Тема 9. Основи технології формування порошків.

В самому загальному випадку формування металевого порошку являє собою технологічну операцію, в результаті якої утворюється порошкова формовка, тобто тіло із заданою формою, густиною, розмірами.

Ущільнення порошку забезпечують пресуванням у металевих прес-формах, або в еластичних оболонках, шлікерним формуванням, прокатуванням та іншими методами.

Основними етапами при цьому є:

1. Підготовка металічних порошків до формування.

Майже в усіх випадках виникає необхідність у спеціальних операціях підготовки порошків для надання їм певних хімічних, фізичних й технологічних характеристик, які забезпечують випуск продукції із потрібними кінцевими властивостями.

Основними операціями при підготовці порошків до формування є :

- відпал;

- розсівання;

- змішування.

Відпал застосовують з метою підвищення їх пластичності, здатності до пресування та формування. При відпалі знімається наклеп, тобто усувається спотворення кристалічної гратки металу у приповерхневих шарах частинок. Досить часто відбувається відновлення оксидів. Нагрівання здійснюють у захисному середовищі при t = 0,4-0,6 від tпл порошку. Найчастіше відпалу піддають порошки, які отримані подрібненням твердих матеріалів, електролізом водних розчинів, або розкладом карбонілів, тому що ці порошки містять значну кількість оксидів, розчинених газів і вони мають великий ступінь наклепу.

2. Класифікування

Під класифікуванням розуміють розділення порошків за величиною частинок на фракції, які пізніше використовуються або безпосередньо для формування, або для складання суміші. При цьому порошки деяких фракцій можуть виявитись непридатними для подальшого використання, тому їх можуть піддавати додатковій обробці: збільшення у випадку дрібних фракцій, і розмолу у випадку крупних.

В практиці порошкової металургії застосовують ситову класифікацію порошків.

Класифікацію порошків з розміром частинок < 45мкм здійснюють за допомогою повітряних сепараторів, які забезпечують висаджування твердих частинок із несучого газового потоку під дією на них сили притягання. Роботу повітряних сепараторів регулюють зміною швидкості газового потоку.

3. Приготування сумішей

Змішування металевих порошків полягає в приготуванні однорідної механічної суміші із порошків різного хімічного й гранулометричного складу, а також їх суміші із неметалевими порошками.

Задача змішування – це перетворення сукупності частинок твердих компонентів при їх початковому довільному розподілі між собою в однорідну суміш.

Швидкість й результат змішування визначається: формою і величиною частинок, гранулометричним складом (як загальним, так й кожного компоненту окремо); кількістю компонентів, що змішуються, є співвідношенням їх кількості; густинами компонентів і їх відмінністю; коефіцієнтом тертя між частинками; здатністю частинок до злипання; ступенем зміни гранулометричного складу при змішуванні, а також залежить від конструкції змішувачів.

Час змішування складає від однієї до декількох годин. Надлишковий час змішування буває іноді шкідливим, коли при цьому відбувається доподрібнення матеріалу, або проходять небажані реакції між компонентами. Суміш порошків повинна мати однаковий хімічний й гранулометричний склад в будь-яких мікрооб`ємах.

При змішуванні великої кількості одного компоненту з малою кількістю другого раціонально застосовувати багатоступінчасте змішування, тобто компонент, якого мало, спочатку змішують з частиною іншого, а потім отриману суміш змішують із залишком. Найбільш розповсюджене механічне змішування компонентів в кульових млинах. Рівномірний розподіл частинок порошків в об`ємі суміші досягається легше й швидше, чим ближчі густини компонентів, що змішуються. Найбільша інтенсивність змішування спостерігається в початковий момент. Змішування найчастіше відбувається в таких середовищах, як повітря, або інший газ чи рідина.

У рідкому середовищі змішування проходить значно інтенсивніше, однак це не завжди економічно вигідно.

Результати змішування контролюють за фізико-технологічними властивостями або хімічним аналізом проб.

При довгому зберіганні суміші може відбуватись розділення, або розшарування компонентів із різними густинами.

Приготування порошкової суміші завершує цикл підготовки порошків до формування.