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 Принципиальная технологическая схема производства изделий методом ПМ (рис. 3.6) состоит из следующих основных групп технологических операций: подготовка исходных порошков или их смесей к формованию; формование изделий окончательных размеров и формы или их заготовок; термическая обработка (возгонка пластификатора, спекание, дегазация изделий); окончательная (финишная) обработка и доводка спеченных изделий. На практике для изготовления каждого вновь запланированного изделия разрабатывают конкретную, присущую только этому изделию, технологическую схему. При этом, общее число операций увеличивается или уменьшается, поэтому в ПМ разработано множество вариантов технологических схем, что указывает на гибкость этой технологии. При производстве конструкционных деталей методом ПМ из железных и стальных порошков применяют следующие варианты технологии: однократное прессование с твердофаз-ньв1 спеканием; двукратное прессование (с промежуточным отжигом) с твердофазным спеканием;, прессование с жидкофазным спеканием; горячее прессование (статистическое и динамическое); пропитка жидкими сплавами пористой заготовки. Выбор варианта технологии определяется необходимыми эксплуатационными свойствами изделия, наличием оборудования и экономической эффективностью производства. В табл. 3.4 приведены рекомендуемые технологические схемы при производстве деталей разной нагруженности и сложности. 3.4. Технологические схемы изготовления порошковых изделий конструкционного назначения Степень нагруженности деталей Группа сложности детали* Технологические операции дополнительные Малонагруженные 1 - 7 Холодное прессование, спекание Пропитка полимерами, калибровка, нанесение покрытий Умеренно нагруженные 1 - 5 Двойное прессование, спекание 5, 7 Холодное прессование, спекание, пропитка легкоплавким металлом Термическая обработка, пропитка полимерами, шлифовка или доводка, нанесение покрытий Средненагруженные Тяжелонагруженные Холодное прессование, спекание, горячая штамповка Термическая обработка, нанесение покрытий Холодное прессование, спекание пропитка-легкоплавким металлом Шлифовка или доводка 1 - 7 Холодное прессование, спекание, холодная штамповка, отжиг Термическая обработка, нанесение покрытий Холодное прессование, спекание, горячая штамповка, отжиг Холодное прессование, спекание, горячая штамповка с истечением металла Шлифовка или доводка *Классификацию прессуемых изделий по группам см. на рис. 1.1. Важнейшим условием оптимального использования процесса ПМ является правильное проектирование получаемого изделия, т.е. правильный выбор: материала с учетом соответствующих соотношений между его структурой и свойствами и возможного достижения с помощью определенной обработки тех свойств, которые необходимы для предполагаемого применения; размеров и формы с учетом: требований и ограничений процесса изготовления, требований предполагаемого применения. Из всех технологических операций наиболее ответственной является операция уплотнения порошка. Как правило, простота изготовления детали зависит от того, могут ли требуемые форма, размеры и плотность экономично достигнуты при прессовании порошка в пресс-форме. На конструкцию детали оказывает влияние, в основном, два фактора операции уплотнения - способ загрузки металлического порошка и факгор, связанный с прессованием. Детали, достаточно длинные в направлении прессования, сложно изготовить с равной плотностью по всей их длине. И хотя методами ПМ можно получать детали с сечениями самой различной формы, но наиболее подходящими для ПМ являются те, у которых размеры в направлении прессования одинаковы, т.е. простой цилиндрической, квадратной и прямоугольной формы, а также те, контур которых находится в плоскости прессования под прямыми углами к направлению прессования (например, изделия с радиальными выступами и контурами - кулачки и шестерни), без изменений толщины, которые довольно легко прессовать. Для поддержания постоянной плотности вдоль деталей с изменяющимся поперечным сечением требуется более сложное прессовое оборудование, которое может перемещать оснастку от устройства для подачи порошка в вертикальном направлении перед началом операции уплотнения. Использование такого оборудования дает возможность получать детали с пятью и более уступами при минимальном изменении плотности между ними. Механические и гидравлические прессы соответствующей производительности применяют для изготовления деталей массой 0,015 - 120 кг и более. Как и при использовании других процессов, допуски при ПМ не должны быть более жесткими, чем это необходимо для уменьшения производственных затрат. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ермаков СМ., Михайлов Г.А. Статистическое моделирование. М.: Наука, 1982. 295 с. 2. Красулин Ю.В., Баринов СМ., Иванов B.C. Структура и разрушение материалов из порошков тугоплавких соединений. М.: Наука, 1985. 148 с. 3. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. М.: Мир, 1982. 333 с. 4. Морозов Н.Ф. Математические вопросы теории трещин. М.: Наука, 1984. 255 с. 5. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упруго-пластического разрушения. М.: Наука, 1986. 582 с. 6. Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика деформирования и разрушения структурно-неоднородных тел. М.: Наука, 1984. 