Metalurgia proszków - Notatki - Materiałoznastwo - Część 3, Notatki'z Materiałoznastwo. Warsaw University of Technology
mellow_99
mellow_9914 March 2013

Metalurgia proszków - Notatki - Materiałoznastwo - Część 3, Notatki'z Materiałoznastwo. Warsaw University of Technology

PDF (1.5 MB)
30 strona
485Liczba odwiedzin
Opis
W notatkach omawiane zostają zagadnienia z materiałoznastwa: metalurgia proszków; schemat wytwarzania proszku żelaza metodą hoganas, obróbka proszków.
20punkty
Punkty pobierania niezbędne do pobrania
tego dokumentu
Pobierz dokument
Podgląd3 strony / 30
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
Metalurgia proszkow1 cz3.pdf

Schemat wytwarzania proszku elaza metod! Hoganas

docsity.com

Tlenki elaza redukuje si" najcz"#ciej w"glem, a powsta$y g!bczasty

produkt reakcji rozdrabnia si" na proszek. G$ównymi czynnikami

steruj!cymi procesem redukcji s!:

• przebieg zmian temperatury,

• nadmiar reduktora,

• wielko#% cz!stek redukowanego tlenku

• przepuszczalno#% i grubo#% jego warstwy tlenku

Sk!adniki

• surowiec: koncentrat magnetytowy otrzymany z rudy po jej zmieleniu

na cz!stki wielko#ci mniejszej od 0,5mm (70-75% Fe) i wysuszony w

piecu

• reduktor : antracyt lub mia$ koksowy.

• dla zwi!zania siarki zawartej we wsadzie do procesu wprowadza si"

równie kamie wapienny

Temperatura w strefie grzewczej pieca wynosi 1260°C. Przejazd przez

piec trwa prawie 3 doby.

docsity.com

Wytwarzanie proszków metali wysokotopliwych

Wolfram, molibden i ren otrzymuje si" niemal wy$!cznie na drodze redukcji

tlenków tych metali wodorem.

Surowiec: wzbogacone rudy wolframowe

Proces: Wy arzanie w wysokiej temperaturze z sod! lub z wrz!cym

kwasem solnym

Skutek: Produktem dysocjacji termicznej kwasu wolframowego H2WO4 lub

parawolframianu amonowego 5(NH420 • 12WO3 • 11H2O jest tlenek

wolframu WO3 (ilo!" domieszek nie powinna przekracza" 0,1 % - i

wielko!ci cz#stek ok. l µm)

Schemat pieca przepychowego do redukcji tlenków metali wodorem. 1 -

stalowa rura, 2 - piec, 3 - $ódki z wsadem, 4 - ch$odnica, 5 - doprowadzenie

wodoru

WO3 + 3H2 = W + 3H20 (900 C)

docsity.com

Wytwarzanie proszku tytanu

Spo#ród wielu wariantów wytwarzania proszku tytanu metod! redukcji

metalotermicznej, najwi"ksze znaczenie techniczne ma proces redukcji

gazowego czterochlorku tytanowego TiCl4 metalicznym magnezem w

atmosferze ochronnej argonu (metoda Kroi$a). Reakcja redukcji

TiCl4 + 2 Mg = Ti + 2 MgCl2

jest egzotermiczna i szybko#ci! doprowadzania TiCl4 reguluje si",

temperatur" procesu utrzymuj!c j! na poziomie 800-900°C. Proces

redukcji przebiega okresowo w hermetycznym reaktorze do chwili

wyczerpania si" magnezu.

G"bk# tytanow", która jest produktem redukcji, poddaje si" $ugowaniu

lub destylacji pró niowej w celu usuni"cia z niej magnezu i chlorku

magnezowego. Je#li stosuje si" zabieg $ugowania otrzymuje si"

bezpo#rednio tytan w postaci proszku, który jest jednak zanieczyszczony.

Tytan wy szej czysto#ci uzyskuje si" w wyniku destylacji pró niowej, lecz

w tym przypadku trzeba wykona% mechaniczne rozdrabnianie g!bki.

docsity.com

Schemat urz!dzenia do

metalotermicznej redukcji

czterochlorku tytanowego

magnezem.

l - korpus reaktora z

pokryw!,

2 - piec,

3 - doprowadzenie

gazowego TiCl4,

4 - doprowadzenie argonu,

5 - g!ski magnezu

docsity.com

Wytwarzanie proszku tantalu

Tantal zaliczany jest do metali wysokotopliwych. Jedn! z g$ównych

metod wytwarzania proszku tego metalu jest redukcja

sodotermiczna fluorotantalanu potasowego K2TaF7

K2TaF7 + 5 Na = Ta + 5 NaF + 2 KF

Fluorotantalan potasowy oraz kawa$ki sodu $aduje si" warstwami

do tygla elaznego lub niklowego. Pocz!tek procesu inicjuje si"

przez nagrzanie tygla. W temperaturze redukcji - 800-850°C - sód

znajduje si" w stanie pary, co zapewnia rozleg$y kontakt

reagentów ze sob!. Proszek b"d!cy produktem redukcji prawie

nie zawiera wolnego sodu. Po oczyszczeniu kwasami siarkowym i

fluorowodorowym uzyskuje si" proszek czystego tantalu (99,5%).

