ВСТУП
Як з точки зору економічної, так і екологічної існує потреба у розробці процесу прямого перетворення відходів механічної обробки, таких як дрібна стружка, в порошок, який може бути використаний в порошкової металургії заліза. За оцінкою одна тільки фірма В«Форд Мотор Ко В»виробляє на різних заводах 105000 т стружки низьколегованої сталі, яка надходить у продаж на ринок як скрапу, використовуваного для завантаження в піч при деяких процесах плавлення.
Глава 1. ПОРОШКОВІ МАТЕРІАЛИ
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Основним сировиною порошкової металургії є порошки чистих металів і сплавів, а також порошки неметалічних елементів. Під терміном В«порошкова металургіяВ» відповідно до ГОСТ 17359-82 прийнято розуміти В«область науки і техніки, що охоплює область виробництва металевих порошків, а також виробів з них або їх сумішей з неметалевими порошками В». Порошкова металургія - один з найбільш прогресивних процесів перетворення металу в виріб, за допомогою якого забезпечуються властивості виробу, отриманого традиційними методами, або властивості, які не можуть бути досягнуті при використанні інших технологічних процесів.
Застосування технологічних процесів порошкової металургії при виготовленні деталей і виробів різного призначення дозволяє різко підвищити коефіцієнт використання металу (КІМ) - до 96-98% за рахунок скорочення відходів при обробці, а також можливого переділу відходів у вихідний матеріал (порошок); в багатьох випадках замінити дефіцитні і дорогі метали і сплави менш дефіцитними і дорогими, знизити енергоємність і трудомісткість виробництва, а отже, зменшити собівартість готової продукції без зниження, а в ряді випадків - навіть при підвищенні її експлуатаційних властивостей.
До хімічних методам отримання порошків належить відновлення оксидів і солей металів твердими або газоподібними відновниками, дисоціація Карбоніли і нестійких сполук, Металлотермія. Велику групу порошків - олово, срібло, мідь і залізо - отримують методами електролітичного осадження металів у вигляді порошку з водних розчинів солей, а також електролізом розплавлених середовищ (тантал, ніобій, уран та ін.)
До механічних методів отримання порошків відносяться подрібнення металу різанням, розмел в кульових, вібраційних, конусно-інерційних та інших млинах і дробарках, розпорошення струменів рідкого металу стиснутим пором, газом, водою.
Вибір методу визначається можливістю отримання порошку необхідної якості та економічною доцільністю застосування того чи іншого методу. Найбільшого поширення отримали хімічні методи і методи розпилення, які при мінімальних витратах забезпечують отримання цілої гами порошкових металів і сплавів зі властивостями широкого діапазону.
Можливість застосування порошку для виготовлення конкретних виробів визначається його властивостями, які залежать від методу отримання та природи металу порошку. Металеві порошки характеризуються технологічними, фізичними та хімічними властивостями.
До технологічними властивостями, згідно з ГОСТ 19440-94, відносяться: насипна щільність, що представляє собою масу одиниці об'єму вільно насипаного порошку; відносна щільність - відношення насипної щільності і щільності металу в безпориста стані; плинність - здатність порошку заповнювати певну форму, що виражається через число грамів порошку, що протікає за 1 з через лійку з діаметром вихідного отвору (носика воронки) 2,5 мм; прессуемость (ГОСТ 25280-90) - здатність порошку під тиском стискаючих зусиль утворювати заготівлю заданої форми і розмірів (формуемость) з мінімально припустимою щільністю (уплотняемость).
До фізичних характеристикам порошків відносяться форма і розмір часток порошків. Вони можуть різко відрізнятися за формою (від ниткоподібних до сферичних) і розмірами (від часток до сотень і навіть тисяч мікрометрів). Важлива характеристика порошків - гранулометричний склад, під яким розуміється співвідношення кількості частинок різних розмірів (фракцій), виражене у відсотках. Розміри частинок порошку зазвичай складають 0,1-100 мкм. Фракції порошків розмірами більше 100 мкм називають гранулами, менше 0,1 мкм - пудрою. Визначення гранулометричного складу може проводитися за допомогою просіювання порошку через набір сит (ГОСТ 18318-94). Цей метод можна застосовувати до порошків розмірами більше 40 мкм; для більш дисперсних порошків застосовується метод седиментації (ГОСТ 22662-77) і мікроскопічний аналіз за допомогою оптичного або електронного мікроскопа (ГОСТ 23402-78). Також до фізичних характеристик відноситься питома поверхня порошків, під якою розуміють сумарну поверхню всіх частинок порошку, взятого в одиниці об'єму або маси.
До хімічних характеристик відносяться хімічний склад порошку (як порошку чистого металу, так і порошку сплаву), визначення якого проводиться за методиками відповідних компактних (беспорістих) металів і сплавів.
<...
