Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Одним из методов формования изделий из металлических порошков, который позволяет избежать трудности, связанные с трением порошка о стенки пресс-формы, вызывающим неравномерное распределение плотности, является гидростатическое или изостатическое прессование. Сущность метода заключается в том, что порошковая шихта засыпается в эластичную оболочку и подвергается всестороннему гидростатическому давлению (рис. 126). Процесс осуществляется в герметических камерах. Как рабочие жидкости используются масло, вода, глицерин и другие жидкости.
В случае необходимости прессования при высоких температурах в качестве рабочей среды применяются инертные газы или жидкие металлы. При этом процесс носит название изостатического прессования [156].
Прессование изделий с пористостью 15—35%, являющейся оптимальной для антифрикционных спеченных материалов, производят по однократному циклу уплотнения. Достижение более низких значений пористости требует применения повторного цикла допрессовки или обжатия после спекания, двукратного цикла прессования или спекания, а также иных методов уплотнения.
Величины давлений, применяемые при прессовании, зависят от прочности и пластичности материалов шихты и их количественного соотношения, наличия смазки, копструкции пресс-форм, величины частиц порошка и их формы, размеров и формы прессуемого изделия и других факторов. Поэтому давление прессования определяется конкретными требованиями к прессуемому изделию и его пористости. Как правило, необходимые усилия прессования тем больше, чем выше твердость прессуемых ма-
Рвс. 126. Устройство для гидростатического прес-соваижя:
J — «ютовая крышка; I — прокладка. j — стальные трубки; 4 — резиновая оболочка; Л — контейнер; в — порошок.
172
Таблица 92. Величины давления •стечения (P) и твердости по Брандолю некоторых неупрочненных «рталлов
Таблица 93. Плотность брикетов из железного порошка (г/см3), спрессованных при различных давлениях
Металл т I X CU о в si ё SJ S a- S с; Я -^. GE E-t? X Отношение P к твердости Способ введения сиазки 2 г/см8 3 т/см* 4 т/см* 5 т/см2 6 т/см*
Свинец 10 3,5 2,9 Смазка сте- 5,93 6,40 6,78 6,96 7,16
Олово 14 5,0 2,8 нок пресс-
Алюминии 42 20,0 2,1 формы
Серебро 76 35,0 2,2 Добавление 6,06 6,49 6,81 7,00 7,18
Золото 80 25,0 3,2 0,5% стеа-
Медь 92—109 49,0 1,9—2,2 рата цин-
Железо 126—133 70.0 1,8—1,9 ка в ших-
Вол ьфрам 400 240,0 1.7 ту
терпалов. В табл. 92 приводятся данные о величине давления истечения и твердости некоторых металлов [217].
Так, для прессования образцов деталей с пористостью 15—20% из порошков железа, медп, никеля и их смесей необходимо давление 6—7 т/см2. С увеличением пористости изделия давление прессования уменьшается. Прессование изделий из мягких металлов (Al, Sn, Pb) до той же пористости требует приложения малых давлений — до 1 т/см2.
Влияние давления прессования на пористость прессуемого брикета в зависимости от величины частиц порошка меди, бронзы и алюминия приведено в табл. 24—26.
С увеличением давления прессования плотность прессовки повышается (пористость снижается). Однако мелкие порошки способствуют формированию при малых давлениях более пористых тел и дают большую усадку, чем крупные [678]. Особенно эффективно использование для получения прочных материалов смеси порошков с различной крупностью частин, позволяющих получать после спекания меньшую пористость (см. табл. 25).
Изменяя давление прессования и управляя величиной пористости, можно регулировать свойства спеченного материала в заданном направлении (см. табл. 26). Добавление мягких металлов к жестким и твердым порошкам позволяет зпачительно уменьшить давление прессования, что чрезвычайно важно, так как с применением больших давлений ухудшается стойкость пресс-форм.
Роль смазок, используемых при прессовании. Значительно снижает давление прессования смазка пресс-формы жщпТим маслом (масляной эмульсией, мылом и специальными жирными кислотами типа стеариновой или олеиновой) и введение в состав смеси смазывающих веществ. К их числу относятся специальные порошкообразные смазки (стеараты цинка, кальция, алюминия, магния, свинца, лития, парафин и т. п.) и твердые смазки (графит, дисульфид молибдена или другие сульфиды). Добавление этих смазок в состав шихты в количестве до 0,5—2% оказывается эффективным и предотвращает схватывание прессуемого порошка со степками пресс-формы, способствуя уменьшению давления прессования при достижении заданной пористости [61, 298]. Из табл. 93 видно, что добавление в шихту 0,5% смазки более эффективно влияет на плотность
173
брикетов на железного порошка, чем смазка стенок пресс-формы [125].
Введение смазки в состав смеси практикуется при выполнении автоматического цикла прессования заготовок и изделий на прессах-автоматах, когда смазка пресс-форм жидким маслом невозможна., Введение сказок в состав прессуемого материала позволяет снизить давление прессования и значительно уменьшает износ пресс-форм. Поэтому/при разработке режимов прессования конкретных видов изделия необходимо предусматривать все мероприятия, направленные на снижение давления прессования и улучшение прессуемостп шихты.