docsity.com

METODA KARBONYLKOWA

Polega na dzia$aniu pod znacznym ci#nieniem tlenku w"gla na

rudy elaza lub niklu. Efektem reakcji s! ciek$e zwi!zki, tzw.

karbonylki. Do wytwarzania proszków stosowane s! g$ównie

czterokarbonylek niklu lub pi"ciokarbonylek elaza. Zwi!zki te w

podwy szonej temperaturze nie s! trwa$e i ulegaj! $atwo

rozk$adowi na metal i tlenek w"gla. Metal wydziela si" w postaci

proszku w specjalnych zbiornikach, a uwolniony gazowy tlenek

w"gla powraca znowu do procesu.

Metoda ta stosowana jest g$ównie do elaza i niklu, jakkolwiek

inne metale tworz! tak e karbonylki. Uzyskane t! metod! proszki

odznaczaj! si" znaczn! czysto#ci!, dlatego stosuje si" je do

wyrobu wa niejszych materia$ów, jak np. materia$y magnetyczne,

pró niowe, elektryczne itp. Ze wzgl"du na ich dobr! prasowalno#%

stosowane s! równie do wytwarzania produktów o z$o onych

kszta$tach.

docsity.com

METODA ELEKTROLITYCZNA W zale no#ci od stanu i rodzaju elektrolitu rozró nia si" dwie odmiany:

-metoda wydzielania proszków z roztworów wodnych soli - stosuje

si" do wytwarzania proszków niklu, kobaltu, elaza, srebra, miedzi.

-metoda wydzielania proszków ze stopionych w podwy szonej

temperaturze soli metali- stosuje si" do uzyskiwania tantalu, niobu,

wanadu, cyrkonu, toru, tytanu i uranu

W zale no#ci od warunków elektrolizy uzyskuje si" albo kruchy osad na

katodzie, rozdrabniany pó&niej mechanicznie, albo proszek opadaj!cy

na dno wanny. Metoda ta jest jedn! z cz"#ciej stosowanych w

przemy#le.

docsity.com

WYTR'CANIE ELEKTROCHEMICZNE

Proszek metalu jest wydzielany z roztworu soli przez wytr!canie go

innym metalem, np. za pomoc! miedzi wytr!ca si" srebro z roztworu

wodnego azotanu srebra. Uzyskane w ten sposób proszki podlegaj!

zwykle dalszemu rozdrabnianiu w m$ynach. Jest to metoda od

dawna stosowana do wyrobów proszków srebra, z$ota, platyny i

cyny. W przypadku uranu, toru, cyrkonu i berylu stosuje si"

wytr!canie proszków w podwy szonej temperaturze ze stopionych

soli tych metali.

METODY SPECJALNE

Maj! zastosowanie w specjalnych przypadkach , takich jak np.

rozdzielanie (destylacja) stopów sk$adaj!cych si" z metali

ró ni!cych si" temperatur! topnienia i ci#nieniem pary.

docsity.com

Otrzymywanie proszków metod! impulsowo-plazmow!

Schemat urz dzenia

docsity.com

•W procesie tym cz"#% materia$u elektrod oraz otaczaj!cy je

gaz w wyniku silnopr!dowych wy$adowa( impulsowych

wytwarzanych pomi"dzy elektrodami przechodzi w stan

plazmy.

•Powsta$a plazma w czasie wy$adowania elektrycznego ulega,

po nag$ym zaniku wy$adowania, gwa$townemu rozpr" aniu i

ch$odzeniu.

•W efekcie powstaje aerozol zawieraj!cy, jako faz"

rozproszon!, nanokrystaliczne cz!stki b"d!ce wynikiem

krystalizacji materia$u powsta$ego w reakcji plazmowej.

docsity.com

Technologia wytwarzania

wyrobów z proszków

docsity.com

docsity.com

docsity.com

GOTOWE WYROBY

docsity.com

Obróbka proszków

docsity.com

1.Sferoidyzacja - je eli po !dany jest kszta$t kulisty proszku a

metoda jego wytwarzania tego nie gwarantuje mo na

przeprowadzi% dodatkow! obróbk# ciepln" lub cieplno-

mechaniczn", która zapewnia zmian" kszta$tu nieregularnego w

kulisty lub kropelkowy.

