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


  • В отделении Берлинского музея, посвященном древнеегипетской культуре, как величайшее сокровище хранится одинокая зеленоватая бусина, диаметром около 9 мм. Невзрачная с виду, она действительно является очень ценным музейным экспонатом. Это — древнейшее известное современным ученым изделие из стекла. Предполагают, что она была изготовлена около 5500 лет назад.

    • Страницы
    • 1
    • 2

  • 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.


  • Чем светить? Некоторые древние историки утверждают, что источником огня легендарного Александрийского маяка (290 г. до н.э.) служили особого рода кристаллы. Якобы под действием коронного электрического разряда они излучали свет, отчетливо видимый с расстояния 30-40 морских миль. В ненастье яркость свечения с помощью специальной насадки увеличивали в несколько раз, а в туман заставляли свет пульсировать короткими вспышками, пробивая морскую непроглядность на многие мили. Однако технически достоверных описаний этих светильников до нас не дошло. Точно известно лишь, что уже при императоре Клавдии (41-54 г. н.э.) на вершине Александрийского маяка внутри каменной ротонды круглосуточно горел костер.
    В средние века центр судоходства сместился к северным берегам средиземноморья и европейскому побережью Атлантического океана. Для безопасности плавания на берегах стали устраивать световые маяки. Это были металлические козлы или каменные башни, на вершине которых, как и на Александрийском колоссе, в железных жаровнях круглосуточно жгли дрова, уголь, смолу, торф, сухой валежник (фашину) и даже солому. Обслуживать костры было тяжело. Горючее, которого требовалось много, подсобными рабочими непрерывно доставлялось на маяк по каменистым тропам в кожаных кулях на плечах. Дождь и снег часто гасили огни, а штормовой ветер нередко выбрасывал костры из чаш. Пробовали ограждать огонь металлическими решетками и устраивать навесы. Но решетки ослабляли свет, а навесы лишь прибавляли копоти.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • 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


  • 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.



  • В сентябре этого года были объявлены итоги международного конкурса под названием
    Land Art Generator Initiative, в котором приняли участие проекты, включающие в себя объединение решений новой энергетики с достижениями на дизайнерском поприще. В число финалистов конкурса вошёл интересный проект, созданный американским дизайнером Абдулазизом Халили и его группой Khalili Engineers под названием The Pipe (от англ.труба). Это инновационный опреснитель воды, осуществляющий работу при помощи солнечных батарей



  • 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".



  • 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.



  • 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


  • Человек всегда был охотником. Он убивал, чтобы жить. Для наших пращуров добыча кита была событием, которое заносилось в сказания. Кит являлся горой мяса и жира, которая означала, что дети несколько месяцев не станут плакать от голода, а в жилищах будут свет и тепло. Во многих частях света приморские селения, а порой и целые народы, существовали за счет китового промысла. Быть китобоем означало не просто ремесло. Для того чтобы сразиться с таким огромным зверем, требовались огромная физическая сила и выносливость, кроме того — находчивость и бесстрашие. Романтика старинного китобойного промысла воспета в книгах, на гравюрах и картинах, где суровые богатыри-китобои предстают своеобразными «рыцарями», побеждающими «морское чудовище».
    У самих китобоев киты вызывали невольное уважение и восхищение.

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