Конструкционные порошковые материалы

Порошковые материалы (ПМ) изготавливают путем прессования металлических порошков в изделия необходимой формы и размеров с последующим спеканием в вакууме или в защитной атмосфере при температуре 0,75 — 0,8Т|_1Л, где Г_пл— температура плавления.

Различают пористые и компактные порошковые материалы.

Пористые порошковые материалы (ППМ) после окончательной обработки сохраняют 10—30% остаточной пористости. В основном они используются для изготовления антифрикционных деталей (подшипники, вкладыши, втулки) и фильтров. Антифрикционные детали могут работать без дополнительной смазки (за счет «выпотевания» масла или графита, находящегося в порах), легко прирабатываются, выдерживают значительные нагрузки, обладают хорошей износостойкостью. Антифрикционные детали изготавливают их железографита (1—7% графита) или из бронзографита (8—10% олова и 2—4% графита). Для улучшения прирабатываемости в ППМ добавляют 0,8—1,0% серы или 3,5—4,0% сульфидов.

Система маркировки порошковых материалов определяется их составом и областью применения. Например, стали маркируются следующим образом: первые буквы — СП — означают «сталь порошковая»; следующие две цифры — содержание углерода в сотых долях процента. Например: СП50 — сталь порошковая, содержание углерода около 0,5%. Последующие буквы и цифры обозначают легирующие элементы и их содержание в процентах. Цифры после дефиса показывают группу плотности материала. Например, СП90ДЗ-3 расшифровывается так: сталь порошковая с содержанием углерода 0,9%, меди — 3%, плотность — по третьей группе.

Пористые порошковые материалы па основе железа и меди используют для производства фрикционных изделий (тормозные диски, накладки), которые должны иметь высокий коэффициент трения, высокую прочность, большую износостойкость. Для повышения коэффициента трения в ППМ вводят карбиды кремния, бора, тугоплавкие оксиды. Твердым смазочным компонентом служит графит или свинец. Коэффициент трения ППМ на основе железа — 0,18—0,4 (сплав ФМК11), на основе меди — 0,17—0,25 (сплав МК5).

Широко применяют ППМ для изготовления фильтрующих элементов. Фильтры на основе Ni, Fe, Ti, Al, коррозионностойкой стали, пористостью 45—50% и размером пор 2—20 мкм используют для очистки жидкостей и газов.

Компактные порошковые материалы (КПМ) получают из порошков углеродистой и легированной стали, бронз, латуни, титановых и алюминиевых сплавов. В маркировке КПМ из стали добавляют букву С (сталь) и букву П (порошковая); в конце маркировки указывают плотность стали в процентах. Например: СП10−1 (сталь порошковая 10, плотность — 1%); СП45ХЗ-2 (сталь порошковая 45, 3% хрома, плотность — 2%).

Контрольные вопросы

• 1. Какая предельная концентрация серы и фосфора допускается в высококачественных сталях?
• 2. Как расшифровываются следующие марки материалов: ст. 10; сталь 18ХГТ?
• 3. Какую форму имеют включения свободного графита в сером чугуне?
• 4. Какими конструкторско-технологическими свойствами обладают титановые сплавы?
• 5. Что такое композиционный материал?
• 6. В каких отраслях промышленности используют композиционные материалы?
• 7. Какой вид и химический состав имеют следующие материалы: БрАЖП 10−4-4; МНМц40−1,5?
• 8. Где применяется сталь ШХ15?
• 9. Что представляют собой органоволокниты?
• 10. Каким пределом прочности на растяжение обладает материал СЧ21?