Wyroby spiekane - Notatki - Materiałoznastwo - Część 4, Notatki'z Materiałoznastwo. Warsaw University of Technology
pixel_80
pixel_8014 March 2013

Wyroby spiekane - Notatki - Materiałoznastwo - Część 4, Notatki'z Materiałoznastwo. Warsaw University of Technology

PDF (765.8 KB)
17 strona
374Liczba odwiedzin
Opis
W notatkach omawiane zostają zagadnienia z materiałoznastwa: wyroby spiekane; wyroby konkurencyjne, wyroby bezkonkurencyjne, wyroby konstrukcyjne o podwyższonej wytrzymałości mechanicznej, spieki pseudostopowe.
20punkty
Punkty pobierania niezbędne do pobrania
tego dokumentu
Pobierz dokument
Podgląd3 strony / 17
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 proszkow2 cz4.pdf

W gliki spiekane

Nazw w gliki spiekane okre!lamy grup" narz"dziowych materia#ów

spiekanych, w których strukturze od 70 do 90% obj"to!ci zajmuj w gliki metali,

a reszt" stop wi $ cy np.:

Sk ad chemiczny w!glików spiekanych

Gatunek WC, [%] TiC+TaC+NbC, [%] Co, [%]]

S 10 S 56 35 9

S 20 78 14 8

H 03 94 - 6

H 10 S 91 4,5 4,5

U 10 S 84,8 9,7 5,5

G 30 85 - 15

G 50 S 74,8 0,2 25

B 0 93 - 7

B 45 89 - 11

docsity.com

Metal wi!"!cy; kobalt lub w w"glikach spiekanych wy$szej klasy - stop kobaltu z

rutenem. Wersja oszcz"dno!ciowa - zamiast kobaltu, ta%sze metale - nikiel i "elazo.

Twarda faza; w"glik wolframu (WC), a tak$e w"gliki innych metali: tytanu (TiC),

tantalu (TaC), niobu (NbC), molibdenu (MoC), chromu (Cr3C2). Udzia# TiC do 35%,

TaC do 7%, VC i Cr3C2 oko#o 1-2% (zapobiegaj rozrostowi podczas spiekania ziarn

pozosta#ych w"glików)

docsity.com

Schemat procesu

technologicznego

w"glików spiekanych

docsity.com

W"gliki spiekane produkowane s wy# cznie technik metalurgii proszków.

Wytwarzanie w"glików spiekanych odbywa si" w dwóch etapach,

pierwszy etap to wytwarzanie proszków w"glików,

drugi etap to spiekanie.

Z po!ród u$ywanych metod mo$na wyró$ni& kilka ciekawszych np.:

!metod stapiania,

!naw"glanie proszków czystych metali, tlenków lub wodorków metali przez

spiekanie;

!wydzielanie z fazy gazowej,

!wydzielanie w"glików z fazy gazowej,

!wytr cenie w"glików ze stopionych metali.

docsity.com

Produkcja w"glika wolframu

docsity.com

Proszki w"glików obrabia si" przez prasowanie i spiekanie oraz prasowanie na

gor!co. Coraz cz"!ciej stosuje si" jednak inne technologie tj. wyciskanie pr"tów i

tulejek proszków zawieraj cych plastyfikatory a tak$e spiekanie pod ci!nieniem z

ogrzewaniem indukcyjnym.

Operacja spiekania przeprowadza si" w temperaturze:

wst"pne 800 – 1000oC ,

ko%cowe 1500 – 1800oC.

Elementów z w glików spiekanych nie poddaje si obróbce cieplnej,

plastycznej toczeniu i frezowaniu. Mog! by" ci te i szlifowane.

W#asno$ci w glików spiekanych zale$ od sk#adu chemicznego, wielko!ci

ziarna i udzia#ów obj"to!ciowych sk#adników. Cechy charakterystyczne w"glików

to:

!odporno!& na dzia#anie temperatury,

!du$ wytrzyma#o!& na !ciskanie,

!du$ twardo!ci ,

!du$ odporno!ci na !cieranie,

!wytrzyma#o!& na zginanie jest bardzo zale$na od sk#adu chemicznego i

ziarnisto!ci struktury.

docsity.com

Wp#yw temperatury na twardo!&

w"glików spiekanych na osnowie

kobaltu WC-Co i WC-TiC-Co oraz

stali szybkotn cej

docsity.com

W glikostale

W glikostale s to spiekane materia#y narz"dziowe, w których udzia# twardych faz

wynosi od 45 do 60% obj"to!ci.

