«Удивительные» порошки

Порошковая металлургия (ее еще называют металлокерамикой) — это непрерывно развивающийся технологический метод, открывающий широкие возможности для повышения производительности труда, экономии металлов и снижения трудовых затрат.

Метод порошковой металлургии открыл еще в 20-х годах прошлого столетия русский инженер П.Г. Соболевский, искавший способ очистить платину oт примесей. Однако прошло больше века, прежде чем новая технология раскрыла свои неограниченные возможности …

Схема технологического процесса порошковой металлургии несложна. Она состоит из нескольких операций и заключается в прессовании смеси металлических порошков и их последующей термообработке (спекании) при температуре ниже точки плавления основного компонента смеси. Прессование производится в стальных пресс-формах под давлением 1000—6000 кг/см2.После спекания изделия обычно имеют некоторую пористость (от нескольких процентов до 50—60 процентов). Чтобы ее уменьшить и повысить механические свойства, часто применяют дополнительную обработку давлением. Иногда прессование и спекание объединяют в одну операцию — так называемое горячее прессование.

Порошковая металлургия позволяет получать изделия довольно сложных форм, и при этом не требуется станочной обработки, отсутствуют какие-либо потери металла на стружку (составляющие при других методах 20—80% от веса металла). Если учесть, что для производства порошков в качестве исходного сырья в большом количестве используются такие дешевые материалы, как прокатная окалина, стружка, то станет ясной экономическая целесообразность развития порошковой металлургии.

Порошковая металлургия дает возможность получения ряда новых технических материалов, которые нельзя изготовить обычным путем. К ним относятся смеси (композиции) из металлов с большой разницей температуры плавления (вольфрам—медь, железо—свинец), разнообразные композиции из металлов и неметаллов (медь—графит, железо-пластмасса, металл— алмаз). Именно путем удачного совмещения элементов из порошков изготовлен новый композитный материал, отличающийся высокой прочностью и износоустойчивостью при трении. Из него сделаны подшипники для буровых долот взамен обычных роликовых. Как показали испытания на нефтепромыслах, срок службы порошкообразных долот возрастает в два-три раза.

Преимущество порошковой металлургии можно наглядно показать на примере твердых сплавов, изготовленных из тугоплавкого карбида вольфрама и легкоплавкого кобальта. Порошки, спрессованные из этих компонентов, спекаются при 1400°, в то время как при обычном способе (методом отливки) потребовалась бы температура около 3000°, качество изделий было бы во много раз хуже (они содержат поры, раковины и, кроме, того, нуждаются в последующей механической обработке).

В наши дни трудно найти отрасль промышленности, где бы не применяли твердые сплавы (вольфрамокобальтовый, титано—вольфрамокобальтовый). Наибольшее их количество идет на режущий инструмент. Они применяются и в буровых инструментах, и в случаях, где требуется повышенная износоустойчивость. Например, твердосплавные штампы для производства лезвий, безопасных бритв выдерживают 2 миллиарда штамповок, а стальные всего лишь 15 млн. При волочении через стальную фильеру до ее износа можно получить 80- кг железной проволоки, а при волочении через твердосплавную — примерно в 800 раз больше (64 тонны).

Создание новых машин для химических производств тесно связано с внедрением новых материалов. В последние годы такие материалы разработаны на основе метода порошковой металлургии. К ним относятся соединения некоторых тугоплавких металлов с неметаллами — бором, азотом, кремнием (так называемые бориды, нитриды, силициды). Если из коррозионно-стойких материалов изготовить трубы для перекачки сильнодействующих растворов, насосы, реакторы и теплообменники, то можно резко увеличить срок службы оборудования и сэкономить тысячи тонн черных и цветных металлов.

Вольфрам (температура плавления 3380°) и материалы на его основе применяются в конструкциях, работающих при весьма высоких температурах, например в соплах реактивных двигателей, деталях космических аппаратов. Из вольфрама изготовляют нити накаливания электрических ламп, различные виды нагревателей и экраны высокотемпературных печей, катоды, сетки радиоламп и рентгеновских трубок.

Методом порошковой металлургии создан новый материал из серебра, никеля и палладия. Такой сплав необходим для обеспечения надежной работы контактов слаботочной аппаратуры. Он позволяет на одном килограмме экономить более 30 килограммов чистого золота, которое раньше применялось для этой цели, он во много раз износоустойчивее золота.

Ныне тысячи наименований изделий выпускают методом порошковой металлургии почти из всех металлов. Эти изделия широко используются в авиации, радиоэлектронике, атомной и космической технике, автомобиле- и сельхозмашиностроении, в металлургии, в химической и текстильной промышленности, при сооружении строительных и дорожных машин, паровозов и вагонов, при сварке и в буровых инструментах, при обработке металлов резанием и др. И вполне закономерно, что в одиннадцатом пятилетнем плане порошковой металлургии отводится достойная роль.

25 Декабрь 2012 Опубликовано в Мастер-класс

Комментирование закрыто.