Загальні положення - раздел Образование, Основи отримання порошкових
До Антифрикційних Матеріалів, Перш За Все, Відносяться Підшип...
До антифрикційних матеріалів, перш за все, відносяться підшипники ковзання. Основними критеріями оцінки якості підшипників є антифрикційні характеристики (допустимі навантаження, час припрацювання, коефіцієнт тертя) та механічні властивості матеріалу (границі міцності при розтягуванні та вигині, ударна в'язкість і твердість).
Для легких режимів роботи без додаткової подачі мастила рекомендується виготовляти підшипникові матеріали з пористістю 25...30% із порошків грубих фракцій, що забезпечують утворення крупних пор, які сприяють збільшенню запасу мастила.
Вироби, які виготовляються із грубих порошків, мають низькі характеристики міцності, тому не можуть використовуватись за важких умов праці. Підбір крупності порошків визначається розмірами підшипника. Крупногабаритні підшипники можуть бути виготовлені з грубих порошків, тоді як підшипники невеликих розмірів і товщин стінок менш як 2 мм слід виготовляти з порошків тонких і середніх фракцій.
Головною характеристикою антифрикційних матеріалів є добуток допустимого навантаження на швидкість тертя PV. На РV впливає форма вихідного порошку, якість поверхні тертя і режим припрацювання поверхонь тертя.
У матеріалах на основі залізо-графіт останній слід розглядати як легуючу присадку. У технологічному відношенні присадка графіту в шихту поліпшує процес пресування і зменшує знос пресформ. У разі введення в шихту 4% графіту тиск пресування зменшується приблизно на 25%, а тиск виштовхування - більш як у 2 рази порівняно з пресуванням залізного порошку без легуючих добавок. У випадку введення в шихту графіту більш як 4% подальше зниження тиску пресування та виштовхування не спостерігається. Як правило, залізографітові матеріали, що використовуються для виготовлення підшипників, які працюють з мастилом, містять від І до 3% графіту і мають пористість не більше 25%.
Якщо вміст графіту перевищує 3%, механічні властивості матеріалів значно знижуються, але при цьому зменшується коефіцієнт тертя. Тому при обмеженій подачі мастила і невеликих навантаженнях і швидкостях використовують матеріали з 5 і 7% графіту.
На роботоздатність пари тертя значний вплив має структура матеріалу підшипника. Залізографітові матеріали мають структуру пластичного перліту з включеннями фериту, вільного графіту. Крім того, ці матеріали мають велику кількість пор. Міняючи хімічний склад матеріалу, температуру і тривалість спікання, захисне середовище і швидкість охолодження, можна в широких межах змінювати структуру, властивості антифрикційних матеріалів.
Найбільш зносостійкими є структури, які складаються з дрібнозернистого однорідного перліту з невеликою кількістю фериту, вільного графіту. Графіт, який перебуває у вільному стані, грає роль протизадирної присадки і дозволяє використовувати такі матеріали в умовах обмеженої подачі мастила. Утворення структури вільного цементиту, пов’язане з різким підвищенням рухомості атомів вуглецю по поверхні аустенітних зерен, з підвищенням поверхневого дифузійного потоку вуглецю, втоми якого не встигають продифундувати вглиб зерна і фіксуються в поверхневому шарі з утворенням карбіду. Процес спікання завершується розпадом аустеніту під час охолоджування і утворенням тієї чи іншої структури. Тому для того, щоб виключити утворення цементиту, необхідно під час охолодження зробити витримку в зоні евтектоїдних температур, тривалість якої і швидкість охолодження до 600...800 оС визначають характер структур, що утворюються. Для легованих антифрикційних матеріалів, окрім графіту, використовують мідь, рідше фосфор, нікель, свинець, марганець, хром та олово. Ефективний вплив міді в залізі проявляється в результаті утворення твердого розчину. Тому кількість введеної міді повинна перебувати в межах її розчинності в залізі. Присутність структурно вільної міді в пористих підшипниках небажана, оскільки вона знижує антифрикційні властивості матеріалу.
Позитивний вплив міді в залізографіті також визначається її графітизуючим впливом, що зменшує зневуглецювання і підвищує кількість перліту в структурі. Вона сповільнює дифузію вуглецю і протидіє утворенню структурно вільного цементиту. Легування міддю затримує розпад аустеніту, що сприяє одержанню тонкопластинчастого перліту.
Вплив різних факторів на структуроутворення матеріалу композиції Fe-Cu-C проявляється значно слабше, тому структура її стабільніша і характеристики міцності вищі.
Уведення фосфору підвищує твердість, густину і зносостійкість матеріалу на основі заліза. Уведення свинцю сприяє поліпшенню оброблюваності антифрикційного матеріалу, дещо підвищує гранично допустимі навантаження під час тертя.
Добавки нікелю до залізографіту впливають на композицію подібно до міді, коли утворення потрійного твердого розчину зменшує вплив вуглецю на усадку. Вміст нікелю, як правило, не перевищує 6% за наявності вуглецю до 2%.
