Что такое спеченный металл

Маркаматериала  Пористость (ср.) %  Предел прочности на разрыв, МПа    Твердость (ср.) НВ, МПа Коэффициент трения с жидкостной смазкой Максимальные допустимые
нагрузка, МПа скорость, м/с
 Бр 010  18  60  450  0,05  4  10
 БрОГр10-2  18  50  350  0,05  4  10
 БрОГр9-3  18  40  400  0,05  4  10
 БрОГр8-4  18  35  350  0,05  4  10
 БрОСГр1-29-0,5  18  45  450  0,02  –  –
 Бр010-ФГ  33  30  350  0,05  5  50
 БрОЦ6-6-ФТ  33  30  350  0,05  5  50

Из-за низкой пластичности и недостаточно высоких триботехнических характеристик бронзографиты мало применяют в узлах трения, работающих при ударных нагрузках и при отсутствии жидкостных смазок.Перспективными триботехничкскими материалами для подшипников скольжения являются износостойкие спеченные хромооловянистые и хромоникелевооловянистые бронзы с твердыми смазками.

  • Основные механические и триботехнические свойства хромооловянистых бронз приведены в таблице 7.
  • Таблица 7 – Механические и триботехнические свойства спеченных хромооловянистых бронз.
  • Коэффициент трения
Марка спечённой бронзы  Твердость НВ, МПа  Предел прочности на разрыв, МПа  Относительное удлинение, %  Коэффициент трения Износ без смазки, мкм/км  
 Без жидкостной смазки Со смазкой в масле
 БрОХ5-10  1150  330  9,5  0,6  0,09  0,05
 БрОМс5-10-2  1150  335  2,5  0,2  0,05  0,009
 БрОХМс5-10-4  1150  320  1,5  0,16  0,04  0,007
 БрОХМсГр5-10-1-1  1150  320  2,5  0,2  0,05  0,01
 БрОХМсГр5-10-2-2  1150  310  1,5  0,15  0,05  0,008

Эти подшипники могут работать в узлах трения при повышенных температурах. (~100 °С) и значительных скоростях скольжения (до 30 м/с) в условиях агрессивных сред и высоких давлений.

Хромооловянистые и хромоникелеоловянистые бронзы целесообразно применять для изготовления деталей, работающих в узлах трения без жидкостной смазки при средних и тяжелых условиях эксплуатации, а также в изделиях общего машиностроения, работающих в обычных условиях, с целью повышения их ресурса работы.

Антифрикционные материалы на основе углерода

Антифрикционные материалы на основе углерода подразделяют:

  • углеродные,
  • углеродные на эпоксиднокремнийорганическом связующем,
  • графитофторопластовые и силицированные графиты.

Углеродные

Углеродные антифрикционные материалы могут быть обожженные и графитизированные. Основным исходным сырьём для их производства являются нефтяной кокс и каменноугольный пек. Технология заключается в связывании отдельных частиц кокса пеком в монолитное твердое тело, для чего порошки кокса смешивают с пеком и прессуют.

Спрессованные заготовки подвергают обжигу в газовых печах при температуре до 1100 °С в засыпке из углеродистых материалов. В зависимости от габаритов и качества деталей продолжительность обжига может составлять от нескольких суток до нескольких десятков суток.

В процессе обжига происходит карбонизация пека, в результате чего образующийся углерод откладывается на контактных участках, связывая частицы пека.

  1. Последующий нагрев обожженных заготовок путем пропускания электрического тока через заготовки до температуры 3000 °С в течение сотен часов приводит к превращению углерода в графит или процессу графитизации.
  2. Обожженные антифрикционные материалы не подвергают графитизации.
  3. Для уменьшения пористости и улучшения некоторых свойств в технологический процесс вводят операцию пропитки смолой, пеком или металлами.

При работе в одинаковых условиях различные обожженные материалы показывают различные результаты.

Так, обожженные материалы (марка АО-1500 и АО-600) в режиме сухого трения по стали со скоростью скольжения 0,24 м/с и нагрузке 0,5 – 1,5 МПа за 100 ч.

работы имеют величину износа 10 – 100 мкм, а обожженные материалы с металлической пропиткой (марка АО-1500-СО5) в этих же условиях имеют износ равный 10 – 30 мкм.

Графитизированные антифрикционные материалы имеют маркировку АГ-1500, АГ-1500-3, АГ-600 и АПГ. Эти материалы также пропитывают металлами и сплавами, что повышает их прочность и теплопроводность.

При аналогичных условиях работы, указанных для обожженных материалов, износ графитизированных материалов (марка АГ-1500 и АГ-600) составляет 10 – 50 мкм, а пропитанных металлами (марка АГ-1500-СО5 и АГ-600-СО5) – 10 – 40 мкм.

Изделия из обожженных и графитизированных материалов могут работать в различных средах (окислительных, восстановительных, нейтральных). Область применения обожженных материалов ограниченна из-за пониженнойтеплопроводности, более низких предельных значений температур при работе в окислительных средах и повышенной хрупкости.

