PRÁŠKOVÁ METALURGIE
Ing. V. Kraus, CSc.
Opakování z Nauky o materiálu
1
PRÁŠKOVÁ METALURGIE Progresívní technologie
vysoké využití materiálu nízká teplota zpracování vysoká čistota možnost spojení nejen kovů, ale i nekovů Opakování z Nauky o materiálu
2
VÝROBA KOVOVÝCH PRÁŠKŮ Způsoby výroby: fyzikálně mechanické (mletí, rozprašování) chemické a elektrochemické (chemická redukce a
rozklad, karbonylový způsob, elektrolýza vodních roztoků a roztavených solí)
fyzikálně chemické
(plazma, mezikrystalová koroze)
Vliv na technologické i konečné vlastnosti výrobku. Opakování z Nauky o materiálu
3
Úprava prášků
Třídění (dle velikosti) Čištění (odstranění vlastních a cizích nečistot) Míšení a homogenizace (zajištění výsledných a technologických vlastností, reprodukovatelnost)
Úpravy
(pojiva a maziva, úprava tvaru a velikosti prášku)
Opakování z Nauky o materiálu
4
ZHUTŇOVÁNÍ PRÁŠKŮ Účel: vytvoření tvaru výrobku dodání manipulační pevnosti
Zhutňování: za použití tlaku
(lisování /jednostranné, izostatické/, válcování, protlačovájí, kování)
bez použití tlaku
(volné slinování, keramické a horké lití)
Opakování z Nauky o materiálu
5
SLINOVÁNÍ
(spékání, sintrování) Difúzní pochod při homologických teplotách 0,65 až 0,8 složky s nejvyšší teplotou tání Základní etapy: tvorba a růst mezičásticových spojení zmenšování objemů spojitých pórů event. zmenšování izolovaných pórů Opakování z Nauky o materiálu
6
VÝROBKY PRÁŠKOVÉ METALURGIE Výrobky charakteristické podílem pórovitosti Možnost úprav: zpřesnění rozměrů (kalibrace, třískové obrábění) tepelné event. chemicko-tepelné zpracování povrchové úpravy
Opakování z Nauky o materiálu
7
Druhy výrobků Kluzné materiály
samomazná ložiska - rovnoměrná pórovitost otevřená - mazivo ropné produkty ev. polymerní - kovový skelet (CuPb, Fe, Al) ložiska s plynným polštářem pórovitost - vyšší rychlosti pro vysoké teploty - pevná maziva (grafit, sulfidy, selenidy apod.) ložiska grafitová - teflonová ložiska infiltrovaná nebo slinovaná výstelky pístní kroužky
Třecí materiály Požadavky: stálý součinitel tření nízké opotřebení Složení:
kovová matrice (pevnost, tepelná vodivost)
zvýšení koeficientu tření (silikáty, oxidy)
bránící zadírání (grafit, sulfidy, nízkotavitelné kovy)
Opakování z Nauky o materiálu
8
Druhy výrobků Filtry a porézní materiály
Magnetické materiály
Kovové
sférické prášky zhutňované bez použití tlaku (rovnoměrné póry,
ostrohranné (dendritické) prášky
koercitivní síla, vysoké magnetické sycení) - pentakarbonylové Fe
pórovitost až 50 %)
(nerovnoměrné póry, pórovitost až 70%)
vyšší pórovitost ("kypřící" látky,
rozkládající se za vyšší teploty např. (NH4)2CO3)
měkké - čisté Fe (nízká
pórovitost 90 až 98 % místo částic vlákna neb tkaniny
tvrdé (permanentní) - AlNiCo
(8 %Al, 15 %Ni, 23 %Co, 4 %Cu, 1 %Ti) - neobrobitelné, špatně slévatelné Oxidické - ferity - nízká hmotnost, vysoký měrný odpor - kationty Fe2+ a Fe3+ + další kovy Co, Ni, Zn, Mg ap. magneticky měkké i magneticky tvrdé přechod záměnou dvojmocných a trojmocných iontů -
Opakování z Nauky o materiálu
9
Druhy výrobků Brusné a řezné materiály
rychlořezné oceli - zabránění likvačním jevům - možnost zvýšení podílu karbidických částic – slinuté karbidy - hexagonální karbid WC + kubický karbid TiC + kobalt ev. + další - důležitá morfologie částic a podíl kobaltu (spojující matrice) rozdělení dle účelu (obrábění) - technologie (homogenizace prášků, lisování, slinování s tekutou fází – 1400 0C) abrazivní výrobky a cermety brusiva (Al2O3, SiC, nitridy, boridy) oxidokarbidové kompozity - řezná keramika na bázi Al2O3 + dopované kovem
Opakování z Nauky o materiálu
10
Druhy výrobků Disperzně zpevněné soustavy princip podobný precipitačnímu zpevnění rozdíl: fáze nevzniká rozpadem tuhého roztoku, je stabilní a do systému vnesena (zachování do 0,5-0,8 homologické teploty) - vlastní efekt závisí na vlastnostech fáze, velikosti a rozložení i množství částic -
představitelem disperzně zpevněný hliník (SAP) - Al-Al2O3 ev. Al-Al4C3 podobně Ni slitiny (zpevňující fáze ThO2)
1 - 99 % měkký hliník; 2 - slitina AlZnMgCu 1,5; 3 - SAP s 10 % Al2O3; 4 - Al s 10 % C (Al4C3)
Opakování z Nauky o materiálu
11
