Технология производства деталей порошковой металлургии

Метод порошковой металлургии заключается в производстве изделий различных конфигураций путем формования металлического порошка с последующим его спеканием. Металлические порошки производятся способом восстановления из их окислов и солей, а также методом электролитического осаждения. Еще существуют способы распыления расплавленного металла, термической диссоциации и механического дробления. Самым распространенным производством порошков из железа, меди и вольфрама является способ восстановления из окислов с последующей операцией электрорафинирования. Порошки хрома, марганца, железа и бериллия производят путем механического дробления. Величина частиц порошка может варьироваться в пределах 0,1 мкм-0,5 мм. Порошки для производства по составу могут готовиться как металлические, так и композиционные, с применением неметаллов.

После подготовки смеси нужного состава происходит формование деталей или заготовок методом холодного прессования в специальных пресс-формах. В процессе дальнейшего спекания изделие и получает все необходимые физико-механические свойства. Температурный режим операции спекания точно задаётся технологией порошковой металлургии , в зависимости от состава порошка.

Спекание изделий однородных металлических структур производят при температурах в пределах от 70 до 90% температуры плавления материала. При составе порошков из смесей, устанавливается температура, близкая к точке плавления основного или связующего компонента. Изменение режимов спекания приводит к определенным изменениям свойств материала. Так, повышение температуры и времени обработки детали приводит к увеличению ее плотности. Для предотвращения возможности окисления технология предусматривает проведение процесса спекания в восстановительной, нейтральной атмосфере или в вакууме.

Возможности и преимущества порошковой металлургии

Производство изделий способом порошковой металлургии имеет ряд существенных преимуществ перед другими методами обработки металлов. Так, существуют возможности сочетания в изделиях металлических компонентов с неметаллическими. Кроме того, технология позволяет создавать детали, имеющие в своей структуре два и более слоёв различных металлов.

Еще одна интересная возможность метода — создание материала с заданной пористостью, чего невозможно достичь ни при литье, ни при плавлении. Уникальные технологии производства в области порошковой металлургии позволяют изготавливать детали заданных параметров и свойств — механических, электрических, магнитных. Точность при таком производстве достаточно высока.

Существует и ещё одна очевидная выгода: потери сырья, в сравнении с другими видами обработок, настолько мизерны, что порошковую металлургию вполне можно отнести к безотходным производствам.

Широкое применение данных методов обработки можно объяснить их высокой производительностью, способностью создавать поверхность с малой шероховатостью и необходимыми физико-механическими свойствами. Методы чистовой обработки основаны на использовании пластических свойств металлов, т. е. способности металлических заготовок воспринимать остаточные деформации без нарушения целостности поверхности. Отделочная обработка методами пластического деформирования сопровождается упрочнением поверхности, что очень важно для повышения надежности работы деталей. Детали становятся менее чувствительными к усталостному разрушению, у них повышается коррозионная стойкость, а также износостойкость сопрягаемых поверхностей. Удаляются риски и микротрещины, оставшиеся на поверхности от предшествующей обработки. В ходе обработки глобоид-ная форма кристаллов поверхности металлов может измениться, кристаллы сплющиваются в направлении деформации, образуется упорядоченная структура волокнистого характера. Поверхность на заготовке принимает требуемую форму и размеры в результате перераспределения элементарных объемов под воздействием инструмента. Исходный объем заготовки остается постоянным.

Обработку методами без снятия стружки производят на многих металлообрабатывающих станках при помощи специальных инструментов. Созданы также особые станки, на которых наряду с резанием заготовки обрабатывают пластическим деформированием. Указанные методы чистовой обработки используют для заготовок из металлов, способных пластически деформироваться.