ВВЕДЕНИЕ - Получение Fe порошков размолом в мельницах

Порошковой металлургией называют область науки и техники, охватывающую производство металлических порошков, а также изделий из них или их смесей с неметаллическими порошками. Ее важными отличительными чертами являются получение веществ в порошкообразном состоянии и проведение операции нагрева (спекания) заготовок из порошков при температуре ниже точки плавления соответствующего металла или, в случае смеси разнородных порошков, ниже температуры плавления наименее тугоплавкого компонента основы. Таким образом, последовательное осуществление в едином цикле операций получения порошка и превращения его в изделие составляет суть порошковой металлургии.

Среди имеющихся разнообразных способов обработки металлов порошковая металлургия занимает свое особое место, так как позволяет не только производить изделия различных форм и назначений, но и создавать принципиально новые материалы, получить которые иным путем крайне трудно или вообще невозможно.

Порошковая металлургия успешно конкурирует с литьем, обработкой давлением, резанием и другими методами, дополняя или заменяя их. Являясь одной из молодых отраслей современной техники, порошковая металлургия одновременно есть и древнейший способ производства металлов и изделий из них. Порошки золота, меди и бронзы применяли как краски и использовали для декоративных целей в керамике и живописи, а также для украшения лица во все известные нам времена. Некоторые древнейшие рукописи были раскрашены золотом. Найденные при раскопках многие из орудий египтян изготовлены из железа и относятся к 3000 г. до н. э., а знаменитый памятник Индии -- колонна в г. Дели, выполнена из очень чистого железа. Она весит около 6,5 т, имеет высоту 7,3 м при диаметре у основания 0,42 м и относится к 415г.

Однако известно, что до начала XIX века не было способов получения высоких температур для плавления чистого железа. Предметы из железа были изготовлены так называемым Кричным методом. Сначала в горнах при температуре ~1000°С восстановлением окисленной железной руды углем получали крицу (губку), которую затем многократно проковывали в нагретом состоянии, заканчивая процесс нагревом изделия в горне (для уменьшения пористости). На территории нашей страны железо впервые получено из руд в 1400 г. до н. э. Исследования советских археологов показали, что в Киевской Руси из крицы производили различные предметы -- оружие, изделия бытового назначения и др.

С появлением доменного передела от проковки крицы отказались и о порошковой металлургии временно забыли примерно на 400 лет.

Заслуга возрождения древних приемов обработки металлов и объединения их в особый технологический метод -- порошковую металлургию -- принадлежит русскому ученому Петру Григорьевичу Соболевскому (1782--1841), которому в работе помогал химик Василий Васильевич Любарский (1795--1854). В 1826--1827 гг. была разработана технология изделий из платинового порошка (монеты, тигли и др.), промышленный выпуск которых опередил работу англичанина Волластана, предложившего в 1828 г. аналогичный способ получения компактной платины.

Развитие печной техники, сделавшее возможным достижение высоких температур, привело к освоению производства платиновых изделий литьем, в связи с чем к середине прошлого века о порошковой металлургии снова забыли и вспомнили лишь через 50 лет, когда бурное развитие электротехники потребовало материалов (таких как проволока из тугоплавких металлов, медно-графитовые щетки и т. п.), которые нельзя было изготовить обычными, известными в то время методами. Затем появились разнообразные изделия из порошков: самосмазывающиеся подшипники, твердые сплавы для обработки высокопрочных новых материалов, магнитные материалы и т. д. Сейчас трудно назвать область современной техники, где бы ни применялись методы порошковой металлургии для изготовления изделий или сами порошковые изделия.

Освоение технологии различных порошков дало толчок развитию работ в области производства из них материалов и изделий конструкционного назначения. Помимо технологических разработок были проведены обширные исследования в области создания научных основ порошкового металловедения и порошковой металлургии в целом.

Типовая технологическая схема производства заготовок и изделий методом порошковой металлургии включает четыре основные операции:

1) получение порошка исходного материала,

2) формование заготовки из него

3) спекание ее,

4) окончательную обработку (регулирование структуры, калибрование, механическую и химико-термическую обработки). Каждая из указанных операций вносит свой важный вклад в формирование всех свойств конечных порошковых изделий. Возможные отклонения от приведенной типовой технологической схемы могут выражаться в совмещении операций формования и спекания при горячем прессовании, в спекании свободно насыпанного порошка (при отсутствии формования заготовки из порошка), в отсутствие какой-либо обработки после спекания и др.

Совокупность основных технологических операций позволяет решать с помощью порошковой металлургии две важнейшие задачи:

    1) изготовление материалов и изделий с особыми составами, структурами и свойствами, которые недостижимы другими методами производства; примером могут служить порошковые материалы и изделия пористые (антифрикционные, фрикционные, фильтры и др.), высокотемпературные тугоплавкие металлы, дисперсно-упрочненные, волокнистые материалы и др.), инструментальные (твердые сплавы, сверхтвердые материалы и др.) и пр.; 2) изготовление материалов и изделий с обычными составами, структурами и свойствами, но при значительно более выгодных экономических показателях их производства.

Похожие статьи




ВВЕДЕНИЕ - Получение Fe порошков размолом в мельницах

Предыдущая | Следующая