115 с. 7. Фудзии Т., Дзако М. Механика разрушений композиционных материалов. М.: Мир, 1982. 232 с. 8. Черепанов Т.П. Механика разрушения композиционных материалов. М.: Наука, 1983. 295 с. Глава 4 ПОДГОТОВКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ К ФОРМОВАНИЮ Металлические порошки чаще всего производят на специализированных заводах, и невозможно учесть все требования к порошкам различных потребителей. Почти во всех случаях возникает необходимость в специальных операциях подготовки для придания порошку определенных химических, физических и технологических свойств, обеспечивающих выпуск продукции с нужными параметрами. Даже когда порошки производят непосредственно сами потребители, некоторые дополнительные операции перед формованием порошков необходимы. В большинстве случаев порошки перед использованием разделяют на классы (фракции) по размеру частиц, рафинируют или смягчают отжигом, добавляют смазывающие или связующие вещества, смешивают порошки различных фрактщй или видов и, если нужно, подвергают гранулированию. Отжиг порошков применяют чаще всего с целью повышения их пластичности и, следовательно, улучшением уплотняемости, прес-суемости и формуемости. Наряду со снятием наклепа отжиг при соблюдении ряда условий приводит к восстановлению оксидов металлов. Как правило, отжиг осуществляют в защитной атмосфере (восстановительной, инертной или в вакууме) при температуре (0,4-ь0,6) Гпл металла. При необходимости восстановления оксидов чаще всего используют водород или диссоциированный аммиак. В табл. 4.1 приведены примерные температуры восстановления водородом некоторых технически важных металлов из оксидов при атмосферном давлении. 4.1. Температуры восстановления водородом некоторых технически важных металлов из оксидов при атмосферном давлении [1]
Температуры восстановления необходимо выбирать как можно более низкими во избежание чрезмерного припекания частиц. Чем выше плотность образующегося при восстановлении агломерата, тем больше усилия, необходимые для его последующего измельчения. При этом .возможно повторное окисление, а также наклеп измельчаемого материала. Наиболее часто отжигу подвергают порошки, полученные механическим измельчением твердых материалов, электролизом водных растворов или разложением карбонилов. Такие порошки содержат значительное количество оксидов, растворенных газов и наиболее наклепаны. Порошки, полученные восстановлением, отжигу подвергаются редко, за исключением тех случаев, когда требуется повысить чистоту порошка или при необходимости укрупнения мелких частиц. Порошки отжигают преимущественно в проходных печах, подобных печам для восстановления и спекания. Для более тщательной очистки порошков от различных примесей часто используют атмосферы с галогеносодер-жащими добавками. Классификация - разделение порошков по размеру частиц на фракции, используемые затем либо непосредственно для формования, либо для составления смесей, содержащих требуемую долю частиц нужного размера. При этом порошки некоторых фракций могут оказаться не пригодными для последующего использования, поэтому их подвергают какой-либо дополнительной обработке - укрупнению (в случае мелких фракций) или размолу (в случае крупных фракций). Классификацию можно вьшолнить ситовым способом, седиментацией, воздушной сепарацией и некоторыми другими способами. Чаще всего в практике ПМ применяют ситовую классификацию порошков. Для ее проведения используют различные типы сит, основными из которых являются помещаемые в кожух с вытяжной вентиляцией механические сита с электромагнитными или рычажными вибраторами. Такие сита отличаются высокой производительностью. Применяют ситовую классификацию, как правило, для частиц крупнее 0,04 мм. При воздушной сепарации и седиментации фактором разделения является не размер частиц, а скорость их падения в газовых или жидких средах. Скорость падения частиц в определенной среде зависит от их объема, формы, плотности и вязкости среды, а также от ускорения частиц в силовом поле. В воздушных сепараторах и седиментографах можно классифицировать частивд размером 0,02 - 0,1 мм. Приготовление смесей. Смешивание металлических порошков заключается в приготовлении однородной механической смеси из порошков различного химического и (или) гранулометрического состава, а также их смеси с неметаллическим порошками. Скорость и результат смешивания во многом определяются формой и величиной частиц, гранулометрическим составом (общим и каждого компонента в отдельности), числом смешиваемых компонентов и соотношением их количеств, плотностями компонентов, коэффициентом трения между частицами, склонностью частиц к слипанию и агрегации и т.п. Эффективность смешивания и его интенсивность зависят от конструкции смесителя, в частности, определяющей скорость, траектории перемещения частиц и изменение гранулометрического состава в результате раздавливания и истирания компонентов. Длительность смешивания составляет от одного до нескольких часов. Излишнее время смешивания, с точки зрения равномерности распределения компонентов, бесполезно. Оно может быть и вредным, если при этом происходит доизмельчение или идут нежелательные реак-1ЩИ между компонентами, чему может способствовать разогрев смеси при излишне длительном смешивании. |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |