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


  • 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


  • «Варяг», «Аврора», «Титаник»… Знаменитые названия этих кораблей знает каждый. А слышали ли Вы, уважаемый читатель, о корабле Т-36? Хотя это даже не корабль, а так, самоходная баржа, не удостоенная имени собственного, морской грузовичок, задача которого — доставлять на берег груз с крупных кораблей. Возможно, люди постарше вспомнят что-то об этом суденышке, если назвать четыре фамилии: Зиганшин, Поплавский, Федотов, Крючковский. Хотя и они формально не являлись моряками, а были военными строителями, приписанными к пограничной заставе. Маленький самоходный катер, четыре молодых бойца, один из которых был младшим сержантом, а остальные и вовсе рядовыми… Все как-то незначительно, что же такого могли сделать эти четверо, чтобы навеки вписать свои имена в историю? А между тем в начале 1960-х годов каждый житель Советского Союза знал, кто такие Зиганшин, Поплавский, Федотов, Крючковский. Мало того, их имена гремели и по ту сторону океана, в стане «главного идеологического врага» подвигом советских матросов восхищались не меньше, чем на родине. И еще — пускай невольно, но четверо простых матросов сделали для сближения двух супердержав, СССР и США, едва ли не больше, чем многочисленные делегации политиков и дипломатов…

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


  • Что приходит вам в голову при словосочетании «хип-хоп»? Могу поспорить, что девять из десяти вспомнят только рэп – быстрый речетатив под однообразную мелодию. В действительности хип-хоп – не просто еще одна субкультура, которой увлекаются подростки. Это огромная лавина из трех составляющих - рэпа, брэйка и граффити, захлестнувшая весь мир и, как ни странно, спасшая беднейшие кварталы городов Америки от кровавых выяснений отношений и борьбы за территорию влияния конкурирующих группировок.



  • 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.



  • 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.



  • ...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


  • Северный полюс — точка, в которой воображаемая ось протыкает земную поверхность в северном полушарии — находится в самом сердце Ледовитого океана, в районе, практически равноудаленном как от североамериканского, так и евразийского побережья. Но морские волны здесь не бушуют. Океан покрыт панцирем многолетних нетающих льдов. Долгие годы полюс оставался недоступным для людей. Льды вставали непреодолимой преградой на пути кораблей. Льды приходили в движение и громоздили непроходимые горы-торосы перед собачьими упряжками, тянущими нарты. Внезапно разверзающиеся во льдах трещины поглощали целые экспедиции.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • 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.



  • Бухгалтерский учёт появился примерно 6 веков назад. В древности он имел другое название – "тайна богов". В то время в Вавилоне для "системы учёта" использовали таблички из глины, в Египте-папирус, в Риме – таблички из воска. Только во втором веке нашей эры, с появлением бумаги учёт стали вести на ней.
    С развитием в 13-14 веках системы двойной записи, где каждый счёт учёта имеет две стороны (дебет и кредит), в любой момент времени уравновешивающие равенство, возможность развития частных капиталов получила поддержку в виде осуществления документированного контроля за средствами. Данный принцип использовался в центрах торговли Северной Италии, где в годы её Возрождения и получил название сам термин "бухгалтерский учёт".


  • Первая мировая война началась из-за желания тогдашних сверхдержав стать единоличными гегемонами. Они всю свою историю существования развивались в направлении постоянной милитаризации, их экономика была четко подвязанная и напрямую зависела от армии, а точнее от ее успешной экспансии. Эти страны постоянно расширяли свои границы, ведя непрерывные локальные войны за новые территории богатые ресурсами и человеческим потенциалом. Им также постоянно требовались новые рынки сбыта своих товаров.