В последнее время разработаны антифрикционные материалы, сочетающие в себе свойства обожженных и графитизированных материалов. После дополнительной пропитки специальным спиртом или соединениями фосфора они могут работать в окислительной атмосфере до 600 °С.

Углеродные материалы на эпоксиднокремнийорганическом

Углеродные материалы на эпоксиднокремнийорганическом связующим представляют собой пластмассовые композиции на основе порошковых углеродных наполнителей и сухих смазок, связанных кремнийорганическими смолами повышенной теплостойкости. Характерными представителями материалов этого класса является АМС-1 (обожженный) и АМС-3 (графитизированный), некоторые свойства которых представлены в таблице 8.

Таблица 8 – Свойства материалов АМС-1 и АМС-3

Свойство Материал
АМС-1 АМС-3
 Твердость НВ, МПа  400  350
 Плотность, г/см3  1,74 – 1,80  1,78 – 1,80
 Предел прочности на сжатие, МПа, при температуре, °С 20 200  160 – 200 30 – 40  80 – 110 23 – 32
 Водопоглощение, %  0,1 – 0,2  0,01

Материал АМС-1 применяют для уплотнений в узлах сухого трения при нормальной влажности газовой среды и в узлах жидкостного трения в сжиженных газах. Материал АМС-3 применяют для уплотнений при работе в воде.

Графитофторопластовые материалы

Графитофторопластовые материалы представляют собой композиции, получаемые на основе политетрафторэтилена (фторопласта-4), углеродных наполнителей и слоистых добавок, состоящих из естественного графита, нитрида бора и других. Наиболее распространенными материалами этого класса являются МВ-2А, АФГМ, АФГ-80ВС, некоторые свойства которых приведены в таблице 9.

Таблица 9 – Свойства графитофторопластовых материалов

Наименование Материал
МВ-2А АФГМ АФГ-80ВС
 Плотность, г/см3  1,9 – 2,0  2,1 – 2,3  2,05 – 2,15
 Твердость НВ, МПа  85 – 140  67 – 143  60 – 95
 Предел прочности на сжатие, МПа  35 – 58  15 – 26  11 – 19
 Водопоглощение, %  0,0 – 0,1  0,0 – 0,2  0,0 – 0,05
 Допустимая рабочая температура, °С  250  180  200

Материал МВ-2А применяют для вкладышей радиальных и упорных подшипников скольжения, работающих в жидкостях.

Материал АФГМ и АФГ-80ВС применяют для колец компрессоров, сжимающих воздух, кислород, азот и углекислый газ. Материал АФГМ предназначен для сжатия сухих газов, а АФГ-80ВС – для сжатия влажных газов.

Силицированный графит

Силицированный графит, используемый в качестве антифрикционного материала, состоит из карбида кремния, графита, оксида кремния и свободного кремния. Известны две марки силицированного графита (СГ-Т и СГ-П), химический состав которых приведён в таблице 14, а основные характеристики – в таблице 10.

Таблица 10 – Химический состав силицированных графитов

Марка графита Состав, %
Карбид кремния Углерод Кремний + оксид кремния
 СГ-Т  55 – 70  33 – 5  12 – 25
 СГ-П  50 – 70  47 – 25  3 – 5

Эти материалы обладают высокой износостойкостью при работе в агрессивных средах. Они могут работать в соляной, серной, азотной и других кислотах, а также в других агрессивных жидкостях.

Силицированный графит может применяться только в паре трения с силицированным графитом или с графитами высокой прочности и твердости. Такие пары обеспечивают хорошую работоспособность уплотнения при давлении среды до 5 МПа, нагрузке до 2,5 МПа, скорости скольжения до 25 м/с и температуре до 250 °С.

Таблица 15 – Основные характеристики силицированных графитов

Свойства

Марка графита  Свойства
Плотность, г/см3 Предел прочности на сжатие, МПа Предел прочности на растяжение, МПа
 СГ-Т  2,5 – 2,7  300 – 320  40 – 50
 СГ-П  2,4 – 2,6  420 – 450  60 – 70

При работе в особых условиях (абразивный износ, агрессивная среда, значительная температура) для узлов трения применяют тугоплавкие металлы и соединения. Так материал на основе карбида вольфрама обладает свойствами:

  • твердость, HV – 9,5 – 18 ГПа;
  • плотность – 11,5 – 15 г/см3;
  • предел прочности на изгиб – 120 – 280 МПа.

Высокой твердостью, прочностью, устойчивостью к абразивному износу, термической стабильностью и инертностью к агрессивным средам обладают материалы на основе боридов титана, циркония, гафния, в которых содержится 70 – 88% боридов и 12 – 30% порошка этих металлов.

Научные статьи и методические материалы о природных и вторичных ресурсах металлов, а также металлургических технологиях

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Спеченные металлы показывают достаточную прочность при растяжении и высокое относительное удлинение для металла одинаковой плотности с литым.

При высокой пористости относительное удлинение падает.

