Главная Кузнечно-штамповочное производство (КШП) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 [ 201 ] 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 Продолжение табл. 1.2.
* Из расчета на 1000 шт. изделий. 1.3. Сравнеш1е потеш1иальШ1х возможностей и ограничений методов порошковой металлургии и литья [6]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Актуальные проблемы порошковой металлургии / Под ред. О.В. Романа, B.C. Ару-началама. М.: Металлургия, 1990. 232 с. 2. Глухов В.В., Некрасова Т.Н. Влияние массы и сложности формы изделий на величину экономических показателей Порошковая металлургия, 1984. № 8. С. 97 - 100. 3. Денисенко Э.Т., Кулик О.П. Сравнительная экономическая оценка затрат на производство изделий методами порошковой металлургии и традиционными: Обзор Порошковая металлургия, 1984 № 8. С. 93 - 97. 4. Ермаков С.С, Вязников Н.Ф. Порошковые стали и изделия. 4-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. 319 с. 5. Порошковая металлургия в СССР. Ис-тор11Я, современное состояние, перспективы. М.: Наука, 1986. 296 с. 6. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник / И.М. Федорченко, И.Н. Фран-цевич, И.Д. Радомысельский и др. Киев: Наукова думка, 1985. 624 с. Глава 2 КОНСТРУИРОВАНИЕ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ 2.1. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СВОЙСТВА СПЕЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ Свойства спеченных материалов - механические, магаитные, физические, физико-химические, триботехнические и др. - определяются факторами, присущими как литым материалам (химический состав и структура), так и характерными только для порошковых материалов (степень уплотнения, характеристики порошков, технологаческие факторы). Так, варьирование химическим составом конструкционных порошковых материалов на основе черных и цветных металлов и сплавов обеспечивает широкий диапазон их свойств. Для получения сталей в шихты на основе железа добавляют, %: углерода до 1,5; легарующих элементов: до 5 для низкоуглеродистых сталей, до 15 для среднелегарованных и до 20 для высоколегарованных. Физические свойства магаитных материалов на основе железного порошка определяет содержание кремния, фосфора и алюминия. В резисторных материалах химический состав зависит от уровня электросопротивления, вольт-амперных характеристик, тугоплавкости и окалиностойкости; в электрических контактах из псевдосплавов с твердой и жаропрочной матрицей (из W, Мо, Ni, тугоплавких карбидов, оксидов) и легкоплавкой электропроводной компонентой (медь серебро и сплавы этих металлов) - от таких свойств, как твердость, теплопроводность и электропроводность, противокоррозионная стойкость и переходное сопротивление, дугогасящие свойства и др. Атггифрикционные материалы изготовляют на основе композиций: железо - медь, железо - графит, железо - медь - графит, а также из бронз и материалов на основе тугоплавких металлов - Мо, Nb, Та, W; их ле-гаруют хромом, никелем и кобальтом. Основой фрикционных материалов являются: железо или медь; в них добавляют графит, сульфиды, фосфиды металлов, играющие роль твердых смазок, оксиды кремния, алюминия, бария, карбид кремния, кремнезем и другае вещества, которые повышают коэффициент трения. Изменением содержания отдельных элементов можно в широких пределах регулировать эксплуатационные свойства порошко- вых материалов - их прирабатываемость, износостойкость, термическую устойчивость. Структуру и структуро-чувствительные свойства порошковых материалов определяют их пористость, строение межчастичных контактов, структура металлической фазы, а также пустоты , т.е. форма, степень разветвлен-ности и связности норовых каналов, состояние поверхности пор и др. Поры уменьшают действительное сечение детали и ее прочность. Большое влияние на свойства оказывает форма пор. Наиболее бла-гоприятньпи являются мелкие сферические поры, равномерно распределенные. Повышение количества неметаллических включений, увеличение их размеров и степени неравномерности распределения приводит к снижению пластичности, вязкости, коррозионной стойкости материалов и обрабатываемости резанием. Отрицательное влияние их тем заметнее, чем выше плотность. Объяснить снижение прочности с увеличением пористости можно также снижением, прочности контакта между