» » Подготовка и составление шихты
02.06.2015

Операции подготовки необходимы для получения шихты с определенным химическим и заданным гранулометрическим составами и другими физическими характеристиками. Эти операции заключаются в разделении на фракции, смешивании и предварительной обработке порошков.
Разделение на фракции. Для разделения на фракции применяют просеивание через обычного типа сита с латунными или шелковыми сетками. Для просеивания шихт, в которые введены склеивающие или смазывающие вещества, следует иногда производить протирку смеси через сито вручную или механически. Разделение порошков на фракции просеиванием через сита практически возможно только для порошков с частицами более 30 мк. Поэтому при величине частиц порошков менее 30 мк прибегают к воздушной сепарации.
Смешиванием двух или нескольких исходных порошков с различным химическим составом, степенью дисперсности или физическими характеристиками составляется шихта необходимого химического состава или физических свойств.
Порошки мягких металлов смешивают в различных смесителях без загрузки шаров, например, барабане с эксцентрической осью вращения. двойных конусах и т. п. При необходимости особенно тщательного и тесного смешивания порошков твердых металлов применяют смешивание в шаровых мельницах — сухое или мокрое (например, в метаноле). Такое смешивание сочетается с измельчением. В производстве твердых сплавов применяют длительный мокрый размол смесей (до суток). Применение вибрационных мельниц позволяет сократить этот срок до одних суток. В недавно опубликованной работе В.А. Ивенсена и др. обстоятельно исследован процесс размола твердосплавных смесей в шаровых и вибрационных мельницах. Авторы рекомендуют применять набор шаров диаметром 5—10 мм с загрузкой их в количестве 40—50% от объема мельницы.
Иногда нужно смешивать металлические порошки с органическими веществами, которые не могут быть получены в виде порошков (каучук, стеариновая кислота, глицерин, различные пластификаторы и т. п.). В таких случаях замешивают шихту с раствором соответствующего компонента в летучем органическом растворителе (бензин, спирт). После улетучивания растворителя частицы порошков покрываются более или менее толстой пленкой вводимого вещества.
Предварительная обработка порошков. В ряде случаев порошки подвергают специальной предварительной механической или термической обработке или их сочетанию с целью изменения физических свойств (утяжеления насыпного веса, повышения прессуемости и т. п.). Такая обработка может сочетаться с другими подготовительными операциями — разделением на фракции и смешиванием. Очень часто практикуется предварительный отжиг порошков для повышения их пластичности и прессуемости (за счет восстановления окислов и снятия наклепа). Предварительный отжиг проводится в защитной или восстановительной среде обычно при температурах ниже температуры спекания. В некоторых случаях предварительный отжиг смесей порошков разных металлов проводят для гомогенизации — получения однородных твердых растворов.
В ряде случаев для утяжеления насыпного веса предпринимают обработку порошков в шаровой мельнице с последующим отжигом в защитной среде.
Новое направление порошковой металлургии — предварительное агрегирование металлических порошков в сложные комплексы, состоящие из ряда частиц, разработано в последние годы. Изделия формируются не недосредственно из порошков, а из таких агрегированных комплексов, линейные размеры которых на один или несколько порядков больше величины исходных частиц. Это направление было предложено М.Ю. Бальшиным (авторское свидетельство № 75264). В дальнейшем ряд усовершенствований был предложен И.С. Брохиным и Д.Л. Федермеером (авторские свидетельства № 85400 и 85401).
Для получения этих комплексов порошки смешивают со склеивающими веществами или пластификаторами (раствор каучука в бензине, технический воск, бакелитовый лак и т. п.). Затем из этой смеси формируются комплексы желаемого типа — равноосные (рис. 14), волокнистые (рис. 15), листочки (рис. 16) и т. п. Из этих комплексов в дальнейшем обычными методами порошковой металлургии получают готовые изделия.
Микроструктура этих комплексов сохраняется в готовых изделиях (рис. 16). Преимуществами новой технологии являются лучшая прессуемость, более высокая термостойкость и износостойкость. Эта новая технология дает возможность получения материалов с структурными элементами любой заданной величины и формы.
Подготовка и составление шихты