- •Міністерство освіти і науки України
- •1. Властивості порошків
- •1.1. Хімічні властивості
- •1.2. Фізичні властивості
- •Методи визначення розміру частинок
- •1.3. Технологічні властивості
- •2. Механічні методи отримання порошків
- •2.1. Загальні положення
- •2.2. Характеристика обладнання для подрібнення
- •Він пропонує у цьому виразі замінити поточні напруги на межу міцностіматеріалу, що дозволить визначити роботу, яка виконується під час подрібнення матеріалу об’ємомза один цикл. Ця робота дорівнює:
- •Витрати роботи залежно від етапу руйнування
- •2.4. Вплив рідин та пар на процес подрібнення матеріалів
- •3. Отримання порошків розпиленням розплавів
- •3.1. Загальні положення
- •Математично залежності можна описати емпіричним рівнянням
- •Значення критеріїв Re та Lp для різних умов розпилення
- •3.2. Вплив різних факторів на процес розпилення розплавів газами
- •Гранулометричний склад порошку заліза, одержаного розпиленнямрозплавів сплавів заліза
- •Поверхневий натяг розплавів заліза з киснем, азотом, сіркою та фосфором
- •Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією можна визначити за виразом
- •Теплофізичні властивості газів
- •3.3. Розпилення рідиною
- •Значення коефіцієнта тепловіддачі для умов розпилення розплавів водою
- •3.4. Формування складу і структури порошків під час розпилення розплавів
- •3.5. Технологічні особливості отримання порошків розпиленням
- •Режими одержання порошків розпиленням
- •4. Отримання порошків металів і сплавів відновленням з оксидів та інших сполук
- •4.1. Основи термодинаміки відновлювальних процесів
- •4.2. Механізм і кінетика відновлювальних процесів.
- •4.3. Закономірності отримання порошків металів їх
- •4.4.1. Отримання металів відновленням
- •Оксиди відновлюють відповідно до принципу послідовності
- •4.4.2. Магнієтермічне відновлення солей металів
- •4.4.3. Натрієтермічне відновлення солей металів
- •4.5. Отримання порошків сплавів
- •4.5.1. Сумісне відновлення оксидів металів воднем
- •Константи рівноваги
- •4.5.2. Сумісне відновлення сумішів оксидів і металевих порошків
- •4.5.3. Метод термодифузійного насичення з точкових джерел
- •1100 С (протягом 6 год) від їх умісту у вихідній шихті:
- •4.6. Технологічні основи отримання порошків металів та сплавів
- •Відновлення
- •5.1.2. Вплив різноманітних чинників на властивості порошків металів під час їх отримання електролізом водних
- •5.1.3. Особливості отримання порошків сплавів
- •5.1.4. Технологічні основи отримання порошків металів електролізом водних розчинів їх солей
- •11 _ Діафрагма
- •5.2. Електроліз розплавлених середовищ
- •5.2.1. Технологічні основи отримання порошків металів електролізом розплавлених середовищ
- •5.3. Автоклавний метод отримання порошків
- •5.4. Отримання порошків цементацією
- •5.5. Отримання порошків міжкристалевою корозією
- •6. Газові методи отримання порошків
- •6.1. Дисоціація карбонілів
- •7. Отримання порошків безкисневих тугоплавких сполук
- •7.1. Властивості та застосування безкисневих
- •Властивості тугоплавких сполук
- •7.2. Отримання порошків карбідів
- •Фази кінцевого продукту
- •Склад карбідів, одержаних методом свс
- •Характеристики карбіду титану отриманогометодомСвс
- •Умови осадження карбідів з газової фази
- •7.3. Отримання порошків нітридів
- •Умови отримання і склад нітридів, одержаних азотизацією металів
- •Умови осадження нітридів з газової фази
- •7.4. Отримання порошків боридів
- •7.5. Отримання порошків силіцидів
- •Температурні режими отримання силіцидів осадженням з газової фази
- •7.6. Отримання порошків неметалевих тугоплавких сполук
- •Газоподібний утворюваний силіцій, взаємодіючи з вуглецем, утворює силіцію
- •7.7. Отримання порошків литих тугоплавких сполук
- •Вихідні матеріали
- •Хімічний склад плавлених карбідів титана
- •Властивості плавлених карбідів
- •8. Отримання волокон та вусів
- •8.2. Методи отримання волоконта вусів
1.3. Технологічні властивості
Насипна щільність. Під насипною щільністю розуміють масу вільно насипаного порошку в одиниці об’єму. Насипна щільність визначає початковий об’єм, який засипають у матрицю металевої чи еластичної оболонки для пресування. Сталість цього параметра особливо важлива, оскільки її враховують для конструювання прес-інструмента та іншого технологічного обладнання, а також використовують для встановлення закономірностей пресування статичними методами, прокаткою тощо.
Насипна щільність для одного й того ж матеріалу залежить від його фізичних властивостей і передусім від розміру частинок та їх форми. Зазвичай збільшення питомої поверхні порошків приводить до зменшення їх насипної щільності і навпаки. Збільшенню насипної щільності сприяє макроскопічність порошків і спрощення їх форми, що зменшує тертя між частинками і забезпечує щільне заповнення ними певного об’єму. Електролітичні порошки дендритної форми з розвинутою поверхнею мають, як правило, низьку насипну щільність. Важливе значення для формування насипної щільності має фракційний склад порошків. Чим більший фракційний склад порошку, тим вища насипна щільність, оскільки дрібніші частинки займають простір між більшими, сприяючи тим самим більш щільному їх укладанню.
Насипну щільність визначають відповідно до ГОСТ 19440-74 за допомогою приладів, що забезпечують вільне засипання порошку у вимірний циліндр в умовах, коли виключається вплив кінетичної енергії падаючих частинок на ущільнення. Для цього застосовують волюмометри – вертикальні колонки з перегородками всередині, розміщеними під кутом, для зменшення швидкості частинок під час засипання. Насипну щільність визначають як співвідношення маси вільно насипаного порошку до об’єму, який він займає:
Щільність і об’єм утруски.Під щільністю утруски розуміють щільність певного об’єму порошку після його ущільнення вібрацією. У разі ущільнення вібрацією відбувається тільки структурна деформація за відсутності пластичної деформації частинок чи їх крихкого руйнування. У процесі віброущільнення (утруски) порушуються міжчастинкові зв’язки, вплив тертя між частинками послаблюється і вони вкладаються щільніше. При цьому підвищення щільності порівняно з насипною становить 20…50%. На щільність утруски впливають ті властивості порошків, від яких залежить насипна щільність. При цьому особливого значення набуває фракційний склад. Наявність великих і дрібних частинок у порошку сприяє підвищенню щільності утруски. Щільність утруски визначають згідно з ГОСТ 25279 – 82.
Наважку порошку масою 50…100 г розміщують у спеціальному вимірному циліндрі й ущільнюють механічним вібратором до постійного об’єму. Щільність утруски визначають як частку від ділення маси наважки на об’єм, зайнятий нею після струшування.
Величину, обернену щільності утруски, називають об’ємом утруски, що відповідає об’єму, який займає одиниця маси віброущільненого порошку.
Знати щільність і об’єм утруски порошків важливо для конструювання прес-форм і особливо для розрахунку розмірів еластичних і металевих оболонок. Крім того, ці характеристики можуть опосередковано свідчити про фізичні властивості порошків і, отже, про їх поведінку під час пресування і спікання.
Текучість.Під текучістю розуміють час спливу певної наважки порошку (50 г) з вирви через калібрований отвір діаметром 2,5 мм відповідно до ГОСТ 20899 – 70. Текучість порошку, у першу чергу, залежить від його фізичних властивостей: щільності, розміру і форми частинок, стану їх поверхні (окиснення та наявності адсорбованої вологи) тощо. При цьому основним фактором, що визначає текучість порошку, є сила тертя між частинками порошку під час їх взаємного переміщення. Текучість знижується зі зменшенням розміру частинок, підвищенням шорсткості їх поверхні, тобто зі збільшенням питомої поверхні та за наявності вологи на поверхні частинок. Окиснення поверхні частинок порошків сприяє підвищенню текучості, оскільки в цьому разі зменшується коефіцієнт тертя між тертьовими поверхнями внаслідок зниження їх шорсткості й утворення пар тертя МеО - МеО чи Ме - МеО.
Текучість порошку має важливе практичне значення, оскільки визначає час і якість заповнення порошком порожнини матриці. Зазвичай для швидкої та неперервної подачі порошку до прес-форми і рівномірного заповнення її об’єму використовують порошки чи їх суміші з високим значенням текучості. Особливої значущості текучість набуває за автоматичного пресування, коли швидкість заповнення прес-форм порошком визначає продуктивність пресового обладнання.
Кут природного укосу. Під кутом природного укосу розуміють кут між горизонтальною поверхнею і конуса, утвореного з порошку під час його насипання на поверхню. Кут природного укосу може служити непрямою характеристикою текучості порошку і залежить від тих самих властивостей порошків, що й текучість. Так, зменшення кута природного укосу відповідає збільшенню текучості і навпаки.
Пресованість, ущільнюваність, формованість.Пресованість – комплексна характеристика порошків, що визначається їх ущільненням і формуванням.
Ущільнюваністьпорошків характеризує здатність порошків до ущільнення під впливом тиску, прикладеного зовні.
На ущільнюваність порошків впливає весь комплекс властивостей порошків, а також умови пресування. Відповідно до ГОСТ 25280 – 82 ущільнюваність порошків оцінюють за щільністю пресувань діаметром 11,5 мм і висотою 11 мм, що спресовані під тиском 200, 400, 500, 600, 700 і 800 МПа. Результати оформлюють у вигляді таблиці чи графіка в координатах щільність – тиск. Чим більша максимальна щільність, тим вища ущільненість порошку.
Формованість порошку характеризує його здатність зберігати форму виробу, який з нього спресований. Зазвичай вищу формованість мають порошки з пластичних матеріалів з розвиненою поверхнею, низьку - порошки з твердих, крихких матеріалів і особливо правильної форми, для зберігання форми виробів, спресованих з них, потребує уведення у вихідну шихту зв’язуючих речовин. Формованість за ГОСТ 25820 – 82 визначають за допомогою спеціальної прес-форми, що дозволяє визначити мінімальні та максимальні значення щільності, за яких спресовані вироби під час вилучення з прес-форми не розшаровуються і не розсипаються. Отримані значення щільності пресувань, за яких забезпечується формованість порошку, використовують для визначення діапазону тиску, необхідного для пресування певного порошку.