 |
Процессы, протекающие при спекании формовок
|
|
|
|
Высокотемпературный нагрев является обязательной операцией обработки холоднопрессованных заготовок, поскольку без него они представляют собой не единое целое, а конгломерат частиц, слабо связанных друг с другом, и не обладают требуемыми свойствами. Эта операция может преследовать различные цели, проводиться одно- и многократно, по-разному сказываться на структуре и свойствах порошкового материала. В классической технологии порошковой металлургии она называется спеканием и заключается в нагреве и выдержке порошковых формовок при температурах 0,7-0,9 от абсолютной температуры плавления основного компонента.
Процесс спекания можно разделить на две стадии: I) увеличение контактной поверхности и образование замкнутой пористости; 2) уменьшение размеров пор и обеспечение их исчезновения. При этом спекание преследует цель качественного и количественного изменения контактов между частицами порошка и сопровождается уплотнением или разуплотнением формовок, окислительно-восстановительными и диффузионными процессами, что обусловливает окончательное формирование структуры получаемого материала. На процессы спекания оказывают влияние гранулометрический состав, форма, удельная поверхность порошков.
В процессе спекания происходит рост контактного сечения, а также межчастичное и внутричастичное уплотнение за счет перемещения материала. Часто при спекании преобладает механизм внутричастичной деформации - перемещение материала с участков, граничащих с порами, к периферии контактных участков, которые остаются фиксированными. Наличие такого механизма переноса вещества обеспечивает безусадочное спекание и максимальную величину контактного сечения тела. Фиксированные контакты можно сохранять в случае использования порошков с низкой насыпной плотностью и с шероховатой разветвленной формой частиц. Чем больше контактов возникает при уплотнении, тем легче протекает спекание. Для практических целей важно при спекании получить максимальное контактное сечение при минимальном изменении плотности и размеров заготовки. Получение беспористого тела не является целью спекания.
|
|
|
Большое влияние на процесс спекания оказывают находящиеся в порах газы, а особенно газы, в среде которых оно проводится. Даже при вакуумном спекании газы имеют существенное значение, так как они выделяются из металла и частично захлопываются в порах. На поверхность порошка газы оказывают химическое, а также физическое влияние путем давления (для инертных газов). Повышение давления при термическом расширении газа, заключенного в закрытых порах нагреваемой заготовки, может приводить к её разуплотнению. Влияний инертных газов на процесс спекания зависит от его начального давления в порах, скорости изменения величины и формы пор, растворимости газов в металле и их диффузионной способности. При спекании в вакууме усадка металла больше, чем при спекании в диссоциированном аммиаке за счет большей степени очистки межчастичных контактов от примесей.
Схемы микроструктур: влияние давления прессования на количество, величину и распределение пор в формовках.
Давление прессования 200МПа.
Поры круглые, крупные.
×135
Давление 300МПа.
Поры более мелкие.
×135
Давление прессования 400МПа.
Поры округлые и более мелкие.
×135
Давление прессования 500МПа.
Пор мало, они мелкие и равномерно распределенные.
×135
Выводы: с увеличением давления прессования поры измельчаются, приобретают более округлую форму и равномерно распределяются. Для предотвращения разуплотненности используется двухстороннее прессование. Брак холодных формовок (трещины, сколы, расслоения, разуплотненность) неисправимый.На приборах квантимент (QTM-120) можно определить наличие пор, их распределение по сечению заготовки, сделав в автоматическом режиме расчет 100 полей.
|
|
|
| Работу выполнил | Головко И. | |
| Работу принял | Устименко В. И. |
|
|
|
