ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Практика спекания деталей из железного и стального порошка из "Производство конструкционных изделий из порошков на основе железа " При массовом производстве конструкционных изделий из порошков на основе железа чаще всего используют печи непрерывного действия с защитной атмосферой. Вследствие этого мы подробнее рассмотрим устройство печей этой группы. [c.96] Печи для спекания имеют три основные зоны (рис. 30) зону предварительного нагрева, часто называемую зоной выжигания зону нагрева до высокой температуры зону охлаждения. [c.97] Зона предварительного нагрева или выжигания должна быть сконструирована таким образом, чтобы обеспечить удаление смазки, вводимой в шихту в процессе компактирования. Эта зона должна иметь достаточную протяженность для полного удаления летучих продуктов выгорания смазки до момента вхождения брикетов в высокотемпературную зону, поскольку такие продукты сгорания как углерод и цинк (образующийся из стеарата цинка) разрушают нагревательные элементы и керамические вкладыши высокотемпературной зоны печи. Кроме того, должна быть ограничена скорость удаления смазки, чтобы исключить возможность коробления или растрескивания брикетов. [c.97] Обычно зона предварительного нагрева представляет собой оборудованный нагревательными элементами участок с контролируемой атмосферой. При таком конструктивном решении летучие компоненты смазки удаляются вместе с газом защитной атмосферы и не сгорают до момента выхода из горловины кожуха зоны предварительного нагрева. [c.97] Необходимо обеспечивать жесткий контроль температуры в высокотемпературной зоне печи спекания, поскольку величина температуры в рабочей зоне оказывает существенное влияние на стабильность размеров изделий и их механические характеристики. В печах большой мощности с длиной зоны нагрева 3 м и более обычно предусматривают несколько участков нагрева с контролем температуры на каждом участке. [c.98] Большинство печей с электронагревом вообще не имеют муфеля, а оборудованы лишь газонепроницаемой листовой оболочкой из стали, облицованной огнеупорной кладкой. При этом радиационные нагревательные элементы монтируются на внутренней поверхности огнеупорной кладки и непосредственно воздействуют на спекаемые брикеты. При выборе материала для огнеупорной кладки печи следует учитывать присутствие оксида углерода в большинстве защитных атмосфер. В области умеренных температур, лежащих в диапазоне от 400 до 650 °С, происходит разложение оксида углерода с образованием углерода и диоксида углерода. Оксид железа и некоторые другие оксиды являются катализаторами этой реакции. Этим обусловлено требование, согласно которого используемые для высокотемпературных зон печи огнеупоры не должны содержать вышеуказанных оксидов даже в тех случаях, когда рабочие температуры не достигают максимального диапазона 1500-1650 °С, предусмотренного для функционирования этих материалов. [c.98] В настоящее время наибольшее применение получили следующие материалы для электрических нагревателей печей непрерывного действия с защитными атмосферами сплав, содержащий 80 % Ni и 20 % Сг, для температур до 1150 °С сплавы системы Fe- r-Al (72 % Fe, 23 %Ст,5% Ai) для температур до 1300 °С карбид кремния для рабочих температур вплоть до 1350 °С металлический молибден для температур до 1700 °С дисилицид молибдена также для температур до 1700 °С тантал до 2500 °С вольфрам 3000 С. [c.98] Зона охлаждения печей спекания непрерывного действия с защитной атмосферой должна иметь достаточную протяженность с тем, чтобы брикеты не окислялись в момент выхода из печи. В широко распространенном варианте конструктивное исполнение зоны охлаждения включает участок изоляции длиной 0,5-1 м и следующий за ним участок с водяной рубашкой. При этом осуществляется контроль температуры воды в охлаждающем кожухе с тем, чтобы исключить возможность конденсации водяных паров в зоне охлаждения. В качестве новейших разработок следует указать на конвекционный метод охлаждения, при котором скорость охлаждения регулируется за счет варьирования скорости циркуляции защитной атмосферы в зоне охлаждения. В табл. 35 приведены технические данные печей спекания. [c.99] Для транспортировки изделий в печи используют следующие способы транспортировки механические толкатели ленты или транспортеры из металлической сетки роликовый под шагающий под. [c.99] В практике спекания изделия укладывают в поддоны или лодочки. Расстояние между деталями составляет 2-3 мм, отдельные ряды разделяются асбестовым листом. [c.99] Примечание. N — мощность, U — напряжение питающей сети, Q — производительность. [c.100] Наиболее распространенной средой для спекания коррозионно-стойких (нержавеющих) сталей является водород высокой-степени осушки. При спекании в восстановительной среде достигается большая плотность изделий по сравнению со спеканием в нейтральной среде, например в аргоне. В массовом производстве для спекания, например, изделий из коррозионностойких (нержавеющих) сталей используют камерные или проходные печи. [c.102] Спекание в вакууме по сравнению со спеканием в нейтральной среде в большинстве случаев начинается при более низких температурах и дает повышенную плотность изделий. При этом легче проходит дегазация изделий и испарение летучих примесей. Вакуум не только предохраняет изделия от взаимодействия с воздухом, но и способствует частичному восстановлению оксидов в результате их взаимодействия с присутствующим в порошках углеродом. Технические характеристики вакуумных печей спекания представлены в табл. 36. [c.102] При проведении спекания появляется не только брак, вызванный нарушением технологии, но и выявляется брак предыдущих операций изготовления порошков, смешивания и формования. [c.102] Скрытый расслой - проявление в спеченном изделии трещин, имевшихся в прессовке в результате неправильного режима прессования в виде небольших нарушений сплошности, невидимых невооруженным глазом. Брак неисправим. [c.102] Коробление и искажение формы - нарушение требуемых геометрических размеров изделия. Часто наблюдается в плоских изделиях, толщина которых незначительна по сравнению с длиной, особенно в случае изготовления изделий из мелкодисперсных порошков, дающих значительную усадку при спекании. Появлению такого вида брака способствует плохое смешивание компонентов шихты, неравномерная плотность прессовки и слишком быстрый подъем температуры при спекании. Этот вид брака при соответствующих условиях может быть исправлен последующей холодной или горячей обработкой давлением. Для его предупреждения применяют спекание прессовок под давлением. [c.102] Недопекание - нарушение требований плотности и прочности спеченного изделия при зажигании заданных температуры или времени выдержки при нагреве. Этот вид брака можно исправить повторным спеканием. [c.103] Окисление - появление на поверхности спеченного изделия цветов побежалости, окалины или коррозии. Это наиболее частый вид брака, связанный с нарушением атмосферных условий спекания (присутствие кислорода или газов, взаимодействующих с материалом спекаемых изделий, подсос воздуха и т.п.). В ряде случаев его можно исправить повторным нагревом в восстановительной атмосфере. Однако при спекании компонентов, образующих трудновосстановимые оксиды, этот вид брака практически неисправим. [c.103] Корочка - нарушение поверхностного слоя спеченного изделия, выражающееся в изменении его структуры и свойств, например из-за разложения органических связок, вводимых в шихту для улучшения прессуемости порошков. Брак неисправим. Для предотвращения его появления. при спекании применяют медленный и равномерный нагрев изделий, тщательное укрытие их засыпкой и достаточный расход защитной газовой среды. [c.103] Вспучивание - образование пузырей на поверхности спеченного изделия. Причина - интенсивное газовыделение при жидкофазном спекании, местные перегревы из-за неравномерности нагрева прессовки в печи, вызывающие расплавление компонентов при твердофазном спекании. [c.103] Вернуться к основной статье