Ударная вязкость этих металлов Рё сплавов незначительна, что объясняется большим количеством РїРѕСЂ, играющих роль надрезов.  [1]

Эффективный капиллярный радиус для спеченных металлов зависит РѕС‚ размера спекаемых частиц, типа упаковки Рё степени диффузии между частицами.  [2]

�змерены механические свойства литого металла, спеченного металла и спеченной окиси. �змерены теплопроводности этих веществ. Однако эти измерения проведены при комнатной температуре.

Читайте также:  Сверла конусные по металлу для станков

Совершенно необходимы такие измерения при высоких температурах.

Сделаны опыты РїРѕ изменению механических свойств образцов РёР· РѕРєРёСЃРё, подвергшейся облучению РЅР° опытной установке Лаборатории в„– 2, — изменений РЅРµ замечено.  [3]

Компактная беспористая металлокерамика представляет СЃРѕР±РѕР№ монолитные металлы ( спеченные металлы) или сплавы, полученные методами металлокерамики Рё мало отличающиеся РїРѕ составу Рё свойствам РѕС‚ данных металлов Рё сплавов, изготовленных путем отливки Рё обработанных давлением. Р’ некоторых случаях метод образования компактных металлов Рё сплавов РёР· РёС… порошков является единственным Рё отражает наиболее естественные для РЅРёС… свойства. Таким путем изготовляют спеченный вольфрам, молибден, РЅРёРѕР±РёР№, тантал Рё РґСЂСѓРіРёРµ металлы Рё сплавы РІ качестве полуфабрикатов для дальнейшей переработки. Р’ частности, такие металлы Рё сплавы, подвергнутые гидростатическому прессованию, обладают высокими механическими свойствами.  [4]

  • Амальгама кадмия используется РІ стоматологии Рё РІ производстве вольфрамовой проволоки РёР· спеченного металла.  [5]
  • Компактная беспористая ( малонористая) металлокерамика представляет СЃРѕР±РѕР№ монолитные металлы или сплавы ( спеченные металлы Рё сплавы), полученные методами металлокерамики Рё РЅРµ отличающиеся РїРѕ составу РѕС‚ этих металлов Рё сплавов, изготовленных путем отливки Рё обработанных давлением, Р° РїРѕ свойствам превосходящие РёС…, так как монолиты РЅРµ имеют характерных для литых металлов нарушений структуры, сплошности, дислокаций Рё РґСЂСѓРіРёС… РјРёРєСЂРѕ — Рё макродефектов.  [6]
  • Компактная беспористая ( малоиористая) металлокерамика представляет СЃРѕР±РѕР№ монолитные металлы или сплавы ( спеченные металлы Рё сплавы), полученные методами металлокерамики Рё РЅРµ отличающиеся РїРѕ составу РѕС‚ этих металлов Рё сплавов, изготовленных путем отливки Рё обработанных давлением, Р° РїРѕ свойствам превосходящие РёС…, так как монолиты РЅРµ имеют характерных для литых металлов нарушений структуры, сплошности, дислокаций Рё РґСЂСѓРіРёС… РјРёРєСЂРѕ — Рё макродефектов.  [7]

Это объясняется тем, что в основном загрязнения оседают в виде пленки на гладкой поверхности фильтра и только часть их проникает в поры спеченного металла.

При использовании металлических фильтров в автомобильных двигателях пленка загрязнений постоянно смывается вследствие вибрации мотора и автомобиля, а также движения жидкости в фильтре.

Таким образом РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ самоочистка фильтра.  [8]

Р’ качестве материала для РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ участка можно использовать жаростойкий полиамид ( примерно РґРѕ 400 РЎ), кварцевое стекло ( примерно РґРѕ 1200 РЎ) или спеченные металлы ( примерно РґРѕ 800 РЎ) 1 Часто бывает достаточно изготовить РёР· теплостойкого материала только РІС…РѕРґРЅРѕР№ участок Рё охлаждать излучатель ( колебательный элемент) РІРѕРґРѕР№ или РІРѕР·РґСѓС…РѕРј.  [9]

РћРґРЅР° РёР· западногерманских фирм [46] применяет для изготовления фильтров бронзовый порошок СЃ шарообразной формой частиц. Пористость спеченного металла регулируется величиной частиц РёСЃС…РѕРґРЅРѕРіРѕ материала.  [10]

Р’ качестве примера упрочненного покрытия можно привести комбинированный материал, полученный путем нанесения РЅР° металлическую РѕСЃРЅРѕРІСѓ спеченного слоя металлического порошка, пористого материала РёР· спеченного порошкового металла, асбеста, джута Рё графитового волокна. РџСЂРё этом пористый материал РёР· спеченного металла или слой спеченного металла обычно пропитывают суспензией, полученной добавлением Рє дисперсии полифлона тонкого порошка свинца или РґСЂСѓРіРёС… наполнителей.  [12]

Р’ качестве фильтров применяются различные фильтрующие материалы — пористые спеченные металлы, стекло, Р° РёРЅРѕРіРґР° — проволочная ткань.

