Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Брак при спекании металлических порошков

02.05.2019

Различные виды брака, встречающиеся в практике спекания, можно подразделить в зависимости от их причин на три основные группы: а) брак, связанный с нарушением заданного режима нагрева (занижение или завышение температуры, отклонение от заданного времени спекания); б) брак, связанный с нарушением атмосферных условий спекания (присутствие кислорода или паров воды в атмосфере, присутствие газов, взаимодействующих с материалом спекаемых изделий); в) брак, связанный с предысторией изготовления брикетов (применение некондиционных порошков, плохое перемешивание шихты, наличие высоких напряжений после прессования, неправильная конструкция пресс-форм и т. д.).

Следствием несоблюдения заданных режимов нагрев может быть появление трещин или разрыхления, связанного с увеличением объема изделий. Этот вид брака может появляться в результате быстрого нагрева изделий, изготовленных с добавками, разлагающимися при нагреве с выделением газов (например, парафин, раствор каучука в бензине, соли аммония и т. п.). Мерой борьбы с такого вида браком является соблюдение режима нагрева, исключающего бурное выделение газов.

При занижении заданной температуры спекания наблюдается недостаточная степень спекания и связанные с этим пониженные прочностные и другие свойства изделий, а также недостаточная степень гомогенизации при спекании многокомпонентных систем. Этот вид брака можно исправить повторным спеканием. При завышении заданной температуры спекания может наблюдаться повышенная усадка и коробление, чрезмерный рост зерен, появление в структуре нежелательных фаз (например, появление структурно свободного цементита при спекании антифрикционных материалов на основе железо-графита). Брак, связанный с перегревом при спекании, как правило, не поддается исправлению.

Наиболее частый вид брака, связанный с нарушением атмосферных условий спекания, — окисление изделий. Последнее происходит в результате применения недостаточно тщательно осушенного защитного газа или подсосов воздуха в камеру спекания. Особенно недопустимо попадание окисляющих агентов в зону охлаждения изделий после спекания, так как при пониженных температурах при взаимодействии паров воды с металлами в большинстве случаев последние окисляются. Мерой борьбы с окислением при охлаждении является подача осушенного защитного газа в холодильник и осуществление противотока газа по отношению к спекаемым изделиям. В ряде случаев этот вид брака можно исправить повторным нагревом в восстановительной атмосфере. Однако при спекании компонентов, образующих трудновосстановимые окислы, этот брак практически неисправим.

В результате неблагоприятного воздействия атмосферы спекания может изменяться химический состав материала спекаемых изделий. Так, например, при спекании железо-графитовых композиций может происходить сильное обезуглероживание в случае присутствия в атмосфере повышенного количества паров воды, и, наоборот, железные изделия могут науглероживаться, если газ содержит повышенное количество метана. Применение атмосфер, содержащих неполностью диссоциированный аммиак, может приводить к появлению нитридов в спекаемых металлах. Путями для устранения этих видов брака является изменением состава атмосферы (например, осушка от H2O, очистка от CO2 и NH3), применение соответствующих засыпок и т. д.

В производстве твердых сплавов характерен вид брака под названием «корочка» Н.Р. Андерс указывает, что причиной его является разложение углеводородов с выделением сажи в поверхностных слоях изделия, в результате чего происходит их частичное отслоение. Появление углеводородов связано с разложением органических связок, вводимых в шихту для улучшения прессуемости карбидов (синтетический каучук, парафин и др.). Медленный и равномерный нагрев изделий, достаточный расход водорода (для снижения общей концентрации углеводородов, разлагающихся при некоторой критической концентрации), тщательное укрытие изделий засыпкой и некоторые другие факторы являются основными мерами борьбы с «корочкой».

Часто причины брака при спекании надо искать в предыстории изготовления брикетов. Так, в случае применения окисленных медных порошков при спекании, особенно брикетов с малой пористостью, может наблюдаться рост брикетов за счет действия газов, образующихся в результате восстановления окислов. Повышенное коробление спекаемых изделий, а также появление трещин в них при спекании может быть следствием неудачной конструкции пресс-форм.

Если в конструкции изделия нельзя избежать наличия участков с резко различной толщиной, то для предотвращения образования трещин в результате неравномерной усадки целесообразно использовать тщательно отожженные порошки, дающие, как правило, при спекании минимальную усадку. Наконец, при спекании может обнаружиться расслой, связанный с перепрессовкой в процессе прессования. Поэтому при выяснении причин брака при спекании необходимо обращать внимание и на все предшествовавшие стадии изготовления изделий.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: