Upload
vuongnhan
View
227
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
MATERIAŁY SPIEKANE (SPIEKI)
Metalurgia proszków jest dziedziną techniki, obejmującą metody wytwarzania proszków metali lub ich mieszanin z proszkami niemetali oraz otrzymywania wyrobów z tych proszków bez konieczności roztapiania głównego składnika.
Etapy procesu:Wytwarzanie proszków metalu lub mieszaniny proszków
różnych materiałówPrzygotowanie proszkuFormowanie proszku na zimnoSpiekanie Obróbka końcowa, np. obróbka cieplna, obróbka plastyczna,
skrawanie
WYTWARZANIE PROSZKÓW
Metody mechaniczne – z fazy stałej
• Rozdrabnianie w młynach kulowych, wibracyjnych lub wirowo-udarowych (proszek Hametag)
• Mało wydajne i stosowane głównie do rozdrabniania materiałów kruchych
• Proszki zanieczyszczone materiałem elementów rozdrabniających
Metoda mechaniczna – z fazy ciekłej
Metody fizykochemiczne
• Metoda karbonylkowa: wytworzenie np. Fe(CO)5 w wyniku działania CO na rudę lub złom i jego rozkład na czysty metal poprzez ogrzanie karbonylku (ciecz) powyżej temperatury wrzenia
• Redukcja tlenków lub soli metali wysokotopliwych np. w atmosferze wodoru
• Elektrolityczna: wydzielanie metalu na katodzie• Odparowanie i kondensacja proszków metali o niskiej
temperaturze wrzenia
Przykłady kształtów proszków metali: Hametag – rozdrabnianie mechaniczne w młynach, RZ – proszek rozpylany i poddany utlenianiu lub redukcji, Redukowany – proszek metalu trudnotopliwego otrzymany przez redukcję tlenków lub soli metalu, karbonylkowy, np. Fe(CO)5, otrzymany w wyniku działania tlenku węgla na rudę lub złom metalu
PRZYGOTOWANIE PROSZKU
1. Ocena ziarnistości na drodze analizy sitowej i selekcja ziaren(W metalurgii proszków zastosowanie znajdują proszki o wielkości ziarna od 0,1 do 400 µm. Proszek powinien odznaczać się ziarnem możliwie jednakowej wielkości)
2. Oczyszczanie, np. usuwanie produktów korozji przy zastosowaniu wyżarzania w wodorze w temperaturze 400-800ºC
3. Mielenie w celu nadania ziarnom korzystniejszego kształtu, a przez to uzyskanie większej gęstości spieku
4. Mieszanie zapewniające dobrą jednorodność mieszaninie proszków
FORMOWANIE PROSZKU
Formowanie proszku polega na poddaniu proszku ściskaniu w zamkniętej przestrzeni, w wyniku czego następuje jego zagęszczenie.
Metody formowania na zimno obejmują m.in.:
prasowanie w zamkniętych matrycach,
prasowanie w komorach wysokociśnieniowych,
wibracyjne zagęszczanie proszków,
walcowanie proszków,
kucie proszków
Schemat prasowania jednostronnego proszków: 1 – stempel górny, 2 – matryca, 3 – proszek, 4 – stempel dolny
W wyniku formowania uzyskuje się formówki, np. wypraski, odkuwki, walcówki
SPIEKANIE
Spiekanie jest operacją technologiczną, której poddaje się formówkę lub luźno zasypane ziarna proszku, polegającą na złączeniu poszczególnych ziaren proszku w wyrób o określonych właściwościach mechanicznych i fizykochemicznych, w wyniku wygrzewania w temperaturze niższej od temperatury topnienia głównego składnika. Spiekanie może przebiegać jako:
swobodne,
pod działaniem siły, tj. połączone z formowaniem zapewniającym określony kształt , np. w wyniku prasowania, walcowania i kucia proszków na gorąco.
Uproszczony schemat produkcji masowej wyrobów spiekanych z żelaza i stali: a) wytwarzanie proszków, b) przygotowanie proszków, c) formowanie wstępne i spiekanie, d) obróbka końcowa
Wyroby spiekane:
Wyroby porowate, np. łożyska ślizgowe, filtry
Wyroby o złożonym kształcie, np. małe koła zębate, dźwignie, krzywki
Wyroby bardzo twarde, np. ogniotrwałe, wykonane z tlenków, węglików, azotków: elementy grzejne, świece do silników spalinowych, tygle do topienia metali
Kompozyty, których nie można wytworzyć innąmetodą, np. szczotki do silników elektrycznych (Cu + grafit)
Zalety metod metalurgii proszków:brak odpadówograniczenie obróbki skrawaniemmożliwy jest złożony kształt wyrobówdowolny skład chemiczny wyrobówkrótki cykl produkcyjny
Wady metod metalurgii proszków: niska wytrzymałość wyrobówwysoki koszt produkcjimałe wymiary wyrobówograniczone możliwości konstrukcji matryc (kształtu
wyrobów)