» » Свойства металлических порошков
11.12.2014

Металлические порошки, применяемые в порошковой металлургии, представляют собой главным образом набор частиц.
Частицы представляют собой индивидуальные образования, которые находятся между собой в непосредственном контакте.
Частица может быть отдельным кристаллическим зерном или же состоять из нескольких кристаллитов; частицы могут быть плотными или пористыми.
Частицы отличаются разнообразием форм и, следовательно, разнообразием величины поверхности. Наименьшая поверхность имеется у сферических частиц, наибольшая — у частиц с дендритной формой.
Поры в порошке могут быть межчастичные и внутричастичные. Объем межчастичных пор в зависимости от величины формы частиц может колебаться в пределах 50—85%.
Внутричастичные поры по их размерам могут быть разделены на макроскопические, микроскопические, субмикроскогшпические. Наличие той или иной пористости оказывает значительное влияние на поведение порошков и их технологические свойства.
Как правило, в порошках всегда имеются примеси. Чаще всего это окислы. Особенностью порошковых тел является то обстоятельство, что вследствие значительного размера удельной поверхности порошков количество поверхностных примесей на единицу массы в порошковых телах значительно больше, чем в компактных телах.
Важнейшими свойствами порошков является удельная поверхность, гранулометрический состав, форма частиц, объемная характеристика, текучесть, прессуемость и конструкционная прочность.
Удельная поверхность может быть выражена следующим уравнением:
Свойства металлических порошков

где S1, S2, S3, ..., Sm — поверхность одной частицы определенной величины;
n1, n2, ..., nm — количество частиц данной величины;
Q — вес порошка данного объема.
Удельная поверхность может быть выражена и другой формулой:
Свойства металлических порошков

где d — ширина частицы;
h — длина частицы;
y — плотность вещества порошка;
К — коэффициент шероховатости, зависящий от метода получения порошка (обычно 6—14).
Удельная поверхность тем больше, чем выше степень дисперсности порошков.
Гранулометрический состав и форма частиц порошков могут быть весьма разнообразными в зависимости от технологии изготовления порошков, С формой частиц порошка тесно связан размер их поверхности, причем наименьшей поверхностью обладают частицы сферической формы, а наибольшей — частицы дендритной формы. При одних и тех же размерах частиц удельная поверхность порошка при дендритных частицах в 10—15 раз больше удельной поверхности порошка с частицами сферической формы.
Текучесть порошка является сложной комплексной характеристикой, зависящей от многих других свойств, в частности от удельного веса, гранулометрического состава, формы частиц, состояния их поверхности и др. Текучесть снижается при уменьшении размеров частиц за счет возрастания межчастичного трения, усложнения их формы и увеличения шероховатости. Окисленные порошки обладают обычно повышенной текучестью, так как при окислении значительно снижается коэффициент трения и сглаживается рельеф поверхности частиц. Текучесть изменяется примерно параллельно с изменением насыпного веса.
Характеристикой текучести порошка служит угол естественного откоса а, уменьшающийся с увеличением текучести порошка (фиг. 1). Текучесть количественно может быть охарактеризована скоростью вытекания навески через отверстие в течение 1 сек.
Свойства металлических порошков

Прессуемость порошков характеризует способность порошка к обжатию. Чем выше прессуемость порошка, тем активнее идет его уплотнение.
Прессуемость зависит главным образом от пластичности частиц и в значительной степени связана с их величиной и формой. Как правило, прессуемость тем выше, чем крупнее порошок и проще форма частиц.
Прессуемость может быть охарактеризована следующими уравнениями:
Свойства металлических порошков

где γнас — насыпной вес порошка;
γбр — плотность брикета;
h1 — высота насыпки;
h2 — высота брикета;
d — диаметр пресс-формы;
α — степень уплотнения.
Конструкционная прочность порошка, обусловливаемая главным образом зацепляемостью частиц, характеризует способность образовывать прочный брикет. На конструкционную прочность влияют также степень чистоты поверхности, пластичность материала и др.