Дія всіх легованих присадок підвищує механічні характеристики і в першу чергу твердість, що позитивно впливає на зносостійкість і дещо підвищує гранично допустимі навантаження при терті. Але припрацювання матеріалу погіршується, і для забезпечення роботоздатності вузлів тертя, оснащених цими матеріалами, постійно потрібна присутність мастила.
Вища зносостійкість і сприяння збереженню роботоздатності за підвищених швидкостей ковзання і навантаження за умов сухого тертя і обмеженого змащування /режим самозмащування/ досягається введенням речовин, здатних утворювати розділюючі плівки. Це - графіт, нітрид бору, сульфіди, селеніди, пластмаси,
Національний технічний університет України... Київський політехнічний інститут... Основи отримання порошкових та композиційних матеріалів...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Загальні положення
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Хімічні властивості
Характеристикою хімічного складу порошків є вміст основного компонента в однокомпонентних порошках та вміст основного компонента і легувальних елементів у порошку сплавів. Залежно в
Фізичні властивості
До фізичних властивостей порошків, перш за все, відносяться: середній розмір частинок і розподіл їх по крупності, форма частинок, щільність порошку (пікнометрична щільність), мікротвердість, питома
Методи визначення розміру частинок
Метод
Розмір вимірюваних частинок, мкм
Інтегральні методи
Сепараційні методи
Ситовий аналіз:
стандартні сита
Технологічні властивості
Насипна щільність. Під насипною щільністю розуміють масу вільно насипаного порошку в одиниці об’єму. Насипна щільність визначає початковий об’єм, який засипають у м
Визначення фізичних властивостей
Для визначення гранулометричного складу грубих і середніх порошків застосовують ситовий аналіз, який полягає в тому, що визначену кількість порошку у наважці
Визначення технологічних властивостей
Насипна маса є об'ємною характеристикою і представляє собою масу одиниці об'єму вільно насипаного порошку.
Для визначення насипної щільності використовують волюмоме
ОТРИМАННЯ ПОРОШКІВ МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ МЕХАНІЧНИМ ПОДРІБНЕННЯ
Механічні методи отримання порошків – це такі методи, у процесі виконання яких майже не відбувається зміни складу матеріалу.
Механічні методи можна застосовувати як самостійну опера
Вплив рідин та ПАР на процес подрібнення матеріалів
Відомо, що наявність рідин та ПАР на поверхні твердих тіл і те, що між ними немає взаємодії, може значно знижувати межу пружності матеріалів, їх твердість та міцність і тим самим по
Порядок виконання роботи
Для вивчення впливу часу і маси куль на процес розмелу у три барабани завантажують однакову кількість (за вказівкою викладача) чавунної стружки чи залізного порошку з розміром части
Основи процесу
Одержання порошкових матеріалів з певною щільністю, міцністю та іншими заданими властивостями відбувається шляхом зближення та об'єднання окремих структурних елементів (частинок, волокон, гранул, в
ПРАКТИКА ПРЕСУВАННЯ
У практиці пресування, залежно від форми і габаритних розмірів виробів, що виготовляються, вимог, що пред'являються до властивостей порошкових виробів, і інших чинників, застосовуют
Експериментальна частина
Мета роботи: Дослідити вплив тиску пресування на ступінь ущільнення порошків металів, сплавів, багатокомпонентних шихт.
Визначити прийнятність існуючих рівнянь пресування для опису процесу
Обговорення результатів
Провести опис отриманих результатів та їх аналіз.
Пояснити характер отриманих залежностей ущільнення порошків з погляду впливу на них властивостей порошків та процесів, що відбуваються при
Контрольні запитання
1. Вказати переваги й недоліки існуючих рівнянь пресування.
2. Як визначити сталі в рівнянні М. Ю. Бальшина ?
3. Як визначити сталі в рівнянні Н. Ф. Куніна і Б. Д. Юрченка ?
Порядок виконання роботи
Робота проводиться з 3-4 видами порошків ( за вказівкою викладача).
Спресувати чотири зразки кожного із зазначених порошків при різних тисках (за вказівкою викладача). Для цього визначити
Основи процесу
Спікання − основна операція в технології порошкової металургії, у наслідок якої вироби набувають остаточні властивості. У процесі спікання збільшується міцність контактів між частинками, які
Вплив різних факторів на процес спікання
Найбільш діючі контрольовані фактори, які впливають на процес спікання це температура і час спікання.
Графічне зображення зміни щільності або усадки залежно від температури має вигляд,
СПІКАННЯ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ МАТЕРІАЛІВ У ТВЕРДІЙ ФАЗІ
У практиці порошкової металургії часто застосовуються матеріали, що виготовляють із суміші декількох вихідних компонентів. Практично можна використати будь-яку композицію незалежно від того, розчин
Розчинних один в одному
У процесі спікання багатокомпонентних систем утворення сплавів відбувається дифузійно, тому важливого значення набувають швидкість і повнота проходження взаємної дифузії (гетеродифузії). Від повнот
Спікання систем з обмеженою розчинністю
При спіканні систем з обмеженою розчинністю, наприклад W-Ni, W-Си, усадка виробів при ізотермічному спіканні найчастіше змінюється монотонно. Однак у цьому випадку залежно від співвідношення
Спікання систем з компонентів, не розчинних один в одному
Часто в практиці порошкової металургії необхідно одержувати вироби з композицій матеріалів, які не розчинні один в одному.
