» » Методы непрерывного формирования порошков
02.06.2015

Прокатка порошков в ленту была предложена еще в 1922 г. Однако технология и основные закономерности этого процесса были разработаны лишь в последние десять лет, главным образом Г. Незером и Ф. Цирмом в ФРГ и Г.И. Аксеновым с сотрудниками в России. До сих пор трудности, связанные с прокаткой порошков, еще не устранены полностью и в настоящее время в промышленности этот процесс еще не применяется в заметных масштабах. Однако нет сомнения, в том, что прокатка порошков имеет ряд преимуществ как перед другими методами формирования, так и перед обычной прокаткой литых материалов. Точно так же трудности этого процесса, мешающие его широкому применению, могут быть устранены в ближайшее время. Следует ожидать в скором времени более значительного распространения прокатки порошков.
Методы непрерывного формирования порошков

Схема прокатки порошков показана на рис. 36. В большинстве случаев при прокатке порошков валки расположены горизонтально, а не вертикально, как в обычных прокатных станках. Порошок поступает на валки через бункер. По Г.И. Аксенову, степень обжатия порошка при прокатке γл/γп (где γл — плотность ленты, γп — плотность порошка) определяется формулой
Методы непрерывного формирования порошков

Из формулы Аксенова следует:
1) плотность ленты и степень обжатия увеличиваются с увеличением радиуса валков R и угла захвата а и уменьшаются с увеличением, зазора между валками (толщины ленты) h;
2) при γл/γп = const, очевидно, также и R/h = const; отсюда следует, что для одинаковых порошков отношение R/hмакс = const, (где hмакс — максимальная толщина ленты, соответствующая минимальному значению γл/γп). так как для одинаковых порошков (γл/γп)мин = const.
Для разных порошков отношение R/hмакс в опытах различных исследователей равнялось 50—200.
Методы непрерывного формирования порошков

Рис. 37. по А.Н. Николаеву, иллюстрирует снижение плотности и давления на валки с увеличением толщины ленты.
Ленту после спекания можно подвергать повторным прокаткам с промежуточными отжигами, в результате чего повышаются ее плотность и механические свойства (рис. 38).
Метод прокатки порошков в ленту имеет следующие преимущества по сравнению с обычной прокаткой:
1) возможность прокатки (при введении пластификаторов и склеивающих веществ) хрупких непластичных материалов, например твердых сплавов;
2) возможность получения пористой ленты;
3) легкая возможность получения биметаллов (для этого, например, можно разделить перегородками бункер на два или несколько отделений, питаемых порошками разных металлов);
4) более легкая возможность получения тонкой ленты.
Основная трудность прокатки порошков состоит в том, что порошки с шероховатыми частицами, которые дают наиболее прочную ленту в сыром состоянии, имеют наименьшую текучесть, что связано с затруднениями при питании порошком. Основным мероприятием для преодоления этой трудности является принудительная подача порошка (путем вибрации, шнековым дозатором и т. п.). Можно также добавлять пластификаторы и склеивающие вещества, однако это удорожает продукцию. В работе Уорна и Перкса (1959 г.) установлено, что питание порошком в атмосфере водорода, вязкость которого вдвое меньше, чем воздуха и азота, позволило в 1,5 раза повысить толщину сырой ленты из порошков никеля при одновременном повышении плотности (с 6,25 до 6,75 г/см2) и прочности (в ~3 раза) и повысить производительность проката на 70% (с 116 до 195 кг/час), по сравнению с питанием в атмосфере азота или воздуха.
Весьма интересные работы по непрерывному формированию порошков выдавливанием проведены А.С. Фиалковым и И.С. Брохиным, Д. Л. Федермеером, С.С. Шапиро (рис. 39).
В качестве пластификатора в смеси вводили парафин в растворе (120—180 см3 растворителя на 1 кг смеси) в количестве 35—36% (объемн.). Гомогенизацию смесей производили на подогретых пластификационных вальцах. Коэффициент обжатия пластифицированных смесей при выдавливании не ниже 90%.
Методы непрерывного формирования порошков