Faza twarda: w glik tytanu, rzadziej - w glikoazotek tytanu, w glik wolframu i

w glik wanadu.

Osnowa: stale niskostopowe i wysokostopowe, np.: narz"dziowe,

szybkotn ce, kwasoodporne, "maraging". Osnow", mo$na obrabia& cieplnie

(przemiana martenzytyczna, przemiany dyfuzyjne, zjawisko utwardzenia

wydzieleniowego). Po obróbce cieplnej osnowa w"glikostali ma najcz"!ciej

struktur" martenzytyczn lub austenityczn . Mog w niej tak$e wyst"powa&

wtr cenia grafitu zwi"kszaj ce odporno!& na !cieranie.

!Twardo!& w stanie obrobionym cieplnie - do 1100HV (zachowana do 550-

800oC).

!Nie s obrabialne plastycznie

!Mo$na je obrabia& skrawaniem z u$yciem w"glików spiekanych (w stanie

wy$arzonym twardo!& 480-560 HV). Stanowi to ogromn zalet" w"glikostali

umo$liwiaj c wytwarzanie z nich narz"dzi i detali o skomplikowanym kszta#cie.

docsity.com

Sk#ad chemiczny kilku w"glikostali typu Ferro-Titanit (nazwa firmowa)

Gatunek TiC

%wg C Cr Mo Cu Al Ni Co Nb Ti Si Fe Struktura

C-spezial 33 0,65 3,0 3,0 1,5 - - - - - - reszta TiC+martenzyt

S 32 0,5 19,5 2,0 1,0 - 0,25 - - - - reszta TiC+martenzyt

nikro 128 30 - 13,3 5,0 0,8 1,0 4,0 9,0 - 1,0 - reszta TiC+martenzyt

niklowy

U 34 - 18,0 2,0 1,0 - 12,0 - 0,85 - - reszta TiC+austenit

cromoni 22 - 20,0 15,5 0,8 - reszt

a - 0,5 - - - TiC+stop niklu

nikro 292 28 - - 15 0,5 - 15,0 15,0 - 0,2 - reszta TiC+martenzyt

niklowy

6 U 30 32 3,55 - - 1,8 - 1,0 - - - 2,0 reszta TiC+martenzyt

+grafit

docsity.com

Formowanie wyprasek z w"glikostali odbywa si" z mieszanki proszków z

dodatkiem plastyfikatora pod ci!nieniem 200-300 MPa.

Pierwsze spiekanie, w trakcie, którego zachodzi tak$e usuni"cie plastyfikatora,

przeprowadza si" w atmosferze wodoru w temperaturze 900-1000°C.

Drugie spiekanie przebiega w pró$ni w temperaturze 1300-1400°C. Odbywa si"

ono z udzia#em fazy ciek#ej i prowadzi do utworzenia materia#u praktycznie

bezporowatego.

Do w"glikostali zalicza si" równie$ materia#y wytworzone drog infiltracji

spieczonego porowatego szkieletu, utworzonego z w"glików, ciek#ymi stopami niklu

i $elaza.

Z w"glikostali wykonuje si" wykrojniki, matryce, stemple walce i narz"dzia

pomiarowe. Trwa#o$% narz"dzi z w"glikostali jest 10-20-krotnie wy$sza ni$

narz"dzi wykonanych ze stali narz"dziowych. Stosuje si" je tam, gdzie niezb"dna

jest wysoka odporno$% na $cieranie; du"a odporno$% na korozj lub w#asno$ci

paramagnetyczne.

docsity.com

Cermetale

Z po!ród kompozytów ceramicznych, cermetale znalaz#y najszersze zastosowanie

w technice. S to kompozyty otrzymywane na drodze metalurgii proszków na

bazie proszków ceramicznych i metalicznych.

Najcz"!ciej stosowanymi proszkami ceramicznymi s : korund, rzadziej

dwutlenek cyrkonu, tlenek magnezu a tak$e w glik wolframu, molibdenu,

tantalu, tytanu lub krzemu, azotki i borki.