�з спеченных металлов наиболее широко используется нержавеющая сталь, так как она очень стойка к коррозии в натрии.

Спеченные благородные металлы в этом отношении не имеют никаких преимуществ перед нержавеющей сталью.

Фильтры же РёР· спеченного стекла применяются лишь РІ лабораторной практике, РґР° Рё то РїСЂРё РЅРёР·РєРѕР№ температуре.  [13]

Р’ качестве примера упрочненного покрытия можно привести комбинированный материал, полученный путем нанесения РЅР° металлическую РѕСЃРЅРѕРІСѓ спеченного слоя металлического порошка, пористого материала РёР· спеченного порошкового металла, асбеста, джута Рё графитового волокна. РџСЂРё этом пористый материал РёР· спеченного металла или слой спеченного металла обычно пропитывают суспензией, полученной добавлением Рє дисперсии полифлона тонкого порошка свинца или РґСЂСѓРіРёС… наполнителей.  [15]

Страницы:      1    2

ПОИСК

КОМПАКТНАЯ МЕТАЛЛОКЕРАМИКА (СПЕЧЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ)
[c.

111]

Компактная беспористая металлокерамика представляет собой монолитные металлы (спеченные металлы) или сплавы, полученные методами металлокерамики и мало отличающиеся по составу и свойствам от данных металлов и сплавов, изготовленных путем отливки и обработанных давлением. В некоторых случаях метод образования компактных металлов и сплавов из их порошков является единственным и отражает наиболее естественные для них свойства. Таким путем изготовляют спеченный вольфрам, молибден, ниобий, тантал и другие металлы и сплавы в качестве полуфабрикатов для дальнейшей переработки. В частности, такие металлы и сплавы, подвергнутые гидростатическому прессованию, обладают высокими механическими свойствами.
[c.111]

СПЕЧЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ)
[c.201]

Нерастворимые примеси лучше всего удалять из натрия путем фильтрования. В качестве фильтров применяются различные фильтрующие материалы — пористые спеченные металлы, стекло, а иногда — проволочная ткань.

Из спеченных металлов наиболее широко используется нержавеющая сталь, так как она очень стойка к коррозии в натрии. Спеченные благородные металлы в этом отношении не имеют никаких преимуществ перед нержавеющей сталью.

Фильтры же из спеченного стекла применяются лишь в лабораторной практике, да и то при низкой температуре.
[c.322]

Круги для грубой шлифовки сталей, латуни и т. д.

Один из основных шлифовочных материалов для изготовления шлифов из литой и деформированной стали, шлифов из спеченных металлов, твердых сплавов Ядовито Применяется для полировки твердых сплавов Полирующий материал, имеющий широкое применение в металлографии Для шлифовки спеченных металлов, бронзы, твердых сплавов, серого чугуна Для шлифовки Для шлифовки твердых сплавов
[c.164]

Определена длина замедления нейтронов в бериллии. Разработаны метод анализа примесей в Ве и ВеО с высокой степенью точности и метод получения очень чистой окиси бериллия путем возгонки ацетата бериллия. Измерены механические свойства литого металла, спеченного металла и спеченной окиси бериллия.
[c.622]

Свинцовая бронза (свыше 20% РЬ) Красная бронза Специальные латуни Оловянные подшипниковые сплавы Свинцовые подшипниковые сплавы Специальный свинцовый подшипниковый сплав Серый чугун. . . Спеченные металлы
[c.675]

Эффективный капиллярный радиус для спеченных металлов зависит от размера спекаемых частиц, типа упаковки и степени диффузии между частицами. С приемлемой точностью эффективный радиус может быть определен на основе кубической модели плотно упакованных сфер  [c.49]

Одна из западногерманских фирм [46] применяет для изготовления фильтров бронзовый порошок с шарообразной формой частиц. Пористость спеченного металла регулируется величиной частиц исходного материала. Размер пор фильтров 3, 5, 10—100 мкм.
[c.389]

В качестве электродов используется вольфрам иди предварительно спеченные электроды из переплавляемого металла. Разумеется, и вакуумная техника в настоящее время начинает все шире применять литые металлы. В дальнейшем наряду с типичными спеченными металлами мы будем касаться также и свойств литых тугоплавких металлов.
[c.15]

В качестве материала для входного участка можно использовать жаростойкий полиамид (примерно до 400 °С), кварцевое стекло (примерно до 1200 °С) или спеченные металлы (примерно до 800°С). Часто бывает достаточно изготовить из теплостойкого материала только входной участок и охлаждать излучатель (колебательный элемент) водой или воздухом. Таким способом можно допускать высокие температуры на поверхности изделия без особых затрат на колебательный элемент-излучателя.
[c.246]

Фрикционные композиционные материалы представляют собой сложные композиции на медной или железной основе. Коэффициент трения можно повысить добавкой асбеста, карбидов тугоплавких металлов и различных оксидов. Для уменьшения износа в композиции вводят графит или свинец.

