Metalurgia proszków - Notatki - Materiałoznastwo - Część 4, Notatki'z Materiałoznastwo. Warsaw University of Technology
mellow_99
mellow_9914 March 2013

Metalurgia proszków - Notatki - Materiałoznastwo - Część 4, Notatki'z Materiałoznastwo. Warsaw University of Technology

PDF (833.4 KB)
23 strony
324Liczba odwiedzin
Opis
W notatkach omawiane zostają zagadnienia z materiałoznastwa: metalurgia proszków; spiekanie, obróbka wykańczająca.
20punkty
Punkty pobierania niezbędne do pobrania
tego dokumentu
Pobierz dokument
Podgląd3 strony / 23
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 cz4.pdf

Schemat prasowania dwustronnego z przeciwbie nym ruchem stempli:

a) zasypywanie proszku do matrycy,

b) prasowanie,

c) usuwanie wypraski;

1 - stempel górny, 2 - stempel dolny, 3 - matryca, 4 - kaseta zasypowa,

5 – wypraska

docsity.com

docsity.com

2. Prasowanie obwiedniowe

Kszta tki o przekroju okr!g ym, symetryczne do pionowej osi prasowania,

mo"na prasowa# obwiedniowo. Zasada polega na tym, "e górny stempel

jest odchylony od pionu o k!t i wykonuje ruch kr!"!cy lub wahaj!cy.

Powierzchnia styku stempla z zag$szczanym materia em jest ma a, co

pozwala na zwi$kszenie ci%nienia wywieranego na materia i uzyskanie

wi$kszej g$sto%ci wyrobu.

Schemat prasowania

obwiedniowego proszków;

1 - stempel obrotowy, 2- proszek ,

3 – matryca, 4 -. wypychacz

docsity.com

3. Formowanie krocz ce Podczas prasowania krocz!cego proszek zasypany swobodnie do

matrycy w kszta cie rynny jest prasowany za pomoc! stempla o

specjalnym kszta cie. Po ka"dym cyklu obci!"enia matryca jest

przesuwana. Przesuni$cie przypadaj!ce na jeden cykl nazywa si$

skokiem prasowania. Sposób ten s u"y do wytwarzania kszta tek w

postaci d ugich pr$tów lub ta%m. Uzyskuje si$ g$sto%ci rz$du (0,8 - 0,9)rL

(podobnie jak przy prasowaniu w matrycach zamkni$tych).

Schemat urz!dzenia do

prasowania krocz!cego;

1 - pod u"na matryca,

2 - przesuwaj!cy si$ t ok,

3 - proszek

docsity.com

4. Wyciskanie proszków na zimno

Kszta tki w postaci pr$tów i rur wytwarza si$ z proszków w procesie

wyciskania wspó bie"nego. Proces mo"e by# prowadzony z dodatkiem

lub bez dodatku plastyfikatora (substancji zlepiaj!cej: np. stearyny lub

skrobii). Wyroby wyciskane poddaje si$ spiekaniu, podczas którego

plastyfikator odparowuje. Sposób znajduje zastosowanie dla proszków o

ma ej formowalno%ci (np. z wolframu, niobu, w$glika wolframu itp.).

Proszki metali plastycznych wyciska si$ bez dodatku plastyfikatora, przy

czym konieczne jest stosowanie du"ych stopni odkszta cenia.