частицами и уменьшением числа контактов. Контактная прочность зависит от качества контакта, определяемого полнотой восстановления оксидов при термической обработке, от протекания процессов диффузии, ползучести материала, поверхностной миграции атомов и их переноса через газовую среду. Структурная чувствительность свойств пористого тела обусловливает их анизотропию, источником которой является, как правило, неравноосная форма частиц порошка (чешуйчатая, пластинчатая, игольчатая). В процессе прессования частицы ориентируются наибольшим размером перпендикулярно к направлению приложения давления. Экспериментально наблюдалась анизотропия прочности при растяжении у спеченных брикетов железного порошка. Исходное сырье играет важную роль в формировании свойств порошковых материалов. Так, для конструкционных материалов на железной основе одинаковой пористости (15%) с одинаковым содержанием углерода (0,8%) механические свойства зависят от способа введения углерода. При использовании графита из-за сложностей в получении однородной шихты и высокого отношения объема железа к объему графита (32:1) значительно увеличивается путь диффузии углерода, а вместо перлитной часто образуется структура, содержащая большое количество избьтточного цемещтгга или феррита, и наблюдается значительный разброс свойств. Эти недостатки можно устранить, применяя смеси железного порошка с порошком белого чугуна. Наиболее однородную структуру и наивысший уровень прочностных свойств получают при изготовлении материалов из исходных порошков, каждая частица которых является сплавом определенного состава. Создание равновесной структуры материала позволяет повысить его прочностные свойства в 1,5 - 1,8 раза. При получении порошковых материалов высокой прочности и пластичности целесообразно использовать дисперсные исходные порошки. Так, применение дисперсных карбонильных порошков позволяет получить легированные стали с ударной вязкостью до 450 кДж/м. Для ряда материалов важна форма частиц исходных порошков. Например, для изготовления материалов фильтров применяют сферические и несферические порошки или волокна. Применение сферических порошков обеспечивает высокие показатели проницаемости фильтров, а несферических с развитой поверхностью - высокую точность очистки и прочность. Наиболее высокие показатели свойств и пористость достигаются при использовании волокон. Технология получения порошковых изделий также влияет на их свойства (табл. 2.1). Исследование образцов из порошка ПЖ2М2 после горячей пггамповки при 880 °С, а также полученных методом прессования - спекания, показывает, что горячештампованных образцов ниже, чем спеченных. Это объясняется разными условиями формирования контактов между частицами. При кратковременном нагреве перед горячей штамповкой и в процессе ее проведения процессы диффузии, крипа, восстановления оксидов и другие процессы, формирующие качества контакта, практически не протекают, а энергия для превьппения порога схватывания при большой пористости оказывается недостаточной. Пластичность горячештампованных материалов ниже, чем спеченных, что объясняется не только качеством межчастичных контактов, но и формой пор. Впадины и выступы в порах при спекании сглаживаются, а сами они принимают сферическую форму. При горячей штамповке поры формируются в результате сплюшивания частиц, принимают шелевид-ную форму и являются концентраторами напряжений. На уровень и стабильность механических свойств оказывают влияние также защитные среды, используемые при нагреве на разных стадиях технологического цикла. Спекание проводят в нейтральных, восстановительных и науглероживающих газовых средах, а также используют дополнительно различные твердые засьшки. Защитные среды по-разному влияют на изменение химического состава. Особенно активно происходит выгорание углерода при использовании водорода. Его обезуглероживающее действие на 20 % выше, чем диссоциированного аммиака при равном содержании в них влаги. Компенсирует вьпх)-рание углерода и стабилизирует механические свойства засыпка AI2O3 + 1 % графита. Формирование свойств конструкционных изделий протекает также в процессе дополнительной термической обработки. 2.1. Свойства материала из железного порошка в зависимости от технологии их получения
|
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |