Порошковая металлургия

Сб, 03/01/2014 - 20:36

Кроме того, что методами порошковой металлургии можно получить совершенно новые материалы, они и в области традиционных сплавов дают более высокие технико-экономические показатели. К примеру, при изготовлении деталей литьем или при обработке резанием иногда до 60–80% металла уходит в отходы в виде литников или стружки; при формовке деталей из порошка отходов практически нет. Следует также отметить, что при использовании чистых исходных порошков получаются материалы с предельно точным соответствием заданному составу и с минимальным количеством вредных примесей. Но даже при одинаковом составе у спеченных материалов свойства выше, так как меньше сказывается неблагоприятное влияние предпочтительной ориентировки (текстуры), которая встречается у ряда литых металлов, также отсутствует неоднородность локального состава, так называемая ликвация. Размеры и форму структурных элементов спеченных материалов легче регулировать и, главное, можно получать такие типы взаимного расположения и формы зерен, которые недостижимы для плавленого металла. Благодаря этим структурным особенностям спеченные металлы более термостойки, лучше переносят воздействие циклических колебаний температуры и напряжений, а также ядерного облучения, что очень важно для новой техники.

Итак, что же это за совокупность способов, которые позволяют достичь столь фантастических свойств? Технология порошковой металлургии состоит из следующих основных операций: получение исходных металлических порошков, формование смесей в заготовки и собственно спекание.

Получение порошков — это целый спектр самых разнообразных механических и физико-химических методов. Вот некоторые из них: механическое измельчение материала в разнообразных мельницах, распыление жидких металлов газом, восстановление оксидов металлов углеродом, водородом или углеродсодержащими газами, электролиз водных растворов или расплавов, синтез металлоподобных соединений из простых веществ. При этом получаются частицы самой разнообразной величины и формы. Порошки смешиваются, иногда к ним добавляется пластификатор — и вот перед вами уже не порошок, а тестообразная масса.

Пластификаторы должны удовлетворять следующим требованиям: обладать высокой смачивающей способностью и выгорать при нагреве без остатка.
Следующий технологический шаг — формование, оно же компактирование — это получение полуфабриката, приближающегося к конечному изделию. При этой технологической операции из сыпучего вещества получают пористый компактный материал, обладающий достаточной прочностью для последующих операций.

Основные виды этой технологической операции: прессование (изостатическое, в металлических матрицах, взрывное, инжекционное, мундштучное и т.д.), прокатка, шликерное литье. Может осуществляться как при комнатных температурах, так и при высоких температурах.

Спекание. Эту операцию, как правило, проводят в защитной или восстановительной среде. Иногда в вакууме. Температура спекания должна составлять 70-80% от точки плавления, а для многокомпонентного сплава — несколько выше температуры плавления наиболее легкоплавкого компонента. Защитная среда подбирается таким образом, чтобы не допустить нежелательного загрязнения продукции (копоти, карбидов, нитридов, окислов и т. д.), предотвратить выгорание отдельных компонентов и обеспечить безопасность процесса спекания. Конструкция печей для спекания предусматривает проведение не только нагрева, но и охлаждения продукции в защитной среде. Спекание и прессование могут быть совмещены в одном процессе (спекание под давлением, горячее прессование).

Кроме основных операций, существуют и дополнительные. Наиболее часто встречается пропитка жидкими металлами. Это особенно актуально при изготовлении электроконтактных и некоторых конструкционных материалов. Жидкий металл или сплав заполняет сообщающиеся поры заготовки из тугоплавкого компонента. После этой операции деталь приобретает прочность каркаса и вязкость пропитки. Определенная группа изделий подвергается пропитке маслом, химико-термической обработке. Кроме этого, дополнительные технологические операции используют для достижения высокой чистоты поверхности и достижения необходимой точности размеров. Это механическая обработка и калибровка.

Одним из достоинств порошковой металлургии является ее открытость для новых и новых разработок.

Вот, скажем, интернетовская рекламка: ЗАО «Новомет» поставляет заготовки рабочих органов погружных центробежных насосов для добычи нефти. Методом порошковой металлургии изготавливаются детали особо сложной формы, содержащие внутренние полости. Спрессованные заготовки склеиваются (!), а затем спекаются. Все детали во время спекания пропитываются медным расплавом. Полученные подобным способом рабочие органы насосов практически не подвержены гидроабразивному износу и имеют очень большой срок службы в скважинах с особо тяжелыми условиями работы. Эта же фирма изготавливает и подшипники для центробежных насосов, которые нечувствительны к ударным нагрузкам и вибрации.

Хочется отметить, что на подобных фирмах трудится больший в процентном отношении штат исследователей, чем в традиционной металлургии. К примеру, одна из множеств немецких фирм, занимающихся изготовлением изделий методами порошковой металлургии — «Кеннаметал», имеет исключительно мощную исследовательскую группу, отлично оснащенную лабораторию, и это позволяет ей строить новые и новые предприятия по всему миру и постоянно расширять ассортимент выпускаемой продукции.

Известно, что конец ХХ века и начало ХХI века — это начало эпохи глобализации. С одной стороны, товары, произведенные на одном конце земного шара, легко перемещаются на другой конец земного шара. В то же время существует другая тенденция — изготавливать все, что возможно, на месте. Возможно, что в прогнозируемом будущем перемещать на большие расстояния будет выгодно только сырье, продукты питания и туристов. В связи с этим возрастет роль мини-заводов и современных высокотехнологичных процессов. Заводы, производящие продукцию методами порошковой металлургии — это небольшие компактные строения с минимумом персонала, небольшой нагрузкой на окружающую среду. Персонал их может быть от 40 до 300 человек. Если создание классических заводов (комбинатов) черной и цветной металлургии — требует миллиардных вложений, колоссальных затрат человеческого труда, при этом строительство затягивается на годы и годы, а в случае их закрытия целые регионы остаются без работы, то мини-заводы порошковой металлургии могут быть обустроены в любом стандартном промышленном здании, также легко свернуты и перенесены в другое место. Для их обустройства не требуется значительных капиталовложений, а при достаточно умной маркетинговой политике они могут очень быстро начать приносить прибыль. Причем мини-завод может не включать в себя весь цикл. Покупая порошки у централизованного поставщика и передавая заготовки для чистовой отделки сотрудничающим фирмам, достигается очень высокая рентабельность и исключительная гибкость.

Конечно, в области производства дешевой продукции в больших объемах (листовой прокат из низкоуглеродистой стали, трубы и т.д.) порошковая металлургия не может конкурировать с традиционной металлургией. Но ведь это молодая, стремительно развивающаяся отрасль, и при дальнейшем развитии техники она будет находить все новые и новые области применения. И если новые металлургические гиганты, скорее всего, нигде в мире больше уже не будут строиться, то заводы порошковой металлургии (а в будущем просто заводы, изготовляющие композиционные материалы из самых различных металлов и неметаллов) будут строиться на всех континентах.

Другие материалы рубрики


  • Создание первого глобуса было отмечено ещё около 150 г. до н. э. греческим философом Кратеcом Малльским. Но ни модель, ни её изображение не дошли до нашей дней.
    Второй раз уменьшенную копию нашей планеты изобрёл в 1492 году немецкий учёный Мартин Бехайм. Глобус получил название «Земное яблоко» и был создан с помощью натягивания кожи телёнка на металлический каркас диаметром около половины метра. На нём отсутствовали данные о половине мира, так как Америку к тому времени ещё не открыли. Глобус не имел указаний долготы и широты, но на нём присутствовало неполное описание известных стран. Также на копии планеты можно было найти отметки меридиан. Сейчас этот глобус находится в музее Нюрнберга.



  • Этиловый спирт используется в промышленности. Очищенный от примесей, он выступает основой многих алкогольных напитков. В свою очередь, неочищенный спирт – бражка, ее перегоняют на специальных аппаратах несколько раз, чтобы получился спирт-сырец (еще его называют неочищенным самогоном). Процесс изготовления, перегонки сложен, состоит из нескольких стадий. Большое значение имеет сырье, его качество и обработка, о чем подробнее поговорим во второй части статьи. А пока в двух-трех словах опишем каждую «ступеньку» изготовления.


  • Не только в школах, но и на исторических, юридических, экономических и некоторых других факультетах ВУЗов учащиеся часто обращаются к таким изданиям, как общий курс русской истории. Это обоснованно тем, что знание истории своей страны показывает высокий и незыблемый уровень нации. Каждый уважающий себя гражданин должен знать о том, как строилась страна, в которой он проживает.


  • ...Одним из важных направлений деятельности концерна было производство сухопутных артиллерийских орудий. Krupp производил противотанковые орудия (Pak43/41), 150-мм гаубицы образца 1918 г., осадные 211-мм орудия (К-38). Изготовление огромных пушек, используемых для разрушений фортификационных узлов противника, было одной из прерогатив Krupp наряду с другой немецкой фирмой Reinmetall-Borsig («Рейнметалл-Борзиг»). Последней были изготовлены 6 самоходных 600-мм орудий «Карл». На заводах Krupp были созданы два 807-мм орудия особой мощности — «Дора» и «Густав». Эти пушки, весившие 1344 тонны, были смонтированы на железнодорожных платформах и могли перемещаться только по двум параллельным железнодорожным колеям. Их использовали как мощное средство психологического устрашения и как осадные орудия. Ко всем видам пушек Krupp огромными партиями выпускались боеприпасы...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Прежде чем говорить об эффигиях, надо знать, что это такое. Эффигия (от лат. Effigies) — это скульптурное надгробие, т.е. изображение усопшего, выполненное из камня, дерева или металла. В средние века такие изображения выполнялись в лежащем, коленопреклоненном или стоящем виде и помещались над местом захоронения рыцарей либо представителей знати. Нередки были и парные эффигии — т.е. фигуры мужа и жены, а также совершенно плоские изображения, сделанные на медных либо бронзовых листах и наложенные на каменную надгробную плиту. Очень часто фигуры изображались со скрещенными руками или соединенными в молитве ладонями и с ногами, покоящимися на фигуре льва или собаки.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Новейшие бронетранспортеры на базе колесной платформы «Бумеранг», проходящие войсковые испытания, станут частью вооружения морской пехоты России. Предполагается, что первые серийные образцы бронированной машины сойдут с конвейера уже в 2017 году. Как утверждает Александр Красовицкий, который является главой «Военно-промышленной компании», новая машина является практически «неубиваемой», с высокими показателями защищенности, управляемости и боевой мощи, которые сравнимы и превышают показатели лучших западных аналогов.



  • 11 ноября 1774 г. российский посланник в Лондоне А.С. Мусин-Пушкин направил Первоприсутствующему в Коллегии иностранных дел Российской империи графу Н.И. Панину следующее послание: «Сиятельнейший граф, милостивейший государь! Вчера полученные здесь из Америки письма подтверждают доказательнейшим образом сколь твердое, столь и единогласное почти тамошних жителей намерение не повиноваться никаким таким повелениям, кои хотя бы мало клонились к утверждению над ними права здешнего законодательства; формально отказывают они ген. Гендже не только все для войск под командою его самонужнейшие надобности, но и самых простых работников, потребных для строения казарм. Генеральным в Филадельфии конгрессом решено уже не вывозить сюда никаких американских товаров, а здешних тамо не принимать. Город же Бостон, со всех сторон запертый, снабдевать достаточно всем потребным.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Принято считать, что строители средневековых городов не очень-то обременяли себя заботой о канализации. И, по большому счету, это правда.
    Еще не в такой уж и туманной исторической ретроспективе, в 1764 году, некто Ла Морандьер так живописал ароматы резиденции французских королей — Версальского дворца: «Парки, сады и сам замок вызывают отвращение своей мерзостной вонью. Проходы, дворы, строения и коридоры наполнены мочой и фекалиями; возле крыла, где живут министры, колбасник каждое утро забивает и жарит свиней; а вся улица Сен-Клу залита гнилой водой и усеяна дохлыми кошками».
    Все последующие годы парижская вонь только нарастала. (Впрочем, не только парижская. Имеется зарисовка с натуры одного английского путешественника, который в конце XVIII в. побывал в главном городе Оверни Клермон-Ферран: «Улицы по своей грязи и зловонию напоминали траншеи, прорезанные в куче навоза».)
    В своем фундаментальном труде «Картина Парижа» (1781-1788) Себастьян Мерсье дает такое, в полном смысле слова макабрическое, описание отхожих мест французской столицы: «Пусть те, кому дорого собственное здоровье, никогда не испражняются в эти дыры, именуемые отхожими местами, и пусть они никогда не подставляют свои задние проходы этим потокам чумного воздуха; лучше уж рты, так как желудочная кислота скорее справилась бы с ними. Многие болезни берут свое начало в этих опасных очагах, откуда испаряются гнилостные миазмы, проникая при этом в тело. Дети страшатся этих зараженных отверстий; им кажется, что здесь начинается дорога в ад; то же думал и я в детстве».

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...28 мая - ровно через год после кульминации восхождения с Ламбером - Тенцинг и Хиллари начинают свой бросок к вершине. Их задача существенно легче, чем у Эванса и Бурдиллона: до отметки 8500 метров их сопровождают Лоу, английский альпинист Фредди Грегори и шерп Анг Ньима, которые несут кислородные баллоны, палатку и продукты. На этой высоте разбивают самый высотный из всех существовавших прежде альпинистских лагерей, и Хиллари с Тенцингом остаются вдвоем. Переночевав, в 6 часов 30 минут утра 29 мая они выходят на последний штурм. Единственный груз - 14-килограммовые кислородные аппараты. В девять часов утра альпинисты достигают Южной вершины, и до цели остается лишь сотня метров. Последнее препятствие - 12-метровая скальная стенка, - и только пологий снежный откос отделяет их от самого высокого места на Земле...

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • На данный момент нет достоверных данных о том, кто же впервые создал видеокамеру, так как многие её компоненты были изобретены и усовершенствованы разными учёными. Известно лишь, что сам принцип перевода изображения в формат в видеосигнала был разработан Паулем Нипковым, который смог создать упрощённую форму процесса кодировки и последующей раскодировки изображения. Созданные в то время на основе принципа Нипкова устройства имели вид отдельной камеры и видеомагнитофона, которые соединялись с помощью кабеля.