Фрикционные материалы обычно применяют в виде биметаллических элементов, состоящих из фрикционного слоя, спеченного под давлением с основой (лентой или диском).

Коэффициент трения по чугуну для фрикционных материалов на железной основе 0,4—0,6, Они способны выдерживать температуру в зоне трения до 500—600 °С, Применяют фрикционные материалы в тормозных узлах и узлах сцепления (в самолетостроении, автомобилестроении и т, д.).
[c.420]

Спеченные материалы можно подвергать ковке, прокатке, штамповке при повышенных температурах. Обработка давлением позволяет снизить пористость материалов и повысить их пластичность.

Например, у спеченных заготовок вольфрама с исходной пористостью 38—40 % после ковки пористость снижается до 2—5 %, и металл приобретает пластичность, необходимую для протяжки через фильеры или прокатки.

Перед прокаткой для снятия напряжений заготовки из вольфрама подвергают промежуточному отжигу при температурах выше 1200 °С. После протяжки вольфрама в проволоку диаметром 0,05 мм пористость его снижается до 1 %.
[c.425]

Жаропрочность ряда металлов можно повысить, упрочнив металлическую основу введением в нее мелкодисперсных частиц тугоплавких соединений, главным образом различных окислов (материалы типа САП, т. е. спеченного алюминиевого порошка).

Жаростойкость этих материалов, являющихся перспективными для применения в различных областях техники, и механизм их окисления исследованы автором, Б. К. Опарой, Т. Г. Кравченко и О. А. Пашковой на кафедре коррозии металлов МИСиС.
[c.

Читайте также:  Makita jn3200 электроножницы по металлу

109]

Детали, работающие при высоких температурах, рассчитывают на ограниченную долговечность. Срок их службы можно только повысить конструктивными приемами (снижением уровня напряжений, рациональным охлаждением) и главным образом применением жаропрочных материалов.

В последнее время для изготовления термически напряженных деталей применяют металлокерамические спеченные материалы (керметы) ва основе оксидов, нитридов и боридов Т1, Сг, А1, карбидов и нитридов В и 51, со связкой из металлов N1. Со, Мо.
[c.

29]

Высокими износо- и коррозионно-стойкостью обладают сепараторы из монель-.металла (68% N1 28% Си 2,5% Ре 1,5% Мп), а также сепараторы из спеченных пористых бронз и медно-никелевых сплавов, пропитанных тефлоном с присадками РЬ и МоЗг.
[c.541]

По сравнению с порошковыми и волокнистыми пористые металлы из спеченных сеток или навитой на оправку проволоки обладают повышенными прочностью, пластичностью и однородностью структурных характеристик [ 21]. Это особенно важно при изготовлении тонких проницаемых листов и оболочек больших размеров и сложной формы.
[c.18]

Подробные экспериментальные исследования показали, что уравнение (2.

1) точно описывает в широких диапазонах числа Рейнольдса движение жидкости и газа не только в разнообразных спеченных из порошка металлах, но также в пористых материалах из порошков тугоплавких и минеральных соединений, в металлах из спрессованных и спеченных волокон, сеток и спиралей, во вспененных металлах и графите.
[c.20]

Первичная деформация литого металла рекомендуется при 1500—1600° С путем прессования на высокоскоростных прессах с применением в качестве смазки стекла и графита.

Дальнейший передел заготовок из плавленного металла не отличается от технологии передела спеченного металла и выполняется любым методом (ковкой, волоченне.м, прокаткой, прессованием).

Во всех случаях передела пластичность получаемых полуфабрикатов зависит от степени чистоты исходного металла и предохранения его от насыщения кислородом и азотом в процессе деформации.
[c.413]

Компактная беспористая (малопорпстая) металлокерамика представляет собой монолитные металлы или сплавы (спеченные металлы и сплавы), полученные методами металлокерамики и не отличающиеся по составу от этих металлов и сплавов, изготовленных путем отливки и обработанных давлением, а по свойствам превосходящие их, так как монолиты не имеют характерных для литых металлов нарушений структуры, сплошности, дислокации и других микро- и макродефектов.
[c.201]

Полимерные композиционные материалы на основе феноло-формальдегидных смол получили широкое распространение в качестве фрикционных материалов в производстве тормозных колодок.

Другие связующие, такие как литые или спеченые металлы, в том числе металлокерамика, силикат натрия, сульфид меди, а также бумага, в некоторых условиях могут оказаться предпочтительнее.

Например, тормозные башмаки из литой стали очень широко используются в железнодорожных вагонах.
[c.396]

Муфты сцепления, работающие в масляной среде, широко используются в системах передач автомобилей. Материалами для таких муфт и тормозных дисков могут служить спеченый металл, пробка или материалы на основе бумаги.

Такие материалы представляют собой полимерный композиционный материал на основе высокопористой целлюлозы или бумаги на основе асбеста, пропитанной связующим. Их фрикционные свойства во многом зависят от типа бумаги, смазки и добавок, входящих в них.

