Порошковые материалы

Назначение и виды порошковых материалов

При помощи метода порошковой металлургии производятся различные материалы, которые обладают уникальными свойствами. Из них делаются конструкционные составляющие механизмов и машин, подшипники и другие элементы узлов трения, породоразрушающий и металлорежущий инструмент, оборудование атомных станций, охладители испарительного типа, детали электротехнического оборудования и прочие изделия промышленного назначения. Современные порошковые материалы делятся на:

1. Конструкционные порошковые материалы, к которым относятся конструкционные металлические материалы, конструкционные металлокерамические материалы, конструкционные минералокерамические материалы, металловолоконные и композитные дисперсноупрочненные материалы.
2. Порошковые пористые материалы, к которым относятся пористые фильтрующие материалы, потеющие пористые материалы, тепловые трубы из пористых материалов, триботехнические пористые материалы, высокопрочные пеноматериалы.
3. Электротехнические порошковые материалы, к которым относятся контактные материалы, магнитные материалы.
4. Порошковые материалы для ядерной энергетики.

Порошковые конструкционные материалы

Самыми распространенными видами изделий из порошковых материалов являются конструкционные детали, которые используются в приборах, машинах и механизма. В зависимости от условий использования порошковые конструкционные детали делятся на мало-, средне-, сильнонагруженные, а также ненагруженные. Типовыми представителями данных деталей являются зубчатые колеса, гайки, фланцы, крышки, статоры, роторы насосов, муфты, кольца, ограничители, детали измерительных приборов и т. п. Самыми распространенными порошковыми конструкционными материалами являются:

1. Углеродистая сталь. Из углеродистой стали производятся ненагруженные и малонагруженные детали.
2. Медистые стали. Медь является самым распространенным металлом, который используется в производстве порошковых легированных сталей. Она оказывает графитиирующее действие - снижает критическую скорость закалки, что способствует увеличению прокаливаемости стали и улучшению прессуемости. Влияние меди на механические свойства сталей эффективно проявляется в случае низкого содержания углерода.
3. Кремнистые стали. Кремний вводится в порошковые с целью получения графитизированных сталей. Он повышает триботехнические свойства сплавов.
4. Марганцовистые стали. Марганец является элементом, он образует с углеродом карбид, который более устойчив и прочнее, чем карбид железа. При вводе марганца в сплавы образуются карбиды, в которых атомы железа замещаются атомами марганца. Данные порошковые материалы получают посредством механического смешивания железного порошка и легирующих элементов, которые вводятся в чистом виде или в виде ферросплава, однократным прессованием и спеканием при температуре 1280 градусов по Цельсию.
5. Молибденовые стали. Соотношение железа и молибдена в сплавах может изменяться в широких диапазонах в зависимости от режима термической обработки и химического состава стали.
6. Хромистые стали. Хром используется для легирования порошковых сталей для увеличения их прочности, износостойкости, а также для придания особых физико-химических свойств.

Конструкционные металлокерамические порошковые материалы

К конструкционным металлокерамическим порошковым материалам относятся металлокерамические твердые сплавы или керметы со сложной структурой, в состав которых входят: более 50 % твердозернистой фазы - карбиды, оксиды, нитриды и бориды различных металлов; чистые металлы - никель, кобальт, тугоплавкие металлы, которые используются в качестве матрицы для удержания зерен. Данные сплавы используются в производстве активных составляющих штамповочного, бурового и металлорежущего инструмента. Металлокерамические порошковые материалы одни из самых распространенных. В процессе их получения потенциал порошковой металлурги реализуется по всей широте, потому что их производство подразумевает создание соединений компонентов со сложной структурой различающихся величиной температуры плавления и уникальным набором физико-химических свойств посредством безотходной технологии. Плотность керметов может достигать почти 4 грамм на кубический сантиметр, твердость 93 единиц. Они незаменимы при изготовлении функциональных вставок волочильных фильер, пуансонов, прессоштамповочных матриц и контрольно-измерительных приборов. В текстильной промышленности используются металлокерамические твердосплавные кольца и другие трущиеся детали.