Technologia wyciskania bez plastyfikatorów stwarza trudno%ci, gdy"

wskutek tarcia na wyj%ciu z matrycy pojawiaj! si$ napr$"enia

rozci!gaj!ce, prowadz!ce do lokalnego spadku g$sto%ci i powstawania

p$kni$#. Aby tego unikn!# stosuje si$ m. in. wst$pne zag$szczanie

proszku w pojemniku poprzez nacisk stempla przy zamkni$tym otworze

matrycy

docsity.com

Wyciskanie wspó bie"ne z

proszku:

a) pr$ta, b) rury;

1 - pojemnik,

2 - tuleja pojemnika,

3 - stempel,

4 - przek adka,

5 - matryca,

6 - p yta matrycy,

7 - proszek wyciskany

(uformowany),

8 – trzpie&

docsity.com

5. Odlewanie i napylanie g!stwy Formowanie kszta tek o skomplikowanych kszta tach z proszków o

niskiej formowalno%ci i zag$szczalno%ci (np. ceramicznych i

ceramiczno - metalicznych) realizuje si$ za pomoc! odlewania g$stej

zawiesiny proszku w cieczy z dodatkami poprawiaj!cymi lejno%# i

zapobiegaj!cymi zlepianiu si$ drobin proszku (tzw. g$stwy). Formy

odlewnicze wykonuje si$ z porowatego materia u wch aniaj!cego ciecz

(np. z gipsu). Kszta tki po wyj$ciu z form odlewniczych s! suszone i

poddawane spiekaniu. Mo"liwe jest uzyskanie g$sto%ci do 0,98 rL

Zasada odlewania g$stwy;

a)forma,

b)zalewanie g$stwy,

c)uzyskana kszta tka

docsity.com

6. Prasowanie izostatyczne w komorach wysokoci"nieniowych

Prasowanie izostatyczne polega na zag$szczaniu proszku

umieszczonego w elastycznej formie za pomoc! wysokiego ci%nienia

hydrostatycznego. Elastyczna forma wraz z zasypan! odpowiedni!

porcj! proszku zostaje umieszczona w komorze ci%nieniowej i poddana

dzia aniu cieczy pod wysokim ci%nieniem. Po zako&czeniu prasowania

nast$puje dekompresja, wyj$cie z komory ci%nieniowej formy z

wyprask! i usuni$cie formy. Omawiany sposób prasowania jest mo"liwy

do zastosowania tylko dla materia ów %ci%liwych (rozdrobnionych lub

spiekanych o porowatej strukturze). Istotn! zalet! jest du"a

jednorodno%# otrzymywanych wyprasek.

docsity.com

docsity.com

7. Wibracyjne zag!szczanie proszków

Za pomoc! wibratorów pneumatycznych, elektromechanicznych lub

elektromechanicznych zag$szcza si$ proszek w matrycy lub

odpowiedniej formie. Przenoszenie drga& odbywa si$ w jeden z

nast$puj!cych sposobów:

wprawienie w drgania poosiowe matrycy i 2 stempli prasuj!cych

wprawienie w drgania poosiowe formy z proszkiem, na którego

powierzchnie wywierany jest nacisk statyczny

wprawienie matrycy w drgania obrotowo-zwrotne, przy niedrgaj!cych

stemplach.

docsity.com

Rodzaj wibratora parametry procesu (moc, cz$stotliwo%# amplituda

drga&, przyspieszenie) dobiera si$ w zale"no%ci od masy, kszta#tu i wymaganej g!sto"ci formowanej kszta#tki.

docsity.com

8. Walcowanie proszków

Stosuj!c odpowiednie gnioty mo"na wytwarza# w procesie walcowania

wzd u"nego wyroby w postaci ta%m bezpo%rednio z proszku. Otrzymane

ta%my poddaje si$ nast$pnie spiekaniu. Maj! one struktur$ porowat!, a

uzyskanie odpowiednich w asno%ci wytrzyma o%ciowych i plastycznych

wymaga zwykle dalszej obróbki plastycznej i ponownego spiekania.

Sposoby walcowania ta%my z

proszku: kotlina walcownicza

mo"e by# usytuowana pionowo

(a) lub poziomo (b i c);

1 - walec, 2 - zasobnik proszku,

3 - podajnik %rubowy

docsity.com

Spiekanie

docsity.com

Spiekanie polega na wygrzewaniu

proszku lub uformowanej kszta tki przez

okre%lony czas, w odpowiedniej

temperaturze i atmosferze. W efekcie

otrzymuje si$ materia spiekany, który

odznacza si$ pewn! spoisto"ci (w przypadku spiekania proszku) lub

wy$sz wytrzyma#o"ci ni" uformowana kszta tka.

