ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ методов улучшения свойств пористых порошковых материалов из "Формирование структуры и свойств пористых порошков материалов " Современный этап развития порошковой металлургии характеризуется процессом непрерывного обогащения ее новыми идеями получения ППМ, удовлетворяющих предъявляемым к ним требованиям [91. .. 97]. Однако решения этих задач методами поро1Шсовой металлургии ограничены с одной стороны, технологическими возможностями получения ППМ [91, 98, 99], а с другой, — противоположной зависимостью ряда свойств от одних и тех же параметров [91, 100, 101]. [c.145] Анализ известных способов получения ППМ показьшает, что существует ряд технологических процессов и приемов, которые способствуют устранению в определенной степени указанного противоречия. В качестве примера приведем данные работы [102], согласно которым тонкость фильтрования 12 мкм может быть обеспечена с одной стороны ППМ из порошка с размером частиц 280. .. 360 мкм и пористостью 0,36, а с другой, - из порошка 100. .. 160 мкм с пористостью 0,55. Однако у последнего ППМ проницаемость в 5 раз выше. [c.145] Как отмечают авторы [41], для повьипения проницаемости ППМ необходимо стремиться к увеличению их пористости, использовать при изготовлении порошки с формой частиц, близкой к сферической, а также с гладкой поверхностью и к уменьшению толщины изделия. [c.145] Для получения ППМ с равномерным порораспределением, способствующим повышению проницаемости, рекомендуется использовать порошки с формой частиц, близкой к сферической, и минимальной дисперсией частиц по размерам. При прессовании следует принимать меры по устранению влияния сил трения о стенки пресс-формы, а при спекании - к сведению к минимуму температурных градиентов. Однако зги условия осуществить полностью на практике -невозможно [98, 107]. [c.147] В работе [108] для достижения более равномерного распределения пор предложено проводить прессование заготовок в пресс-формах, содержащих эластичный элемент. Равномерная осевая и радиальная деформация эластичного элемента, а также значительное снижение трения о стенки пресс-формы приводят к более равномерному распределению пористости по всему объему изделия. Методы гидростатического, гидродинамического и вибрационного прессования позволяют получать изделия сложной конфигурации с более равномерной пористостью по сравнению со статическим прессованием в закрытых пресс-формах. [c.147] Получение длинномерных пористых изделий из металлических порошков с более равномерным распределением пористости по длине обеспечивает прессование подвижной иглой либо в подвижной матрице. Этот способ прессования легко поддается механизации и автоматизации, однако ограничен по номенклатуре выпускаемых изделий. [c.147] Перспективным способом, позволяющим уменьшить размеры пор при незначительном уменьшении проницаемости, является деформирование спеченной заготовки [112, 113]. Так, свободная осадка ППМ плоской формы из бронзового порошка со степенью деформирования 0,04. .. 0,06 приводит к уменьшению относительного числа пор максимального размера на 25. .. 32 % за счет их перехода в число средних, повышению равномерности локальной проницаемости на 30. .. 35 % [112], а радиальное обжатие цилиндрических заготовок со степенью деформации сжатия 0,008. .. 0,012 обеспечивает повышение равномерности порораспределения на 26. .. 29 %, локальной проницаемости на 15. .. 22 % [ИЗ]. [c.148] Одним из путей повышения проницаемости ППМ являются способы, направленные на создание бипористой структуры [114], характеризуемой двумя взаимопронизывающими друг друга системами пор, существенно отличающимися по размерам. Данный способ реализуется путем введения перед прессованием в шихту порообразователя заданного размера. [c.148] Другой путь получения ППМ, обладающих повышенной проницаемостью, заключается в применении технологических приемов, направленных на уменьшение усадки в процессе спекания. Например, практически отсутствует усадка при жидкофазном спекании вольфрамомедных материалов, что достигается совмещенной со спеканием пропиткой медью мелких пор из внешних или внутренних источников [115]. [c.148] Предварительное покрьпие исходного порошка тонким слоем более легкоплавкого металла позволяет получать изделия, обладающие повышенной проницаемостью пр сравнению с такими же, но спеченными из иеплакированных