🔥 WWW.METALE.XMC.PL

Hartowanie Metali Umacnianie Zastosowanie Obróbka Metalurgia Cechy Właściwości

🔥 Metalurgia Proszków

Metalurgią proszków nazywamy metodę wytwarzania metali z ich proszków, bez przechodzenia przez stan ciekły. Oddzielne ziarna proszków łączą się ze sobą w jednolitą masę podczas wygrzewania silnie sprasowanych kształtek w atmosferze redukującej lub obojętnej. Metodę tą najczęściej wykorzystuje się wtedy, gdy metody topnienia i odlewania zawodzą. Z tego powodu metodami metalurgii proszków wytwarzamy:

– metale trudno topliwe jak np. wolfram, molibden, tantal, iryd;

– spieki metali i niemetali wykazujących znaczne różnice temperatury topnienia jak np. materiały na styki elektryczne z wolframu i srebra, szczotki do maszyn elektrycznych z grafitu i miedzi;

– materiały porowate na łożyska samosmarujące;

– materiały, które w stanie ciekłym są gęstopłynne i trudne do odlewania jak np. materiały na specjalne magnesy trwałe.

Metody metalurgii proszków są kosztowne, jednak dzięki ich zastosowaniu można otrzymywać materiały o ściśle określonym składzie chemicznym i wysokim stopniu czystości. Dzięki tej metodzie można produkować przedmioty bez strat materiałów na wióry, nadlewy, ścinki itp.

Produkcja spieków dzieli się na trzy etapy; 1) wytwarzanie proszków metali, 2) prasowanie, 3) spiekanie.

Wytwarzanie Proszków Metali
W zależności od przeznaczenia proszków oraz rodzaju surowców wyjściowych stosuje się różne sposoby wytwarzania. Dzielą się one zasadniczo na dwie grupy:

– mechaniczne sposoby wytwarzania, polegające na rozdrobnieniu materiałów przez mielenie, piłowanie, rozpylanie itp.

– Procesy chemiczne i fizykochemiczne, jak np. kondensacja par metalu, redukcja chemiczna tlenków, elektroliza itp.

Często stosuje się metody obu grup, np. proszki uzyskane w drodze chemicznej mogą być jeszcze rozdrobnione mechanicznie lub proszki wykonane mechanicznie mogą w dalszym procesie podlegać oczyszczaniu chemicznemu (redukcji).

1. Metody Mechaniczne

Mielenie – Polega na kruszeniu materiału w prasach lub łamaczach, a następnie mieleniu w młynach kulowych z porcelany z kulami porcelanowymi lub ze stali. W pewnych przypadkach stosuje się nawet wykładziny z węglików spiekanych; w takich młynach kule wykonane są z twardych metali spiekanych. Najlepsze wyniki mielenia otrzymuje się przy przerabianiu materiałów kruchych. Wytworzone w ten sposób proszki mają duże znaczenie przemysłowe. Mielenie może odbywać się również w młynach wirowo-udarowych. W komorze takiego młyna wirują w przeciwnych kierunkach dwa śmigła z twardych stopów. Materiały porywane przez śmigła i wirujący gaz ulegają rozdrobnieniu przy uderzaniu o siebie. W celu zabezpieczenia wytwarzanych proszków przed utlenieniem lub wybuchem wprowadza się do wnętrza komory gaz ochronny obojętny lub redukujący (gaz świetlny, azot). Mielenie w takich młynach ma nawet zastosowanie do materiałów plastycznych.

Rozpylanie – Polega na rozdrobnieniu wypływającego z dyszy ciekłego metalu za pomocą strumienia gazu lub cieczy. Wypływający z dyszy cienki strumień metalu wraz z otaczającym go strumieniem wody wpada na wirujące noże tarczy, które rozbijają go na drobne, szybko krzepnące cząstki. Poprzez regulowanie ciśnienia metalu, wody oraz prędkości obrotowej tarczy, można uzyskać proszki o różnych wymiarach ziaren. W metodach rozpylania często stosuje się dodatkowo rozdrabnianie mechaniczne. Pomimo wydajnej pracy tego typu urządzeń, otrzymany w ten sposób produkt zawiera zanieczyszczenia materiału wyjściowego, dlatego stosowany jest głównie do wyrobu produktów masowego użytku.

2. Metody Chemiczne

Redukcja Związków Chemicznych w Podwyższonej Temperaturze
Odbywa się w piecach z atmosferą redukującą w podwyższonej temperaturze. W urządzeniach tych redukowany tlenek jest umieszczony w łódeczkach metalowych, przesuwanych ruchem ciągłym przez długą komorę pieca w przeciwnym kierunku do ruchu gazu redukującego jakim najczęściej jest wodór. Ponieważ zbyt wysoka temperatura spowodowałaby rozrost ziarn i spiekanie proszków w jednolitą masę, proces ten przebiega w znacznie niższej temperaturze od topnienia tlenku metalu. Metoda ta ma zastosowanie do wytwarzania proszków wolframu, molibdenu, niklu, kobaltu i miedzi.

Redukcja Stopionych Soli
Tą metodą można otrzymać proszki berylu, tytanu, cyrkonu, niobu, tantalu i uranu poprzez stopienie pod znacznym ciśnieniem pewnych soli tych metali z metalami alkalicznymi (sód, potas) lub metalami ziem alkalicznych (magnez, wapń). Najczęściej stosowanymi solami są: chlorki, fluorki lub sole podwójne. Uzyskany w wyniku redukcji produkt ługuje się w wodzie (filtruje), a następnie oczyszcza.

Wytwarzanie Węglików
Polega na ogrzewaniu proszków metali zmieszanych z drobną sadzą w temperaturze 13002200 C°. W ten sposób wytwarza się proszki węglików molibdenu, wolframu, tytany i inne. Często wytwarza się węgliki przez nawęglanie tlenków metali, które następnie zostają mechanicznie rozdrobnione. Wytworzone ta metodą proszki stosowane są do wyrobów materiałów twardych.

[Czytaj Więcej …]