Zasadnicze zjawiska to:

przemieszczanie si$ atomów (transport masy)

dyfuzja powierzchniowa i obj$to%ciowa,

p yni$cie wywo ane ci%nieniem kapilarnym,

parowanie i kondensacja.

Przyczyna: nadwy"ka energii uk adu cz!stek proszku (du"a

powierzchnia w a%ciwa).

Obni enie energii uk adu: poprzez zmniejszanie si! powierzchni swobodnych cz stek (tworzenie szyjek !cz!cych poszczególne cz!stki, wyg adzanie nieregularnych powierzchni swobodnych oraz

sferoidyzacja i zmniejszania si$ pustek a" do ich zanikania)

docsity.com

Mikrostruktura spiekanego proszku Cu;

a) przed spiekaniem,

b) po spiekaniu w temperaturze 1000 K,

c) po spiekaniu w temperaturze 1050 K,

d) po spiekaniu w temperaturze 1130 K

docsity.com

Podstawowe warunki spiekania to:

temperatura,

czas spiekania,

sk#ad chemiczny atmosfery pieca.

W zale"no%ci od zastosowanej temperatury rozró"nia si$ spiekanie:

!w fazie sta#ej, 0,7 - 0,8 temperatury topnienia metalu spiekanego

!z udzia#em fazy ciek#ej, temperatura jest tak dobrana, "e niektóre sk adniki mieszanki proszkowej przechodz! w stan ciek y.

!z udzia#em zanikaj cej fazy ciek#ej. ma miejsce, gdy sk adniki mieszanki proszkowej tworz! roztwory w stanie sta ym (np. Fe - Cu, Fe -

P, Cu - Sn). Zachodzi wtedy dyfuzja sk adnika ciek ego w g !b fazy

sta ej.

docsity.com

TEMPERATURA SPIEKANIA [!C]

%ELAZO/ STAL1100 - 1300

STOPY ALUMINIUM590 - 620

MIED&750 - 1000

MOSI'DZ850 - 950

BR'Z740 - 780

METALE WYSOKOTOPLIWE1200 - 1600

docsity.com

SK(AD ATMOSFER DO SPIEKANIA

ATMOSFERA SK AD (%) PRZEWODNO!"

CIEPLNA

N 2

H 2

C

O CO

2

CH

4

O 2

(ppm

)

DP

(°C) inne (powietrze=1)

1. azot >99.

9 - - - - <10 -65 - 1

2. wodór (spr#$ony) - >99.9

9 - - - - -40 - 7

3. wodór (elektrolitycznie czysty) - >99.9 - - - - -65 - 7

4. azot + wodór reszt

a 2-8 - - - - -40 - 1.1-1.4

5. azot + zdysocjowany CH 3 OH

reszt

a 12 6 *

<1.

5 - * - 1.7

6. dysocjowany amoniak 25 75 - - - - -40 - 5.5

7. gaz egzotermiczny 69 14 11 5 <1 - +20 - 1.6

8. gaz egzotermiczny

(oczyszczony) 73.3 14.8

11.

7

<0.0

2 - - -40 - 1.7

9. gaz endotermiczny ( z C 3 H

8 ) 44 31 23 - - -

-

15/+1

0

- 3.3

10. gaz endotermiczny ( z

dodatkiem w#glowodorów) Rem 30 22 *

<1.

5 - * - 3.1

11. argon - - - - - <10 -65 Ar>99.9 0.7

12. hel (spr#$ony) - - - - - <10 -65 He>99.

9 6

13. pró$nia, 10-2 torr zale nie od warunków <-60 - nieznaczna.