Покрытия на основе этих материалов наносятся на тормозные колодки толщиной 0,6 мм, а на муфтах сцепления — 0,4 мм.
[c.399]

Проницаемость спеченных металлов может быть хорошо аппроксимирована уравнением Блейка — Козени [26] для плотно упакованных сферических тел
[c.53]

Эти выражения могут быть использованы для вычисления эффективных теплопроводностей многих нашедших применение в тепловых трубах фитилей. Например, уравнение (2.47) может быть использовано для зоны конденсации с фитилями, имеющими прямоугольные канавки, уравнение (2.48) — для фитилей из свернутой в трубку сетки, и уравнение (2.49) —для фитилей из упакованных шаров. Уравнение (2.

49) можно использовать также и для приближенного расчета эффективной теплопроводности насыщенных жидкостью фитилей из пористых металлов. Однако с увеличением радиус аконтакта соприкасающихся частиц (рис. 2.8) точность этих уравнений уменьшается. Таким образом, величину к для фитилей из спеченных металлов с большим радиусом контакта следует вычислять по уравнению
[c.

59]

Спеченные металлы показывают достаточную прочность при растяжении и высокое относительное удлинение для металла одинаковой плотности с литым. При высокой пористости относительное удлинение падает.

Ударная вязкость этих металлов и сплавов незначительна, что объясняется большим количеством пор, играющих роль надрезов. Так, ударная вязкость железа с 20% пор составляет всего 0,2—0,8 кг-м1см (20—80 кдж1м ).

[c.136]

Как правило, срок службы спеченных фильтров значительно больше, чем всех других известных фильтров. Это объясняется тем, что в основном загрязнения оседают в виде пленки на гладкой поверхности фильтра и только часть их проникает в поры спеченного металла.

При использовании металлических фильтров в автомобильных двигателях пленка загрязнений постоянно смывается вследствие вибрации мотора и автомобиля, а также движения жидкости в фильтре. Таким образом, происходит самоочистка фильтра.
[c.

394]

В последнее время значительно возрос объем ирнмеиенпя так называемых компактных конструкционных материалов, получаемых из порон1Ков самых различных металлов н сплавов. В связи с высокой плотностью механические свойства их практически не снижаются, а отдельные эксплуатационные свойства значительно увеличиваются.

Например, спеченный алюминиевый порошок (САП) в своем составе содержит до 15% оксидов алюминия, которые в виде топкой пленки покрывают зерна алюминия и образуют в спеченном материале непрерывный каркас. Такая структура придает материалу высокую теплостойкость. Этот материал может длительное время работать при температурах до 600 °С.

САП по сравнению с обычным алюминием имеет более низкий температурный коэффициент. Применяют САП для изготовления компрессорных лопаток, поршней, колец для газовых турбин и т. д.

Перспективно прнмененгге компактных конструкционных материалов в условиях крупносерийного и массового производствах деталей сложной конфигурации небольших размеров.
[c.421]

Существует класс полупроводниковых приборов, выполненных на основе смешанных окислов переходных металлов, которые известны под общим названием термисторов. Термин термистор происходит от слов термочувствительный резистор .

Толчком к разработке термисторов послужила необходимость компенсировать изменение параметров электронных схем под влиянием колебаний температуры. Первые термисторы изготавливались на основе двуокиси урана ПОг, но затем в начале 30-х годов стали использовать шпинель MgTiOз.

Оказалось, что удельное сопротивление MgTiOз и его температурный коэффициент сопротивления (ТКС) легко варьируются путем контролируемого восстановления в водороде и путем изменений концентрации MgO по сравнению со стехиометрической. Использовалась также окись меди СиО.

Современные термисторы [60, 61] почти всегда представляют собой нестехиометрические смеси окислов и изготавливаются путем спекания микронных частиц компонентов в контролируемой атмосфере.

В зависимости от того, в какой атмосфере происходит спекание (окислительной или восстановительной), может получиться, например, полупроводник п-типа на поверхности зерна, переходящий в полупроводник р-типа в глубине зерна, со всеми вытекающими отсюда последствиями для процессов проводимости.

Помимо характера проводимости в отдельном зерне, на проводимость материала оказывают существенное влияние также процессы на границах между спеченными зернами. Высокочастотная дисперсия у термисторов, например, возникает вследствие того, что они представляют собой сложную структуру, образованную зонами плохой проводимости на границах зерен и зонами относительно высокой проводимости внутри зерен.
[c.243]

СПЕЧЁННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

материалы металлические, получают методами порошковой металлургии . Производство С. м.

развивается в связи с рядом их преимуществ, по сравнению с металлическими материалами, получаемыми плавлением, Путём плавления трудно или даже невозможно производить металлические материалы с некоторыми особенностями химического состава (композиции из металлических и неметаллических материалов; псевдосплавы из металлических и неметаллических компонентов, не смешивающихся в расплавленном виде, например железо — свинец, вольфрам — медь и др.). Только методами порошковой металлургии можно изготовить некоторые материалы с особыми физическими характеристиками и структурой (например, многие пористые металлы). С. м. можно производить не только в виде заготовок и полуфабрикатов, но и в виде готовых изделий, не требующих дальнейшей обработки резанием. В ряде случаев С.м. имеют более высокие свойства, чем аналогичные материалы, получаемые плавлением (например, некоторые быстрорежущие стали и жаропрочные сплавы, бериллий и др.). Первые С. м. — платиновые изделия и полуфабрикаты (медали, чащи, тигли, проволока и др.) — были изготовлены П. Г. Соболевским и В. В. Любарским в 1826 (техника того времени не позволяла получать температуру выше 1770 |С, необходимую для плавления платины). На рубеже 19 и 20 вв. были созданы первые тугоплавкие С. м. (например, вольфрам, tпл 3400 |С), которые в то время не могли быть получены плавлением. Промышленные методы изготовления вольфрамовых нитей накала для электрических ламп были введены в 1910 (Кулидж, США), Современная техника (дуговое плавление, электроннолучевое плавление и др.) позволяет расплавить любые тугоплавкие металлы и сплавы, тем не менее большую часть тугоплавких металлов производят методами порошковой металлургии. Первые композиции из С. м., которые можно получать только методами порошковой металлургии (меднографитовые щётки для электромашинных генераторов и электродвигателей), были изготовлены около 1900. Во время 1-й мировой войны 1914-18 была разработана др. важная композиция — магнитодиэлектрики на основе ферромагнитных металлических порошков, распределённых в диэлектрической связке. Важное значение для прогресса техники имела разработка спечённых твёрдых сплавов (20-е гг., К. Шрётер, Германия). Контакты для электротехники из псевдосплавов и композиций на основе С. м. (вольфрам — медь, серебро — графит и др.) начали выпускать в 30-х гг. Композиции из С. м. на основе меди с оловом, свинцом (иногда цинком) с добавкой неметаллических компонентов, обычно окиси кремния, для фрикционных дисков производят с 1932. Фрикционные С. м. на железной основе начали разрабатывать в 40-х гг. Широко применяют алмазно-металлические композиции на основе алмазных порошков и крошки и металлических порошков (медь и её сплавы, вольфрамокобальтовые твёрдые сплавы, сплавы на основе вольфрама, меди и никеля и др.). Первые патенты на алмазно-металлические композиции были опубликованы в 1922. В промышленном масштабе производят композиции на основе С. м. для различных отраслей новой техники. Например САП (спечённая алюминиевая пудра) — С. м. на основе алюминия и его окиси(6-20%), по жаропрочности при 300-550 |С превосходит плавленые алюминиевые сплавы. Важная группа С. м., которые практически можно получать только методами порошковой металлургии, — пористые металлы, сплавы и композиции (на основе железа, железографита, бронзы и нержавеющей стали). Обычно эти С. м. содержат около 15-30% (объёмных) пор. Изготовление пористых С. м. (для подшипников, фильтров и др.) было предложено в 1909 (Лёвендаль, англ. патент). Промышленное производство пористых С. м. для подшипников начато в середине 20-х гг. Преимущества пористых С. м. для подшипников — наличие аварийной смазки в порах ('самосмазываемость') и хорошая прирабатываемость в эксплуатационных условиях за счёт деформации объёма пор. В дальнейшем производство пористых С. м. для различных областей техники непрерывно прогрессировало (металлические фильтры для тонкой очистки жидкостей и газов от различных примесей; снарядные пояски из пористого железа, заменявшие медные во время 2-й мировой войны 1939-45; пористые С. м. для топливных элементов, для антиобледенительных устройств в самолётах, для преграждения распространения пламени во взрывоопасной атмосфере; пористые С. м. из металлических порошков или волокна для поглощения звука и вибрации; пористые элементы для химических реакций и транспорта сыпучих материалов в 'кипящем слое',т. е. во взвешенном состоянии, и др.).В 70-е гг. разработаны теплообменные металлические трубы с пористым слоем из порошков меди, никеля, нержавеющей стали. В середине 30-х гг. началось массовое производство С. м. на железной и медной основе в виде точных деталей, не требующих обработки резанием, для различных отраслей машиностроения (автомобильная и тракторная промышленность, с.-х. машиностроение, производство бытовых машин, станкостроение и др.). К таким изделиям из С. м. относятся различные шестерни, зубчатые колёса, звёздочки, детали кулачкового механизма, рычаги, защёлки дверных замков, детали переключателей: детали электрических машин — коллекторные пластины, магнитопроводы постоянного и переменного тока из магнитомягких С.м.; постоянные магниты из С.м. на основе железа — никеля — алюминия (ални) и железа — никеля — алюминия — кобальта (алнико) и др. детали массового производства. Последняя по времени возникновения (но не по важности) группа С. м. в виде заготовок, полуфабрикатов и изделий — высококачественные С. м., которые по свойствам (прочность, жаропрочность, износостойкость и др.) превосходят плавленые металлы и сплавы аналогичного состава и назначения. У ряда литых сплавов в связи с крупнозернистой структурой и ликвацией снижены механические свойства. К таким материалам относятся упомянутые магнитные сплавы типа ални и алнико. Эти С. м. получают с 40-х гг. методами порошковой металлургии не только для магнитных деталей массового производства, но и в тех случаях, когда требуется повышенная прочность. С 50-х гг. бериллий для атомной промышленности получают преимущественно методами порошковой металлургии из-за низких механических свойств и крупнозернистости литого металла. В конце 60-х гг. начали производить быстрорежущую сталь, с 70-х гг. — жаропрочные суперсплавы на основе никеля из С. м.; некоторые характеристики этих С. м. лучше, чем у литых сплавов аналогичного состава. Производство С. м. развивается более высокими темпами, чем получение плавленых металлических материалов. Так, с 1964 по 1972 годовой выпуск С. м. в США возрос в 2,5 раза (с 47 до 118 тыс. т ), в Японии — примерно в 4 раза (с 4 до 17 тыс. т ).

