В технике применяется ряд тугоплавких металлов: вольфрам, молибден и др. Получение их обычным методом — выплавкой из руды — практически почти невозможно, так как для этого требуются очень высокие температуры. Кроме того, эти металлы в расплавленном состоянии легко загрязняются материалами печи и печными газами.
Ещё более ста лет назад был известен метод получения платиновых изделий из порошка этого металла. Порошкообразная платина добывалась химическим путём. Этот порошок прессовался в форме, а затем нагревался до температуры ниже точки плавления платины. В результате получалась не литая, а «спечённая» металлическая деталь.
На основе этого метода развилась целая отрасль промышленности, так называемая «порошковая металлургия».
В последнее время порошковая металлургия начала широко применяться в СССР и за границей для изготовления различных деталей из тугоплавких металлов и твёрдых сплавов. Таким путём получают и так называемые псевдосплавы из металлов, которые не сплавляются друг с другом. Примером псевдосплавов могут служить соединения из меди и вольфрама. Они обладают хорошей электропроводностью, сообщаемой им медью, и высокой механической прочностью, и жаростойкостью, присущей вольфраму. Эти качества делают их ценным материалом для изготовления контактов электросварочных и других ответственных деталей электроаппаратуры. Получение этих материалов обычным путём — сплавлением — невозможно, так как вольфрам плавится лишь при нагреве до 3360°, а медь при гораздо меньшей температуре уже кипит и переходит в парообразное состояние.
Новым, металлокерамическим способом пользуются также для фабрикации металлографитовых изделий. Так как этот процесс вообще типичен для современной, порошковой металлургии. Опишем его подробнее.
Прежде всего порошки смешиваются в желаемых весовых отношениях. Затем эту смесь насыпают в стальные формы, в которых подвергают на гидравлических или других прессах очень большому давлению — от 1 до 4 тыс. килограммов на 1 квадратный сантиметр. Вынутое из формы изделие имеет малую механическую прочность и от ударов легко рассыпается на куски. Спрессованные изделия подвергают термической обработке, нагревая их до температуры ниже точки плавления, например, для железографита приблизительно до 1100°. Порошковая масса при этом спекается, образуя целое тело, пронизанное тонкими, капиллярными порами. После спекания изделие близко по своим свойствам к литой детали. Спечённые из порошков металлов заготовки можно подвергать любой механической обработке: ковать, прокатывать, резать п т. д.
 |
| Прессование металлографитовых подшипников малых размеров. |
В последнее время обе операции металлокерамического процесса стали объединять, производя одновременно и прессование, и нагрев. При горячем прессовании уже не требуется такого большого механического давления на порошок, чтобы соединить его частицы.
Материалы, изготовляемые металлокерамическим способом, могут иметь большое количество пор, иногда до половины своего объёма. Это свойство оказалось очень ценным для ряда изделий. Из пористой металлографитовой массы делают так называемые самосмазывающиеся подшипники. Эти подшипники перед употреблением погружаются в разогретое масло, которое проникает во все поры металла. С внешней стороны подшипников могут быть устроены особые камеры, в которые наливают запас масла. Пористое тело подшипника представляет собой своеобразный фитиль. Этот «фитиль» непрерывно впитывает масло из камеры, по мере того как оно расходуется на валу. Такие подшипники могут работать при небольших нагрузках долгое время без дополнительной смазки. Такими же методами изготовляются пористые фильтры для жидкостей, металлические фитили и горелки, некоторые детали для тормозных устройств.
 |
| Электрическая конвейерная печь для спекания металлографитовых пористых подшипников. |
 |
| Пористые металлографитовые втулки. |
Интересно, что металлокерамическим путём недавно начали изготовлять даже некоторые детали из порошков черных металлов, хотя, казалось бы, их гораздо легче получить в виде отливки. Объясняется это тем, что эти детали получаются сразу желаемых размеров и форм и не требуют механической обработки.
Для некоторых деталей электрических машин, искусственных магнитов и тому подобных изделий требуется возможно более чистый металл. В этом случае в металлокерамике используется химическое соединение — пентакарбонил железа. Это жидкость, которая при температуре около 150° разлагается на железо и газообразную окись углерода. Металл выпадает при этом в виде очень мелких крупинок. Этот тонкий порошок весьма чистого железа применяется в качестве исходного сырья.
Карбонильное железо почти не поддаётся ржавлению и поэтому во многих случаях может заменить цветные металлы. Сплавы из карбонильных металлов отличаются также исключительно высокими магнитными свойствами.
Порошковая металлургия является ещё совсем молодой отраслью промышленности; тем не менее продукция её составляет уже тысячи тонн в год. Прессованием и спеканием порошков получают сейчас отдельные заготовки весом до 2 тонн.
Порошки для металлокерамики добываются химическим путём или механическим измельчением сырья. В последнее время для этого применяют специальные «вихревые» мельницы. В закрытой камере быстро вращаются в противоположных направлениях два пропеллера; воздушный вихрь сталкивает кусочки металла, которые разбиваются друг о друга и образуют порошок.
В Советском Союзе работы по металлокерамике черных и цветных металлов ведутся различными исследовательскими учреждениями. Целый ряд металлокерамических изделий у нас выпускается уже в промышленном масштабе.
Комментариев нет:
Отправить комментарий