Порошковые материалы

Это материалы, изготовляемые путем прессования порошков в изделия необходимой формы и размеров и последующего их спекания. Методами порошковой металлургии получают металлические, металлокерамические и минералокерамические материалы.

Керамика – это материал, полученный путем спекания порошков исходных веществ или материалов на их основе при температурах существенно ниже температуры их плавления (размягчения, разложения или сублимации).

Промышленность выпускает различные металлические порошки: железный, медный, никелевый, хромовый, кобальтовый, вольфрамовый, молибденовый, ниобиевый, титановый и др. Основой изготовления металлокерамических твердых сплавов являются порошки карбидов тугоплавких металлов (WC, TiC, ТаС). В качестве связующего материала применяют кобальт. Процентное соотношение указанных материалов выбирают в зависимости от их назначения.

Для минералокерамики используют, как правило, ультра- дисперсные порошки карбидов (SiC, В4С), оксидов (А12O3, ZrO2, Y2O3, SrO, Се2Оз3), нитридов (AlN, Si3N4, BN, TiN2) и других веществ (Mg2SiO4, MgAl2O4), характеризующихся наиболее высокими температурами плавления, модулями упругости, химической стабильностью и высокотемпературной прочностью. Например, керамика, полученная из упрочненного диоксида циркония или плотно спеченного карбида кремния, имеет при температуре до 2000 К предел прочности при изгибе до 2200 МПа.

Различают пористые и компактные порошковые материалы. Компактными называют материалы, в которых после окончательной обработки остаточная пористость составляет не более 3–5%. Их используют главным образом для изготовления деталей, воспринимающих силовые, тепловые и иные нагрузки. Как правило, эти детали выполняют из компонентов, которые обычными методами металлургии получить невозможно.

Пористыми называют материалы, в которых после окончательной обработки сохраняется 10–40% остаточной пористости (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Микрофотографии высокопористых материалов

Эти материалы используют главным образом для изготовления антифрикционных деталей (подшипников, втулок) и фильтров. Антифрикционные порошковые сплавы имеют низкий коэффициент трения, легко прирабатываются, выдерживают значительные нагрузки и обладают хорошей износостойкостью.

В табл. 3.2–3.4 приведены основные конструкционные материалы.

Таблица 3.2

Основные конструкционные металлические материалы

Таблица 3.3

Основные конструкционные неметаллические материалы

Таблица 3.4

Основные композиционные материалы

Автор: Ярушин Станислав