частиц. [c.148] Легирование порошка в процессе спекания путем приготовления соответствующей шихты из основного порошка и легирующего металла позволяет уменьшить температуру спекания и получить ППМ, обладающие повышенными проницаемостью и физико-механическими характеристиками [116]. [c.148] Способ изготовления ППМ, обладающих высокой проницаемостью при малых размерах пор, применим к металлическим порошкам титана и алюминия, имеющим устойчивую оксидную пленку. По этому способу изделие формуют, прикладывая через эластичную оболочку равномерное давление 98 МПа. В процессе формования оксидная пленка разрушается и заполняет собой поровые каналы, что приводит к полз ению ППМ повьппенной проницаемости, обладающих эффективным улавливанием мельчайших частиц. [c.149] Известны способы получения ППМ с повышенной проницаемостью из укрупненных (гранулированных) зерен, полученных дроблением пористой ленты, прокатанной из мелкого порошка, а также смеси порошков с порообразователем. При одинаковой межгранульной пористости проницаемость ППМ из более пористых гранул выше. Это объясняется дополнительным вкладом в проницаемость гранул с большей пористостью. Следует ожидать, что использование таких пористых структур в элементах конструкций теплообменных устройств будет весьма эффективным. [c.149] Одним из наиболее простых и эффективных путей повышения капиллярных свойств ППМ при одновременном сохранении высокой проницаемости является их нагревание на воздухе в определенном температурно-временном интервале [117]. Повышение капиллярных свойств, в данном случае высоты капиллярного подъема жидкости, связано с увеличением краевого угла смачивания за счет изменения работы адгезии. Более высокая работа адгезии для окисленной поверхности ППМ является результатом изменения ее химической природы. [c.149] Наиболее эффективными способами повьппения проницаемости при заданном размере пор являются способы, направленные на создание неоднородных структур, в которых размеры пор изменяются в направлении фильтрации. У изделий с такой структурой тонкость очистки и капиллярные свойства определяются размерами в минимальных по площади сечения поровых каналов, а коэффициент проницаемости их намного больше, чем у изделий с изотропной поровой структурой и порами, соответствующими той же тонкости очистки и капиллярным свойствам [118]. Преимущество таких материалов при использовании их в качестве фильтров очевидно. [c.149] Одним из путей повышения эффективности ППМ является получение переменного порораспределения по толщине и (или) длине изделия. По данным различных исследований [119], 70. .. 80 % загрязнений, улавливаемых фильтром с изотропной поровой структурой. [c.149] Одним из известных способов, приводящих к получению ППМ с переменным порораспределением, является мундштучное прессование. Это обусловлено тем, что подготовленная для экструдирова-ния шихта - смесь порошка и пластификатора - продавливается через мундштук, имеющий коническое выходное отверстие и цилиндрическую формующую часть. Обжатие и уплотнение шихты происходит за счет давления, необходимого для преодоления сил трения шихты о стенки мундштука. За счет разности скоростей истечения порошковой смеси через сечение мундштука возникает градиент пористости по толщине изделия. Данный способ позволяет получать изделия с пористостью 0,65. .. 0,70, обладающие высокой проницаемостью, однако имеет следующий недостаток необходимость введения в шихту большого количества пластификатора [ 10 % (по массе)] усложняет процесс спекания и способствует загрязнению спеченного изделия нежелательными примесями. Используя аналогичный эффект, авторы [124] добились повышения проницаемости на 37. .. 43 % прессованием титанового порошка без пластификатора в пресс-форме с внутренней конической полостью в направлении от меньшего основания конуса к большему. [c.150] Вариантами пластического деформирования поверхностного слоя ППМ являются полировка одной его поверхности, а также обработка поверхности потоком твердых частиц [133]. Результатом таких воздействий является пластическое деформирование частиц порошка, что приводит к уменьшению на поверхности ППМ размеров пор. Недостатком данных способов является низкая механическая прочность полученного слоя, а также возможность отрьша частиц порошка в процессе эксплуатации фильтров из таких материалов. [c.151] Вернуться к основной статье