Получение полуфабрикатов CBTKM методом прокатки порошков тугоплавких металлов и их соединений

Прокатка металлических порошков представляет собой процесс их ком компактирования при обжатии в валках прокатного стана.

Технологическая схема процесса прокатки порошков представлена на рис. 13.4.

Как показано на рис. 13.4, порошок из загрузочного устройства (бункера) вводится в пространство (зазор) между валками прокатного стана с последующим обжатием порошков (их компактированием). Величину уплотнения порошков в зоне уплотнения рассматривают как отношение элементарных объемов порошков в начале зоны уплотнения и после ее прохождения:

где hpB1l1 и hлB2l2 — размеры элементарного объема порошков в начале зоны уплотнения и после прохождения ее; рут — плотность утряски порошков; рл — плотность компактированных порошков.

Несмотря на значительные преимущества метода прокатки при получении листовых полуфабрикатов сверхтемпературных композиционных материалов эта технология не лишена некоторых недостатков. Так, например, различие линейной скорости валков прокатного стана и скорости подачи порошка в очаг деформации не обеспечивает прокатку порошка в сплошную ленту. Это в значительной степени связано с сыпучестью порошка, на которую влияют форма и размеры порошка. Особенно на прочность проката оказывает влияние форма порошков, поскольку от нее в значительной степени зависит механическое сцепление порошков в условиях высоких давлений.

Анализ показывает, что в равных технологических условиях прокатки порошков тугоплавких металлов из порошков с сильно развитой поверхностью получается наиболее прочная полоса.

На плотность полосы, получаемой при прокатке порошков тугоплавких металлов, большое влияние оказывают угловые параметры процесса прокатки порошков.

Эти параметры связывают с объемом порошка, расположенного между валками прокатного стана и боковыми стенками бункера для подачи порошка в очаг деформации (рис. 13.5).

Анализ угловых параметров прокатки порошков показывает, что для получения проката, т.е. листового композиционного материала максимальной плотности, процесс прокатки гетерогенных порошковых систем следует вести в условиях, при которых подача порошка в очаг деформации не сопровождается изменением плотности проката. Такие условия прокатки порошков в лист композиционного материала обеспечиваются, если максимальная деформация (уплотнение) порошков при прокатке происходит в интервале II, соответствующем центральному углу прокатки ар (см. рис. 13.5). Именно в этом интервале значений происходит формирование проката из порошков.

Для порошков тугоплавких металлов возможна прокатка в металлических газонепроницаемых оболочках, которые удаляют после окончания прокатки.

Рассмотренный технологический процесс компактирования порошков позволяет за одну технологическую операцию получать листовой композиционный материал из различных по составу и свойствам исходных порошковых материалов.

Дальнейший процесс высокотемпературного спекания листового композиционного полуфабриката будет сопровождаться повышением плотности и эксплуатационных характеристик порошковых сверхвысокотемпературных композиционных материалов.