OBRÓBKA WYKAŃCZAJĄCA I SPECJALNA SPIEKÓW

• Po zakończonym procesie spiekania spieki nie nadają się do bezpośredniego zastosowania jako części maszyn i wymagają dodatkowych zabiegów obróbki wykańczającej, po której surowy spiek otrzymuje ostateczny kształt i odpowiednie własności.

• Przetłaczanie wykańczające spieków gwarantuje uzyskanie dużej gładkości powierzchni. Jest to ostatnia operacja w produkcji spieków otrzymywanych z proszków metali i podlegają jej wszystkie powierzchnie równolegle do kierunku prasowania.

• Powierzchnie prostopadłe ulegają jedynie nieznacznemu wygładzeniu. Przetłaczanie wygładzające prowadzi się przy naciskach sięgających 20-25% nacisku stosowanego w prasowaniu.

• Bardzo często dodatkowym zabiegiem jest nasycanie spieków metalami lub niemetalami, stosuje się również odpowiednią obróbkę cieplną itp.

NASYCANIE SPIEKÓW METALAMI

• W celu zwiększenia wytrzymałości spieków oraz zabezpieczenia ich przed korozją stosuje się nasycanie spieków metalami. Aby ten proces był możliwy do przeprowadzenia, musi zaistnieć pewna różnica temperatur topnienia między materiałem nasycanym i nasycającym. Oba metale nie powinny tworzyć roztworów,

związków i faz międzymetalicznych lub trudno redukujących się związków tlenkowych.

• Temperatura, w której prowadzi się nasycanie powinna być zbliżona do temperatury topnienia stopu lub metalu nasycającego (przegrzanie w granicach 30-50°C). Nasycane kształtki układa się w specjalnych naczyniach ogniotrwałych i albo okłada się warstwą materiału nasycającego, albo też zanurza się w odpowiednio

podgrzane detale w kąpieli z materiału nasycającego. Proces nasycania znacznie podraża koszty produkcji, nie zawsze proporcjonalnie poprawiając cechy użytkowe otrzymanego detalu. Najczęściej do nasycania stosuje się miedź przy spiekach żelaznych, następnie mosiądze i metale niskotopliwe: cynę, ołów, cynk.

NASYCANIE NIEMETALAMI

• Zabieg ten ma na celu ochronę spieków przed korozją, podwyższenie własności przeciwciernych lub zmniejszenie ich porowatości. Do nasycania używa się siarki, żywic fenolowych lub olejów.

• Nasycanie siarką stosuje się najczęściej do części pracujących na ścieranie, takich jak łożyska ślizgowe, tuleje resorowe, tuleje popychaczy do silników spalinowych. Zabieg ten przy produkcji łożysk ślizgowych zwiększa trwałość o około 30% poprawiając równocześnie ich odporność korozyjną.

• Można też nasycać spieki żywicami fenolowymi - stosuje się je głównie do impregnacji spieków. Nasycanie prowadzi się pod ciśnieniem lub przez zanurzenie kształtki w ośrodku nasycającym.

• Stosuje się też innego rodzaju tworzywa sztuczne, np. do nasycania taśm wielowarstwowych typu taśma metalowa – tworzywo sztuczne, z których wyrabia się suche łożyska ślizgowe. Wytwarza się też łożyska z proszków żelaza, brązu i mosiądzu na osnowie teflonu. Duże znaczenie w produkcji części maszyn, dla ochrony

przed korozją, ma również nasycanie spieków olejami.

Oksydowanie i fosforanowanie

• Zabiegi służące ochronie przed korozją i zwiększenia odporności na ścieranie.

Obróbka dyfuzyjna

• Głównie chromowanie i aluminiowanie w proszkach. Celem tego procesu jest wytworzenie warstewki powierzchniowej bogatej w chrom i odpornej na korozję, natomiast aluminiowanie znacznie zwiększa żaroodporność spieków w podwyższonych temperaturach.

• Wyroby wykonane z proszków żelaza często są poddawane obróbce cieplnej, mającej na celu poprawienie ich własności fizycznych i mechanicznych. Tak samo jak i materiały lite można je hartować, odpuszczać, przesycać oraz nawęglać, cyjanować i azotować. Prawidłowo wykonane spieki można skrawać i przerabiać plastycznie. Nakładanie powłok galwanicznych stosuje się głównie do celów dekoracyjnych i ochrony przed korozją.