Sk#adnikiem metalicznym cermetali s proszki wolframu, kobaltu, niklu lub

"elaza.

docsity.com

Zastosowanie

Cermentale stosuje si" na elementy pracuj ce w wysokiej temperaturze i w

warunkach wymagaj cych okre!lonych w#asno!ci wytrzyma#o!ciowych.

Szeroko stosuje si" je do produkcji narz dzi skrawaj!cych i do obróbki

plastycznej.

S one tak$e stosowane w silnikach odrzutowych i na niech#odzone elementy

rakiet a tak$e do produkcji dysz w silnikach rakietowych na paliwo sta#e.

docsity.com

Schematyczny przebieg

wytwarzania cermetali

docsity.com

Materia#y o najwy"szej twardo$ci.

diament (7000 HV),

azotek boru (odmiana alotropowa o sieci regularnej zwan borazonem) -

4700HV,

w"glik krzemu (2600-3300 HV),

w"glik boru (2600-3900 HV)

tlenek glinu (2080 HV).

Z materia#ów tych wytwarzane s narz"dzia s#u$ ce do obróbki kamieni

szlachetnych, twardych tarcz szlifierskich (!ciernic), ceramiki, minera#ów,

materia#ów o osnowie Si3N4 (sialonów), betonu, szk#a, w"glików spiekanych.

Najbardziej rozpowszechnione s narz"dzia wykonane z cz stek diamentu

osadzonych w metalowej osnowie.

Osnow metalow jest najcz"!ciej br!z zawieraj cy 15-20% cyny. Rzadziej

stosuje si" w tym celu stale wysokostopowe zawieraj ce dodatkowo, w

charakterze twardej fazy, cz!stki w glików wprowadzanych pod postaci

proszku.

docsity.com

Sposoby wytwarzania narz dzi diamentowo-metalowych;

Mieszanka proszków metali i diamentu mo$e by& prasowana na zimno, a

nast"pnie spiekana

Od razu prasowana na gor co w matrycach grafitowych.

Ten drugi sposób jest korzystniejszy w przypadku materia#ów metalowo-

diamentowych, gdy$ czas oddzia#ywania na diament wysokiej temperatury jest

w tym przypadku znacznie krótszy. Wytrzymywanie diamentu przez d#u$szy

czas w wysokiej temperaturze stwarza niebezpiecze%stwo jego przemiany w

grafit.

Diamenty u$ywane do wyrobu narz"dzi mog by& pochodzenia naturalnego,

g#ównie jednak wykorzystuje si" w tym celu diamenty syntetyczne. Obecnie w

2/3 narz"dzi diamentowo-metalowych produkowanych na !wiecie stosuje si"

diamenty syntetyczne. S one otrzymywane z grafitu. Metalami -

rozpuszczalnikami mog by& poza niklem: mangan, tantal, kobalt, pallad, $elazo.

docsity.com

W spiekanym diamencie wyst"puj tak$e bezpo!rednie wi zania typu diament-

diament. Gdy spe#nione zostan pewne warunki, wi zanie diament-diament

dominuje w spieku. Spiekanie przebiega pod ci$nieniem 5-8 GPa w temperaturze

2500-3000°C (w obszarze stabilno!ci grafitu). Aby zapobiec przemianie diamentu

w grafit stosuje si" bardzo krótkie czasy spiekania. Jako materia#u wyj!ciowego

u$ywa si" drobnego proszku diamentu naturalnego. Diamenty polikrystaliczne w

postaci warstwy o grubo!ci 0,5 1,0 mm jest # czony bezpo!rednio z p#ytk z

w"glików spiekanych (pod#o$e) lub przez warstw" po!redni z materia#u o ma#ej

spr"$ysto!ci wzd#u$nej (wyrównanie napr"$e% mi"dzy diamentem a w"glikiem).

W#asno$ci izotropowe w ca#ej masie diamentu.

docsity.com

Porównanie skrawalno!ci przy rozwiercaniu

tworzywa sztucznego zbrojonego w#óknami

metalowymi

Porównanie twardo!ci i wytrzyma#o!ci na zginanie

ró$nych materia#ów

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