14. pró$nia , powy$ej 10-5 torr zale nie od warunków <-80 - nieznaczna.

docsity.com

ZASTOSOWANIE ATMOSFER DO SPIEKANIA

MATERIA ATMOSFERY

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Stopy Al • a • • a a a a a a a a • a

ALNICO a a • a a a a a a a a a a a

MOSI%DZ a a • • a • a • a a a a a a

BR%Z, MIED& a a • a • a • • • a a a a a

METALE WYSOKOTOPLIWE a a • a a a a a a a • • • a

STALE SS a a • a a a a a a a a a • a

Mo, Co, W a • a • a • a a a a • • • a

METALE REAKTYWE (Ti, Nb, Ta etc) I

CERMETALE a a a a a a a a a a a • • •

STOPY MAGNETYCZNIE MI'KKIE (Fe, Fe- Ni, Fe-P, Fe-Co, Permalloy )

• a • a a a a a a a a a • a

STOPY MAGNETYCZNIE MI'KKIE Fe-Si a • a a a a a a a a a a • a

STALE NIERDZEWNE a • a • a •• a a a a a a • a

-STALE NISKOW'GLOWE I NISKOSTOPOWE (Ni, Cu, Mo, P)

a a a • a • •• • • a a a a a

STALE CHROMOWE I MANGANOWE a •• • •• a •• a a a a a a • a

!REDNIOW'GLOWE STALE STOPOWE a a a a • a a a a • a a • a

• SPECJALNIE ADAPTOWANE; •• NIEBEZPIECZNE!

docsity.com

Po# czenie formowania ze spiekaniem Po !czenie operacji formowania (prasowania w matrycy zamkni$tej) ze

spiekaniem znajduje zastosowanie do wytwarzania wyrobów o niskiej

porowato%ci i wysokiej wytrzyma o%ci z proszków metali trudnotopliwych i

ceramicznych. Procesy spiekania przebiegaj! intensywnie pod ci%nieniem,

a ponadto podwy"szona temperatura pozwala na obni"enie nacisku

prasowania. Ewentualne stosowanie atmosfer ochronnych zapobiega

utlenianiu proszków.

Schemat prasowania na gor!co w matrycy zamkni$tej: a) z podgrzewaniem proszku,

b) z podgrzewaniem matrycy, c) w piecu;

1 - stemple, 2 - matryca, 3 - proszek, 4 - elektrody miedziane ch odzone wod!, 5 -

uk ad elektryczny, 6 - piec, 7 - elementy grzewcze

docsity.com

Obróbka wyka)czaj ca

docsity.com

Obróbka wyka&czaj!ca spieków sk ada si$ z:

!obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, wykonywanej w celu

polepszenia w asno%ci wyrobów spiekanych, które mo"na

podda# hartowaniu i odpuszczaniu, przesycaniu i starzeniu

lub obróbce cieplno-chemicznej naw$glaniu lub azotowaniu;

!utleniania w parze wodnej w celu poprawienia odporno%ci

na korozj$ i zmiana w asno%ci fizycznych i mechanicznych;

!kalibrowania, przeprowadzanego na gotowych produktach

w celu uzyskania wy"szej dok adno%ci wymiarowej,

poddaj!c je naciskom znacznie ni"szym ni" podczas

formowania;

docsity.com

!nasycania spieków metalami ( stosowanego w celu

zmniejszenia porowato!ci spieku, poprzez zanurzenie

porowatego szkieletu w roztopionym metalu lub wygrzewaniu

szkieletu wype"nionego proszkiem nasycaj#cym w piecu) lub

niemetalami;

!obróbki plastycznej i skrawaniem, wykonywanej w celu

uzyskania wymaganych cech geometrycznych i w"asno!ci,

stosowana dla spieków obróbka plastyczna to np. kucie i

walcowanie, a stosowana obróbka skrawaniem to np.

szlifowanie.

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