У цьому випадку термодинамічною умовою спікання /припікання часто
Основи процесу
В практиці порошкової металургії дуже часто при спіканні багатокомпонентних систем процес спікання відбувається у присутності рідкої фази, яка з'являється у тому випадку, коли температура плавлення
У присутності рідкої фази
Як було відзначено, у процесі рідкофазного спікання беруть участь всі описані механізми. Однак залежно від розчинності компонентів, ступеня змочування й кількості рідини може превалювати той або ін
Порядок виконання роботи
Студенти виконують один або кілька варіантів (за вказівкою викладача).
Варіант 1. Дослідження впливу тиску пресування. Пресують три-чотири зразки з порошку міді, заліза аб
Обробка результатів
1. Коротко описати теорію процесу спікання.
2. Описати порядок виконання роботи.
3. Отримані результати занести в таблицю 1.1 (всі необхідні розрахунки привести у звіті).
Контрольні питання
1. Що є рушійною силою спікання?
2. За якими механізмами відбувається процес спікання?
3. Які кінетичні залежності мають місце при спіканні за механізмом в’язкої течії і об’ємної
ПОРОШКОВІ КОНСТРУКЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ
Розвиток порошкової металургії дозволяє виготовляти велику частину деталей конструкційного призначення з порошкових матеріалів. Призначення порошкових конструкційних матеріалів поля
КЛАСИФІКАЦІЯ ПОРОШКОВИХ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
Порошкові конструкційні матеріали класифікують залежно від умов їх експлуатації і ступеня навантаження. За умовами експлуатації порошкові конструкційні матеріали розділяють на дві групи:
1
ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ПОРОШКОВИХ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
Технологічні процеси виготовлення порошкових конструкційних матеріалів визначаються ступенем навантаженості деталей: чим вона вища, тим складніше технологічний процес виготовлення деталі. Так, мало
ПОРОШКОВІ АНТИФРИКЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ
До антифрикційних матеріалів відносяться матеріали, що працюють у вузлах тертя – ковзання. Вони можуть застосовуватися в машинах і механізмах загального призначення, які широко вико
КЛАСИФІКАЦІЯ ПОРОШКОВИХ АНТИФРИКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
Антифрикційні порошкові матеріали, що використовуються для виготовлення деталей вузлів тертя (підшипники ковзання, втулки, поршневі кільця, торцеві ущільнення, шайби, підп'ятники, вкладиші тощо), м
ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ПОРОШКОВИХ АНТИФРИКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
Технологія виготовлення більшості порошкових антифрикційних виробів включає наступні основні операції: приготування шихти, пресування, спікання, іноді просочення машинним маслом і калібрування. У р
КЛАСИФІКАЦІЯ СПЕЧЕНИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ
Сучасні тверді сплави досить численні і налічують більше 100 різних марок. Проте, не дивлячись на цю різноманітність, всі тверді сплави можна розділити на певні групи і види, що характеризуються ко
ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ
Властивості твердих сплавів значною мірою залежать від технології виготовлення, яка є ідентичною для більшості твердих сплавів, відрізняючись наявністю чи відсутністю деяких технологічних операцій
ОСОБЛИВОСТІ ТЕРМІЧНОГО ОБРОБЛЕННЯ СПЕЧЕНИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ
Багатокомпонентний склад твердих сплавів обумовлює складність проведення будь якого термічного оброблення. Термічний вплив на твердий сплав суттєво змінює морфологію, структуру і склад як карбідів
Зважування
Метод гідростатичного зважування використовується для визначення об'єму тіл неправильної форми з метою встановлення його щільності. При цьому приймається до уваги відомий закон про те, що на тіло,
Список рекомендованої літератури
1. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: Учебник для вузов /Под ред. А.Е. Митина. - М,: Металлургия, 1987. - 792 с
2. Кипарисов С. С., Либенсон Г. А. Порошковая металлургия.
Порядок виконання роботи
Залежно від поставленого завдання дослідження проводиться відпал порошку заліза, або одержання залізо-мідних і мідно-залізних порошків сплавів із оксидів відповідних металів. Тривалість операції і
Обробка результатів
У роботі необхідно навести і обговорити мікроструктуру одержаного матеріалу, а також побудувати та пояснити графіки залежності густини, лінійної і об’ємної усадки від складу матеріалу, температури
Порядок виконання роботи
Із порошків заданого складу готують шихту. Для підвищення якості змішування додають бензин чи машинне масло в кількості 1...2% від маси шихти. Для підвищення текучості шихти при пресуванні тонкості
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов