Металлический порошок

Порошки металлов – виды и назначение

Порошок – это мельчайшая форма поставки металлических соединений в металлургии. Идет как сырьевой источник производства проката методами порошковой металлургии или как легирующий компонент в составе других сплавов. Позволяет получить высокоточные изделия с высокой чистотой соотношения компонентов. Ряд тугоплавких элементов (например, вольфрам или молибден) имеют слишком высокую точку плавления, поэтому спекание из порошковой фракции – это единственный способ соединить их с другими металлами.

Технология изготовления

Порошковая металлургия состоит из четырех фаз:

1. Получение порошка.
2. Смешивание частиц.
3. Уплотнение, прессование, брикетирование.
4. Спекание.

Первый этап является самым ресурсоемким из всех, а все качественные показатели производимых изделий впоследствии зависят именно от него. Металлургия использует несколько методов для получения мельчайшей металлической фракции:

• Измельчение металлических кусков в специально оснащенных мельницах. К ним относятся шаровые, вихревые или вибрационные. Состоят из больших цилиндрических контейнеров с металлическими измельчителями внутри. При запуске частицы сталкиваются с помольными материалами мельницы, и мельчайшие частицы попадают на сортировочное сито. Частицы подходящих размеров попадают на следующий этап переработки, а слишком большие – на повторное измельчение в мельницу.
• Распыление расплавленных металлов струей сжатого газа под большим давлением. Помогает очистить металл от примесей, обладает высоким КПД, однако не подходит для тугоплавких соединений.
• Восстановление сырьевых руд или металлической окалины. Отходы металлургического производства могут служить заготовками для изготовления технических порошков. Способ относится к разряду наиболее экономичных из всех.
• Электролитический способ выделяет металлический компонент путем разложения водных растворов солей при помощи электрического тока. На катоде осаждаются ионы искомого металла. Величина гранул зависит от плотности тока на выходе.
• Автоклавный способ применим только для никелевых, медных и кобальтовых порошков. Металл вытесняется из его соединения с водородом под большим давлением и осаждается на дне камеры реактора. Сырьевые заготовки предварительно обрабатывают химически (например, серной кислотой или выщелачиванием), а полученный раствор очищают от примесей и восстанавливают водородом в автоклаве.
• Порошковый алюминий возможно произвести путем приложения сильного тока к металлическому стержню. Процедура происходит в вакууме, а сам метод не применим для других металлов.

Метод определения частиц всех металлических порошков устанавливает стандартизирующий документ ГОСТ 25849-83 (или СТ СЭВ 2623-82). Он сообщает способы измерения частиц, их типовые формы и классификацию.

Свойства порошков металлов

Такой сложный процесс производства компенсируется свойствами формы. Металлургия использует рассыпчатую мелкую фракцию по ряду причин:

• Адаптивность любой форме. Из гранул можно получить деталь любых габаритов самых сложных конфигураций. Иногда это единственный способ получить искомое изделие.
• Большая поверхностная площадь частиц. Она способствует реакционной активности с другими компонентами. Их проще связывать между собой, достигая необходимых реакций.
• Гранулы легко сочетаются между собой, поэтому они идут на создание сплавов. Они легче плавятся и входят контакт друг с другом.
• Разнообразие типовых форм частиц. Обширный гранулометрический состав позволяет найти размер под любую технологическую задачу.
• Настройка свойств. Меняя соотношение компонентов порошковых соединений или некоторых технологических параметров можно создавать соединения с уникальными свойствами.

Купить порошок металлов можно в уже спеченных заготовках – штабиках. Это небольшие отрезки наподобие прутков. Они обладают максимальной чистотой и подходят для дальнейшей обработки на металлургическом оборудовании.

Где используют металлический порошок?

Из порошковых металлических заготовок получают композитные металлокерамические детали, подвергающиеся трению во время службы: подшипники, вклады, щетки электродвигателей, другие узловые компоненты. Благодаря пористой структуре металлокерамики она хорошо удерживает смазочные материалы. Смазка попадает с подшипника на трущиеся поверхности, поэтому композиты называют «самосмазывающимися».

Порошковая металлургия – это единственный способ получения жаропрочных сплавов, например, на основе молибдена и вольфрама. Из-за тугоплавкости элементов единственный способ соединить их с другими веществами – это спекание из рассыпчатых частиц.

Конструкционные материалы применяют для изготовления высоконагруженных компонентов в машиностроении: зубчатых колес, червячных пар, муфт, фланцев, шестерен, соединительных компонентов и деталей. работающих при высоком износе.

В авиационной промышленности порошки встречаются в создании облегченных деталей, не уступающих по прочности аналогичным комплектующим.

Порошки включены в компоненты лакокрасок, их применяют в 3D-печати.

Цена металла в виде порошка зависит от самого компонента, чистоты и величины состава, а также заказываемого объема.