Sprawozdanie Grzegorz Grudzień IMIR gr. 13 / zespół II 27.03.06 16:00 - 18:15

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było omówienie procesów technologicznych produkcji materiałów spiekanych oraz kompozytów, oraz obserwacja zmian zachodzących podczas etapu spiekania, na podstawie wykonanego doświadczenia. Tematem były materiały spiekane i kompozyty.

2. Przebieg ćwiczenia:

• Część teoretyczna (omówienie następujących tematów)

• Metody wytwarzania proszków

• Sposoby formowania

• Sposoby eliminowania tarcia podczas prasowania

• Spiekanie

• Podział materiałów wytwarzanych metodą metalurgii proszków (materiały konstrukcyjne i narzędziowe)

• Część praktyczna

Do przeprowadzenia doświadczenia posłużyliśmy się 6-cioma miedzianymi wypraskami o kształcie walca. Były one prasowane pod różnymi ciśnieniami, 75Mpa 150Mpa oraz 300Mpa. Każda z nich została zmierzona przy pomocy mikrometra (wysokość, średnica), a także zważona na wadze elektronicznej. Po spisaniu danych próbki zostały umieszczone w piecu nagrzanym do temperatury 600ºC na czas 30 minut. Po tym czasie próbki zostały wyjęte, oczyszczone z grafitu, ponownie zmierzone i zważone.

Temperatura pieca przy spiekaniu musi być mniejsza od temperatury topnienia dla danego metalu, aby nie doszło do stopienia metalu wewnątrz pieca, co pociągałoby za sobą zmianę plastyczną.. Wypraski przed włożeniem do pieca musza być zabezpieczone przed utlenianiem, ponieważ atmosfera pieca i warunki w nim panujące spowodowałyby utlenienie się znacznej części próbki. W związku z tym wypraskę umieszcza się w graficie, który utleniając się tworzy atmosferę ochronną CO₂ zabezpieczając próbkę.

3. Zestawienie uzyskanych wyników:

Tab.1 Zestawienie danych pomiarowych próbek przed i po spiekaniu.

	PRZED SPIEKANIEM PO SPIEKANIU
Lp. próbki	I	II	III	IV	V	VI
Masa m [g]	5,96 5,95	5,97 5,95	5,96 5,94	6 5,98	6,03 6,02	6,02 6,01
Wysokość h [mm]	6,82 6,66	6,78 6,62	5,94 5,75	5,93 5,73	5,62 5,32	5,3 5,01
Średnica d[mm]	15,1 15,03	15,06 15	15,11 15,07	15,06 15,01	15,15 15,1	15,14 15,09
Objętość V [cm3]	1,22 1,209	1,21 1,197	1,03 1,02	1,01 1,00	0,96 0,953	0,95 0,89
Gęstość Próbki ρ[g/cm3]	4,841 5,046	4,92 5,105	5,598 5,824	5,682 5,92	5,955 6,332	6,312 6,702
Gęstość tablicowa ρ t	8,92	8,92	8,92	8,92	8,92	8,92
Względna gęstość ρ[%]	54,276 56,574	55,222 57,239	62,761 65,294	63,710 66,374	66,76 70,993	70,76 75,136
Porowatość P [%]	45,723 43,425	44,777 42,76	37,238 34,706	36,289 33,625	33,239 29,006	29,233 24,863
Ciśnienie prasowania p [MPa]	75	75	150	150	300	300
Nacisk prasowania F [N]	44746962,5	44539766,6	268837498	267061239	540525487	539812158

Wykres. 1. Wpływ ciśnienia prasowania na względną gęstość wypraski

Wykres. 2. Zmiana wysokości próbki po spiekaniu

Wykres. 3. Zmiana średnicy próbki po spiekaniu

Wykres. 4. Wzrost gęstości próbki po spiekaniu

4.Dyskusja wyników:

• Powierzchniowe utlenianie się próbek ma wpływ na zmianę masy

• Pomimo spiekania wszystkie próbki miały gęstość mniejszą od miedzi odlewanej.

• Zmiany wielkości próbek po spiekaniu są zależne od ciśnienia prasowania. Dla niskich ciśnień zmiany są proporcjonalne w każdym kierunku. W wyższych ciśnieniach wydłużenie prostopadłe do ścian matrycy rośnie, natomiast wydłużenie równoległe maleje

• Wzrost gęstości materiału po spiekaniu jest zależny od ciśnienia prasowania. Im większe jest ciśnienie prasowania tym większa jest gęstość po spiekaniu.

---