• W procesie metalurgii proszkowej można uzyskać materiały o dotychczas nie spotykanych własnościach, takie jak:

• Węgliki spiekane - materiały odznaczające się bardzo dużą twardością, których podstawowym składnikiem jest węglik wolframu, często z dodatkiem innych węglików, jako lepiszcze stosuje się przeważnie kobalt.

• Styki elektrotechniczne - są to przeważnie tworzywa wieloskładnikowe i w celu uzyskania najkorzystniejszych własności wybiera się do ich komponowania wiele różnych pierwiastków. Przy doborze odpowiednich

składników na styki bierze się pod uwagę skład chemiczny, długotrwałość pracy, koszty wytwarzania oraz możność odzyskania cennych składników ze zużytych spieków.

• Łożyska spiekane ze względu na konstrukcję mogą być: porowate i nieporowate. Łożyska porowate są też zwane łożyskami samosmarującymi się. Do wyrobu tego typu łożysk używa się proszków metali, do których

często dodaje się dodatki niemetaliczne. Ponieważ w trakcie spiekania następuje zmiana wymiarów, wymagana jest więc obróbka wykańczająca - dokładne nadanie wymiarów. Ścianki łożysk porowatych mają dużą ilość

gołym okiem niewidocznych porów, które łączą się ze sobą i tworzą sieć kanałów, którymi płynie olej smarujący. Porowatość łożysk samosmarujących się jest zawarta w granicach 16-35% i jest prawie

całkowicie porowatością czynną (pory 0,04-0,15 mm).

Przykłady części spiekanych z proszków

• Korzystając z technologii proszkowej produkuje się obecnie bardzo znaczny asortyment różnego rodzaju wyrobów: metaliczne filtry o różnym przeznaczeniu, wszelkiego rodzaju wyroby elektrotechniczne, części maszyn, wyroby przeznaczone do gospodarstwa domowego itd.

OBRÓBKA WYKAŃCZAJĄCA I SPECJALNA SPIEKÓW

ŁĄCZENIE SPIEKÓW Z MATERIAŁAMI LITYMI

• Połączenia mogą byd rozłączne lub nierozłączne. Połączenia nitowane wykonuje się wg ogólnie stosowanych zasad, należy jednak unikać nitów o łbach stożkowych, gdyż ich użycie powoduje kruszenie się spieków.

• Połączenia wtłaczane stosuje się wtedy, gdy część środkowa - wtłaczana - jest wykonana ze spieku. Nie

powinno się stosować wtłaczania spieków na powierzchnie zewnętrzne. Spieki powinny pracować na

ściskanie, ponieważ dopiero wtedy wykazują dobre własności eksploatacyjne.

• Spieki można lutować, uzyskuje się wtedy odpowiedzialne połączenia. Nie powinno się natomiast

łączyć spieków z metalami litymi stosując metody spawania łukowego.

Nowoczesne metody metalurgii proszków

Proces MIM (Metal Injection Molding)

• Proces MIM umożliwia przetwarzanie materiałów w sposób identyczny jak tworzywo sztuczne poprzez stosowanie mieszaniny metalowego proszku i składników wiążących. Produkty są projektowane analogicznie do

elementów plastikowych poprzez wykorzystanie różnorodnej gamy stopów metalowych. Po formowaniu wtryskowym element jest obrabiany cieplnie w celu wyeliminowania polimerowego spoiwa, a następnie spiekany do pełnej gęstości.

Zalety MIM

• złożone kształty wyrobów ;

• większe możliwości niż przy odlewaniu precyzyjnym lub klasycznej technologii MP

• niższe koszty;

• eliminacja procesów obróbki mechanicznej

• wysoka dokładnośd wykonania

• wysoka gęstość; 97.5-99.5%.

• wysokie własności mechaniczne: wytrzymałość, wydłużenie, twardość

CIM –ceramic injection moulding

• CIM wykorzystuje proszki, kształtowanie wtryskowe i spiekanie dla uzyskania wyrobów o skomplikowanych kształtach wykonanych z materiałów o bardzo wysokiej twardości.

• Możliwe jest również otrzymywanie wyrobów z różnych materiałów i uniknięcie procesu ich łączenia.