Metody:

•Swobodne opadanie cz!stek w piecu wysokotemperaturowym

•Sferoidyzacja w p$omieniu gazowym lub plazmowym

•Mielenie w m$ynach kulowych z wype$niaczem ( twardy proszek

ceramiczny) w podwy szonych temperaturach

docsity.com

Swobodne opadanie cz!stek w piecu wysokotemperaturowym

1- dozownik proszku,

2- elektrody ch$odzone wod!,

3- rura w"glowa,

4- izolacja cieplna,

5 – ch$odnica,

6 –zbiornik na proszek po

sferoidyzacji

docsity.com

2. Utlenianie wewn#trzne

do wytwarzania proszków kompozytowych. Utlenianiu poddaje si"

stopy dwusk$adnikowe, w których metal osnowy wykazuje mniejsze

powinowactwo do tlenu ni dodatek stopowy ( dotyczy stopów: Cu-Al.,

Cu-Si, Cu-Zr, Ag-Al., Ag-Cd, Ag-In, Ni-Al., Ni-Cr, Fe-Si)

Schemat struktury

proszku po cz"#ciowym

utlenianiu wewn"trznym

3. Mechaniczna synteza - Attritor

docsity.com

Mieszanie

docsity.com

Do prasowanych mas dodaje si! sk"adniki zmniejszaj ce tarcie

(grafit, stearyny, gliceryny, alkohol, eter, aceton, benzol, benzyn!,

kamfor! w ilo#ciach nieprzekraczaj cych 1% mas) w celu

zmniejszenia tarcia i u"atwienia po#lizgu mi!dzy cz stkami

proszku i powierzchniami narz!dzi. Dodatkowo u"atwienie

po#lizgu mi!dzy cz stkami proszku u"atwiaj ce zag!szczenie

wypraski.

Mieszanie przebiega w m"ynach kulowych zapewniaj cych

odpowiedni agregacj! cz stek.

docsity.com

Zjawiska podczas zag"szczania proszków:

Mo liwie naj#ci#lejsze uk$adanie si" cz!stek proszku w wyniku

za$amywania si" i likwidacji mostków, wzgl"dnych obrotów i

przemieszcze( cz!stek, prowadz!cych do cz"#ciowego zape$nienia

mniejszymi cz!stkami luk pomi"dzy cz!stkami wi"kszymi

Mechaniczne zaz"bianie si" cz!stek, szczególnie o rozbudowanej

powierzchni i nieregularnym kszta$cie

Trwa$e, powierzchniowe odkszta$cenie cz!stek, któremu towarzyszy

usuwanie pow$ok tlenkowych, co prowadzi do utworzenia „czystych’

metalicznych kontaktów mi"dzy cz!stkami

Zgniot materia$u przejawiaj!cy si" zwi"kszeniem jego twardo#ci

docsity.com

Zag#szczanie proszków

docsity.com

Struktura lu&no zasypanego proszku

docsity.com

Podstawowe sposoby zag"szczania proszku

a) prasowanie w matrycy;

b) prasowanie w formie elastycznej lub plastycznej (wielostronny

nacisk);

c) walcowanie

docsity.com

docsity.com

docsity.com

Formowanie i prasowanie proszków

Formowanie proszków polega na jego zag!szczeniu na drodze wywierania

#ciskania go w zamkni!tej przestrzeni. W zale$no#ci od wymaganego kszta"tu

elementu, w"asno#ci proszku dobiera si! odpowiedni metod! formowania.

Uformowane kszta"tki posiadaj spoisto#%, wynikaj c z po" czenia

poszczególnych cz stek proszku si"ami adhezji, lecz ich wytrzyma"o#% jest

niska.

Poni$ej podano najcz!#ciej u$ywane metody formowania:.

•prasowanie w matrycach zamkni!tych,

•prasowanie izostatyczne,

•prasowanie krocz ce (z przesuwaj c si! matryc ),

•walcowanie,

•wyciskanie,

•odlewanie i natryskiwanie,

•specjalne metody formowania (formowanie i prasowanie dynamiczne i

pulsacyjne, prasowanie w polu magnetycznym).

docsity.com

docsity.com

1. Prasowanie na zimno

•jednostronne,

•z p"ywaj c (swobodn ) matryc ,

•dwustronne z przeciwbie$nym ruchem stempli,

•dwustronne ze wspó"bie$nym ruchem matrycy.

Schemat prasowania jednostronnego:

a) zasypywanie proszku do matrycy,

b) prasowanie,

c) usuni!cie wypraski;

1 - stempel prasuj cy (ruchomy), 2 - stempel dolny (sta"y), 3 - matryca, 4 -

kaseta zasypowa, 5 - wyrzutnik, 6 – wypraska o wymiarach d i h

docsity.com

komentarze (0)
Brak komentarzy
Bądź autorem pierwszego komentarza!
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
Docsity is not optimized for the browser you're using. In order to have a better experience we suggest you to use Internet Explorer 9+, Chrome, Firefox or Safari! Download Google Chrome