Metalurgia rok III |
Temat;MATERIAŁY SPIEKANE |
Zespół 1 |
TĆ BP i OŚ. |
Michał Bojdo |
Ocena |
Metalurgia proszków znajduje coraz to szersze zastosowanie w gałęzi przemysłu metalurgicznego . Część z tych produktów możliwe jest do wykonania tylko tą technologią ze względu na specyficzne własności . Drogą metalurgii proszków wykonać możemy produkty które nie moglibyśmy wykonać zwykłą technologią ze względu na konieczność przetopienia stopu do osiągnięci fazy ciekłej . Ponieważ wiele stopów cechuje się wysoką temperaturą topnienia ,stąd przetopienie takiego materiału było by bardzo energochłonne i drogie.
Do spiekanych materiałów konstrukcyjnych należą --> [Author:B] materiały spiekane na osnowie żelaza, brązy i mosiądze. Tego typu spieki stosowane są przede wszystkim w maszynach i
aparatach przeznaczonych do masowego zastosowania.
Głównymi składnikami stopowymi spiekanych materiałów konstrukcyjnych na bazie
proszku żelaza są: węgiel, nikiel, miedż, molibden.
0 ile węgiel jest podstawowym składnikiem wszystkich stali konstrukcyjnych
otrzymanych drogą klasycznej metalurgii, to w spiekanych cześciach maszyn
eliminuje sie go w wielu przypadkach(wynika to z trudności utrzymania w procesie
produkcyjnym założonej jego zawartości, wprowadza się go w postaci grafitu)
Mangan i chrom, które w stalach konwencjonalnych należąa do podstawowych
składników stopowych tworzą tlenki, które nie ulegają redukcji.
Natomiast zawartość miedzi w spiekach stalowych może dochodzić do 20 %. Wprowradzenie miedzi do spieków stalowych ma na celu podwyższenie własności mechanicznych spieków, poprawa zgęszczalności proszku oraz możliwość kompensacji skurczu podczas spiekania.
Oprócz materiałów konstrukcyjnych na bazie proszku żelaza drogą metalurgii
proszków otrzymuje się także brązowe i mosieżne części konstrukcyjne.
Spiekane łożyska ślizgowe można wytwarzać drogą metalurgii proszków - podzielić je można na dwie grupy: łożyska porowate (inaczej samosmarujące,zawierające w porach olej pochłaniany z powierzchni zewnętrznej) i nieporowate (bimetalowe z warstwąślizgową brązu).
Cheąc uzyskać materiały o założonym kształcie i wymiarach porów oraz o równomiernym ich rozłożeniu należy stosować proszki kuliste o ściśle określonych wymiarach cząstek- może być to zastosowane przy produkcji filtrów. Na uzyskanżą porowatość mają także wpływ warunki prasowania i spiekania. Celem zwiększenia porowatości dodaje się często do proszku substancje porotwórcze, które odparowując przy temperaturach niższych od temperatury spiekania powodują wzrost objętości porów. Jako substancje porotwórcze stosować można np. chlorek amonu, weglan amonu, kamforę, kwaśne węglany .iej odpornožci na korozje.
Metalurgia proszków jest w niektórych dziedzinach bezkonkurencyjna.
W materiałach narzędziowych dobrym przykładem mogą być np.węgliki spiekane. Są to spieki, które zawierają ponad 70 % wysokotopliwych węglików, takich jak WC, TiC, TaC, oraz metale grupy żelaza, najczęściej kobalt, stanowiące osnowę wiążącą. Ze względu na swoje własności węgliki spiekane znajdują zastosowanie na narzędzia do skrawania, przeróbki plastycznej, w górnictwie, na narzędzia wiertnicze, nakładki w dyszach itd.
Spieki metalowo-diamentowe stosowane są na narzędzia do powierzchniowej
obróbki mechanicznej, niektórych materiałów szczególnie twardych np. węglików
spiekanych oraz w górnictwie jako narzedzia wiertnicze. Osnowe metaliczną takich
materiałów stanowią proszki brązu lub proszki żelazo-nikiel, żelazo-nikiel-chrom,
molibden-miedż-kobalt, wolfram-miedż-nikiel, względnie proszki węglik wolframu-
kobalt itp. Wielkość cząstek diamentu wpływa na wydajność pracy narzędzia; która
wzrasta wraz z wielkością cząstek diamentu, natomiast gładszą powierzchni`
uzyskuje się przy stosowaniu drobniejszych cząstek.
Materiały ścierne składaja się z osnowy metalicznej, którą stanowi żelazo,aluminium lub brąz oraz cząstek materiału ściernego AI203, Si02 itp.
W elektrotechnice również znajduje zastosowanie metalurgia proszków.
Przykładem mogą być tu styki elektryczne, które można podzielić na dwie grupy:
pseudostopy (W-Cu, W-Ag, Mo-Ag, metal-grafit),
styki z metali trudnotopliwych; głównie styki wolframowe.
Spieki stosowane na styki powinny charakteryzować się wysoką, gęstością, dobrą przewodnością
elektryczną, i cieplną. odpornością na zgrzewanie, na elektroerozje i korozję w
różnych ośrodkach, dobrą spawalnością. Własności te uzyskuje sie dzięki połączeniu
trudnotopliwego twardego metalu, takiego jak np. wolfram lub moiibden odpornego
na zgrzewanie ze srebrem lub miedziaą. Jako materiał na styki stosowane sa także spieki srebra z dodatkiem Cd0 lub Cu0.
Drogą metalurgii proszków otrzymuje się także magnesy małe o masie poniżej 60 g. Magnesy spiekane dzieki drobnoziarnistej strukturze mogą być poddane obróbce mechanicznej. Ponadto metoda metalurgii proszków pozwala wytwarzać magnesy razem z nabiegunnikami.
Met. proszków wyrabiać można takż magnesy twarde które są spiekami zawierajcymi
żelazo, aluminium, nikiel, miedż i tytan. Do tego typu magnesów zaliczane są magnesy zawierajce aluminium typu "Alni" i "Alnico".
Także technologia reaktorowa stosuje metale lub stopy o wielkiej czystości oraz
materiały złożone ceramiczno-metaliczne lub ceramiczne wytwarzane na drodze metalurgi proszków.
Na ćwiczeniach laboratoryjnych obserwowaliśmy struktury proszków oraz gotowych materiałów. Jak widzimy kształt cząstek proszku może być różny podobnie jak wielkość. Proszek otrzymywany metodą elektrolizy ma kształt dendrytyczny .Ma to zasadniczy wpływ na własności wyrobu podobnie jak na parametry prasowania i spiekania. Proszek o bardziej nieregularnej budowie geometrycznej lepiej się prasuje dzięki większej powierzchni styku .Zbyt rozwinięta jednak powierzchnia proszku zwiększa proces utlenienia co jest niekorzystne bowiem warstwa tlenkowa negatywnie wpływa na procesy prasowania i spiekania .W tym celu należy usunąć tlenki dzięki redukcji w atmosferze redukującej .Proszki o bardziej regularnej budowie prasują się gorzej i tworzą mniej wytrzymałe wypraski .Wymienione kształty cząstek proszków oraz materiały gotowe obserwujemy na zgładach metalograficznych które były przedmiotem zajęć laboratoryjnych .Celem tych ćwiczeń było narysowanie osmiu struktur metalograficznych obserwowanych w różnych powiększeniach. Interesujące nas struktury zostały zamieszczone na osobnej kartce i w skrócie opisane .
1
1