ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Армирование волокнами (прутками) фасонных отливок с целью их упрочнеАрмирование композиционными материалами из "Специальные способы литья " Пористую оболочку можно пропитать металлом в изотермических условиях, т. е. получить оболочку из псевдосплава, а затем установить ее в литейную форму и соединить с матричным металлом благодаря механическим и диффузионным связям. По условиям формирования связей с матричным металлом такие оболочки ближе к оболочкам, получаемым пластической деформацией и гальванопластикой. Пористые оболочки изготовляют из пластифицированных металлических порошков прессованием. Процесс изготовления оболочки состоит из двух операций приготовления заготовки (сырца) оболочки и ее термической обработки, при которой происходит удаление органических материалов и твердофазное спекание порошков. [c.680] Физико-химические явления, происходящие при изготовлении ПОСМП, имеют свои особенности. [c.681] Седиментационная устойчивость горячих суспензий в соответствии с законом Стокса зависит от разности плотностей наполнителя и пластификатора. Поэтому суспензии на базе металлических порошков менее устойчивы, чем, например, на базе оксидов или солей. Следовательно, для повышения устойчивости нужно использовать более мелкие порошки с размером частиц 20 мкм и менее, а также увеличивать вязкость расплавленного парафина введением до 5% полиэтилена. [c.681] Из горячих суспензий на базе металлических порошков можно изготовлять оболочки с четкими контурами, гладкой поверхностью и тонким рельефом. [c.681] Для пустотелых оболочек используют соляные стержни, которые устанавливают в пресс-форму. Пластифицированные порошки (горячую суспензию) запрессовывают под давлением (1,5-7-2)10 Па в зазор между соляным стержнем и пресс-формой. [c.681] Оболочку можно также получать намораживанием горячей суспензии на соляной стержень. Этот метод допустим при единичном изготовлении оболочек и при отсутствии строгих требований к наружной поверхности детали по точности размеров и формы. [c.681] Удаление соляного стержня, находящегося в оболочке, осуществляют растворением его в воде, т. е. так же, как и при приготовлении керамики из окислов по ГПСМО-процессу [5]. [c.681] Готовые оболочки подвергают тепловой обработке для удаления органической составляющей и спекания частиц металлического порошка. При этом ПОСМП в отличие от оксидной керамики может окисляться, а из органической составляющей металл может поглощать углерод, что оказывает влияние на условия пропитки ПОСМП матричным металлом. [c.681] Для предохранения от окисления при температуре более 600 °С процесс тепловой обработки оболочек необходимо проводить в вакууме или коробах под легкоплавким силикатным расплавом (затвором), препятствующим окислению металла. Поглощение железом углерода может происходить в том случае, когда железо переходит в 7-модификацию, т. е. при температуре около 900 °С. Пластификатор [парафин и добавки (полиэтилен, стеарин)] при нагреве разлагаются. [c.681] Малая теплопроводность оболочки из смеси металлических порошков с пластификатором может создавать большие градиенты температур по сечению оболочки. При этом если с поверхности оболочки полностью удален пластификатор и начнется спекание металлопорошка, а внутри сохраняются остатки пластификатора, то при удалении пластификатора испарением нарушается связь между частицами металла в порошке и оболочки будут с малой поверхностной прочностью. Поэтому необходимо удалять максимальное количество пластификатора из оболочки в засыпку в жидком состоянии. [c.682] Для передвижения пластификатора в жидком состоянии из оболочки в засыпку необходимо, чтобы минимальная температура по оси А—А стенки оболочки (рис. 5) соответствовала температуре плавления пластификатора с перегревом на 10—15% (т. е. 60— 65 °С) и зона / (твердое состояние) отсутствовала. На границе оболочка — засыпка температура не должна превышать температуру начала испарения пластификатора, т. е. 120—130 °С. Поэтому зона II (жидкое состояние) должна быть в оболочке (крупные частицы) и частично захватывать засыпку (мелкие частицы), а зона III (парообразное состояние) должна быть полностью перемещена в засыпку. [c.682] После удаления пластификатора, количество которого по объему составляет приблизительно 60%, в местах контактов твердых частиц происходит твердофазное спекание. Этот процесс протекает тем интенсивнее, чем меньше расстояние между частицами (спекание при одновременном прессовании под давлением облегчается). При получении оболочек ГПСМО-процессом спекание начинается в разрыхленной системе после удаления органического пластификатора, что замедляет диффузионный процесс зарастания меж-зернового расстояния. Поэтому при пластифицировании металлических порошков необходимо использовать мелкодисперсные порошки, а пластификат тор удалять так, чтобы на поверхности металлических частиц не оставалось сажистого углерода. [c.683] При пропитке ГЮСМИ матричным металлом необходимо соблюдать следующие условия температура плавления ПОСМП и матричного металла должна существенно отличаться взаимная растворимость компонентов должна быть минимальной а взаимодействие не должно приводить к снижению эксплуатационных характеристик композиционной оболочки легкоплавкая составляющая должна смачивать поры тугоплавкого каркаса в процессе пропитки ие должно образовываться новых фаз, которые вследствие увеличения объема или повышения вязкости могли бы препятствовать перемещению расплава в порах во избежание растворения каркаса состав пропитываемого сплава должен быть равновесным по отношению к материалу матрицы при температуре пропитки атмосфера, в которой происходит пропитка, должна быть совместимой с матричным металлом и каркасом и обеспечивать максимальную степень пропитки. [c.683] Заполнение капилляров пористой оболочки в условиях нестационарного режима зависит от температуры оболочки. [c.684] ДЛЯ / /г, соответственно равного 10 б 3 и 2. [c.685] При изготовлении ПОСМП из смесей железного порошка с сормайтом можно получать твердость поверхности отливок 320—520 НВ (рис. 8 измерения выполнены на деталях, приведенных ка рис. 2) [8]. [c.685] Вернуться к основной статье