\
liwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki nale\
y błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłó\
jego rozwiązanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiązanie testu masz 30 minut.
Powodzenia!
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Wyroby są wytwarzane wyłącznie metodą metalurgii proszków to
a) ło\
yska porowate.
b) wały maszynowe.
c) koła zębate.
d) kształtowniki.
2. Proszek metalu rozpylany i otrzymany w drodze rozkładu karbonylków ma cząstki
zbli\
one do ziaren
a) postrzępionych,
b) sferoidalnych,
c) dendrytycznych,
d) płatkowych.
3. Parametr nie nale\
yący do podstawowych własności technologicznych proszku?
a) gęstość nasypowa.
b) sypkość.
c) lepkość.
d) formowalność.
4. Metal po stopieniu w indukcyjnym piecu pró\
niowym jest rozpylany
w dyszy za pomocą argonu o wysokiej czystości w metodzie
a) elektrolizy
b) rozpylania wodą.
c) rozpylania powietrzem.
d) rozpylania gazem obojętnym.
5. Do rozdrabniania materiałów kruchych stosuje się
a) obróbkę skrawaniem.
b) mielenie w młynach kulowych.
c) parowanie i kondensację.
d) metalotermię.
6. Nie otrzymuje się kształtek z materiału rozdrobnionego w metodzie
a) prasowanie w matrycach zamkniętych.
b) walcowanie.
c) odlewanie.
d) obróbka skrawaniem.
7. Maksymalne wartości ciśnienia prasowania nie przekraczają
a) 600 800 MPa,
b) 400 600 MPa,
c) 200 400 MPa,
d) 100 200 MPa.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
8. Proszki metali kruchych oraz ceramiczne miesza się w
a) mieszalnikach bębnowych.
b) mieszalnikach sto\
kowych.
c) mieszalnikach łopatkowych.
d) młynach kulowych.
9. Przedstawione kształty wyprasek nale\
ą do klasy trudności wykonania
a) I.
b) II.
c) III.
d) IV.
10. Prasowanie izostatyczne polega na zagęszczaniu proszku umieszczonego w elastycznej
formie za pomocą wysokiego ciśnienia hydrostatycznego
a) powietrza.
b) cieczy.
c) piasku.
d) roztopionej cyny.
11. Kształtki w postaci prętów i rur wytwarza się z proszków w procesie
a) walcowania,
b) prasowania kroczącego,
c) wyciskania współbie\
nego,
d) prasowania izostatycznego.
12. Nie jest zaliczana do metod specjalnych metoda formowania
a) natryskiwanie.
b) prasowanie dynamiczne.
c) prasowanie pulsacyjne.
d) prasowanie w polu magnetycznym.
13. Spiekanie w fazie stałej przeprowadza się w temperaturze
a) 0,4-0,5 temperatury topnienia metalu spiekanego.
b) 0,5-0,6 temperatury topnienia metalu spiekanego.
c) 0,6-0,7 temperatury topnienia metalu spiekanego.
d) 0,7-0,8 temperatury topnienia metalu spiekanego.
14. W warunkach przemysłowych spiekanie przeprowadza się zwykle w
a) piecach elektrycznych oporowych.
b) w zbiornikach iłowych.
c) w zbiornikach stalowych.
d) nagrzewnicach.
15. Podczas spiekania atmosferę w piecu tworzy
a) powietrze,
b) zdysocjowany amoniak,
c) tlen,
d) dwutlenek węgla.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
16. W celu poprawienia odporności na korozję i zmiany właściwości fizycznych
i mechanicznych spieku stosuje się
a) utlenianie w parze wodnej.
b) kalibrowanie.
c) nasycanie spieków metalami.
d) obróbkę plastyczną.
17. W procesie technologicznym (MA ODS) wytwarzania materiałów spiekanych na
osnowie niklu i \
elaza podczas prasowania zbiornik jest podgrzewany do temperatury
a) 200oC.
b) 270oC.
c) 300oC.
d) 370oC.
18. Nie nale\
y do procesu technologicznego CMII Fuldens otrzymywania spieków
kształtowych ze spiekanych stali szybkotnących etap
a) spiekanie w atmosferze obojętnej.
b) spiekanie w pró\
ni.
c) prasowanie izostatyczne na zimno.
d) mechaniczne rozdrobnienie proszków.
19. W procesie technologicznym wytwarzania spiekanych stali szybkotnących metodą CAP
odgazowanie jest przeprowadzane w temperaturze
a) 100 300�C.
b) 200 400�C.
c) 300 500�C
d) 400 600�C.
20. Spiekanie wstępne w procesie otrzymywania węglików spiekanych przeprowadza się
w temperaturze
a) 800 1000�C.
b) 700 900�C.
c) 600 800�C.
d) 500 700�C.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .
Otrzymywanie materiałów z proszków spiekanych
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
6. LITERATURA
1. Dobrzański L.: Metalowe materiały in\
ynierskie. WNT, Warszawa 2004
2. Dobrzański L.: Metaloznawstwo i obróbka cieplna. WSiP, Warszawa 1997
3. http://home.agh.edu.pl/~kcs/materialy/
4. http://www.z-spaw.ps.pl/lab_pliki/
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43