§ 17. Производство проката из металлических порошков

Прокаткой металлических порошков и последующим спеканием в настоящее время получают материалы со специальными свойствами, получение которых традици­онными способами невозможно. Способ получения мате­риалов-методом прокатки из металлических порошков имеет сравнительно небольшую историю и практическое применение его началось в 50-х годах XX в. Материалы из металлических порошков получают различной степе­ни пористости, изделия из порошков твердосплавных смесей широко используют в качестве режущих инстру­ментов, вне конкуренции антифрикционные и магнитно- мягкие материалы, пористые детали и др.

В общем случае технологический процесс прокатки изделия из металлических порошков включает следую­щие операции: прокатку порошка или смеси порошков, спекание, уплотняющую прокатку, отжиг. Например, трехслойный прокат медь — железо — медь получают прокаткой порошков меди и железа, спекают при 850— 959 °С, подвергают уплотняющей прокатке и отжигают при температуре 800—850 °С. Спекание и отжиг проката производят в среде водорода. Пористые железные листы получают за две операции — прокатка железного порош­ка и спекание при температуре 1100—1200°С.

Методами порошковой металлургии получают порис­тые и беспористые листы и ленты, трубы, сортовые про­били и изделия сложной формы.

Для прокатки изделий из металлических порошков применяют прокатные станы такой же конструкции, что и для прокатки литого ме­талла. Отечественной прак­тикой порошковой метал­лургии доказана возмож­ность прокатки металличес­ких порошков на прокатном стане с одним приводным валком, что позволило су­щественно упростить глав­ную линию стана.

По конструктивному ис­полнению рабочие клети от­личаются положением рабо­чих валков. Валки устанав­ливают в следующих поло­жениях: плоскость, проходящая через осевые линии вал­ков, горизонтальна; плоскость занимает наклонное или вертикальное положение.

Первая схема встречается чаще других (рис. 147), что определяется спецификой прокатки сыпучих метал­лических порошков. В зону уплотнения и прокатки порошок 2 подается через бункер 3. По мере прохожде­ния через зону между валками 1 порошок претерпевает следующие изменения. На пути, отвечающем централь­ному углу а—у, происходит увеличение плотности сыпу­чей массы за счет более плотной упаковки и деформа­ции. Начиная с сечения, отвечающего центральному углу 7, происходит деформация массы порошка без заметно­го изменения плотности. Сырая лента 4 подвергается спеканию и при необходимости повторной прокатке с целью получения необходимых свойств и размеров.

Рис. 147. Схема прокатки металли­ческих порошков

В табл. 2 даны краткие характеристики технологиче­ского процесса прокатки порошков и получаемых изде­лий. Применяют и горячую прокатку металлических порошков, например алюминиевых. В процессе транспор­тировки алюминиевый порошок нагревают до температу­ры 450—470 0C и прокатывают, совмещая таким образом операции уплотнения, прокатки и спекания, Для получе­ния многослойных изделий из различных порошков в бункере 3 устанавливаются перегородки, обеспечиваю­щие раздельную подачу порошков в валки.