Читайте также:  Рейтинг конусных сверл по металлу

Как для литых, так и для деформируемых материалов, получаемых обычными методами, нежелательно присутствие таких компонентов, добавок и примесей, которые способствуют образованию значительного температурного интервала между линиями ликвидуса и солидуса или появлению жидкой фазы при температурах ниже температур плавления-затвердевания основной массы металла. Введение таких элементов в С. м., наоборот, повышает их прочность и облегчает их изготовление, способствуя снижению температуры спекания. Так, в литых сплавах на железной основе фосфор — нежелательная примесь, допустимая в количестве не более 0,1%. В С. м. на железной основе, напротив, фосфор — легирующая добавка, которую специально вводят в количестве 0,3-0,6% для повышения механических свойств деталей и снижения себестоимости изделий (вследствие образования жидкой фазы и уменьшения температуры спекания). Специфическая для С. м. на железной основе добавка — медь (1-20%), способствующая благодаря образованию жидкой фазы при спекании повышению свойств и удешевлению спекания.

Обычно компактные (беспористые) С. м. имеют такие же физические и механические свойства, как и литые (деформированные и отожжённые) металлы. В таблице приведена в зависимости от пористости достижимая величина свойств пористых С.

м. (модуль упругости Е , коэффициент Пуассона u, предел прочности при растяжении s в , электропроводность l, теплопроводность l Т ) по отношению к соответствующим свойствам компактного металла ( Ек , u k , s вк , l к , l Тк ).

  • Влияние пористости на некоторые свойства спечённых материалов
  • Пористость, %
  • ЕЕ/ k
  • n/nk
  • sв/sвк
  • l/lk
  • lT/lTk
  • 0
  • 5
  • 10
  • 20
  • 30
  • 40
  • 50
  • 1
  • 0,88
  • 0,73
  • 0,51
  • 0,34
  • 0,21
  • 0,12
  • 1
  • 0,95
  • 0,90
  • 0,80
  • 0,70
  • 0,60
  • 0,50
  • 1
  • 0,88
  • 0,73
  • 0,51
  • 0,34
  • 0,21
  • 0,12
  • 1
  • 0,93
  • 0,81
  • 0,64
  • 0,49
  • 0,36
  • 0,25
  • 1
  • 0,93
  • 0,81
  • 0,64
  • 0,49
  • 0,36
  • 0,25

По сравнению со всеми др. методами получения деталей — литьём, обработкой давлением, резанием и т. д., изготовление изделий из С. м. требует наименьших затрат рабочего времени, заводских площадей, оборудования.

Имеются следующие ограничения применения С. м.: 1) наибольший экономический эффект С. м. дают при достаточно массовом выпуске деталей. Это связано с необходимостью изготовления индивидуальных приспособлений (прессформ) для каждого вида деталей.

Отчасти это ограничение имеет временный характер; при развитии новых методов формования С. м. оно может в известной степени отпасть; 2) дороговизна исходных порошков.

Это также временно действующий фактор: с увеличением масштаба выпуска и совершенствованием методов изготовления порошков их стоимость будет уменьшаться; 3) необходимость получения достаточно чистых исходных металлических порошков, в особенности железа и его сплавов, т. к. С. м.

не могут быть эффективно очищены от примесей, находящихся в исходных материалах. Это ограничение постепенно теряет своё значение: налажено массовое производство чистых порошков распылением расплавленного железа.

Специфические меры по консервации и хранению деталей и полуфабрикатов (пропитка деталей маслом или парафином) необходимы только для пористых С. м.

Лит.: Вязников Н. Ф., Ермаков С. С., Металлокерамические материалы и изделия, 2 изд., Л., 1967; Кипарисов С. С., Либенсон Г. А., Порошковая металлургия, М., 1972; Бальшин М. Ю., Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна, М., 1972.

М. Ю. Бальшин.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector