PRÁŠKOVÁ METALURGIE Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu 1
PRÁŠKOVÁ METALURGIE Progresívní technologie vysoké využití materiálu nízká teplota zpracování vysoká čistota možnost spojení nejen kovů, ale i nekovů Opakování z Nauky o materiálu 2
VÝROBA KOVOVÝCH PRÁŠKŮ Způsoby výroby: fyzikálně mechanické (mletí, rozprašování) chemické a elektrochemické (chemická redukce a rozklad, karbonylový způsob, elektrolýza vodních roztoků a roztavených solí) fyzikálně chemické (plazma, mezikrystalová koroze) Vliv na technologické i konečné vlastnosti výrobku. Opakování z Nauky o materiálu 3
Úprava prášků Třídění (dle velikosti) Třídění (dle velikosti) Čištění (odstranění vlastních a cizích nečistot) Míšení a homogenizace (zajištění výsledných a technologických vlastností, reprodukovatelnost) Úpravy (pojiva a maziva, úprava tvaru a velikosti prášku) Úpravy Opakování z Nauky o materiálu 4
ZHUTŇOVÁNÍ PRÁŠKŮ Účel: vytvoření tvaru výrobku dodání manipulační pevnosti Zhutňování: za a použití tlaku (lisování /jednostranné, izostatické/, válcování, protlačovájí, kování) bez použití tlaku (volné slinování, keramické a horké lití) Opakování z Nauky o materiálu 5
SLINOVÁNÍ (spékání, sintrování) Difúzní pochod při homologických teplotách 0,65 až 0,8 složky s nejvyšší teplotou tání Základní etapy: tvorba a růst mezičásticových spojení zmenšování objemů spojitých pórů event. zmenšování izolovaných pórů Opakování z Nauky o materiálu 6
VÝROBKY PRÁŠKOVÉ METALURGIE Výrobky charakteristické podílem pórovitosti Možnost úprav: zpřesnění rozměrů (kalibrace, třískové obrábění) tepelné event. chemicko-tepelné zpracování povrchové úpravy Opakování z Nauky o materiálu 7
Druhy výrobků Kluzné materiály samomazná ložiska - rovnoměrná pórovitost otevřená - mazivo ropné produkty ev. polymerní - kovový skelet (CuPb, Fe, Al) - ložiska s plynným polštářem - pórovitost - vyšší rychlosti pro vysoké teploty - pevná maziva (grafit, sulfidy, selenidy apod.) - ložiska grafitová - teflonová ložiska infiltrovaná nebo slinovaná výstelky pístní kroužky Třecí materiály Požadavky: stálý součinitel tření nízké opotřebení Složení: kovová matrice (pevnost, tepelná vodivost) zvýšení koeficientu tření (silikáty, oxidy) bránící zadírání (grafit, sulfidy, nízkotavitelné kovy) Opakování z Nauky o materiálu 8
Druhy výrobků Filtry a porézní materiály sférické prášky zhutňované bez použití tlaku (rovnoměrné póry, pórovitost až 50 %) ostrohranné (dendritické) prášky (nerovnoměrné póry, pórovitost až 70%) vyšší pórovitost ("kypřící" látky, rozkládající se za vyšší teploty např. (NH 4 ) 2 CO 3 ) pórovitost 90 až 98 % místo částic vlákna neb tkaniny Magnetické materiály Kovové měkké - čisté Fe (nízká koercitivní síla, vysoké magnetické sycení) - pentakarbonylové Fe tvrdé (permanentní) - AlNiCo (8 %Al, 15 %Ni, 23 %Co, 4 %Cu, 1 %Ti) - neobrobitelné, špatně slévatelné Oxidické - ferity - nízká hmotnost, vysoký měrný odpor - kationty Fe2+ a Fe3+ + další kovy Co, Ni, Zn, Mg ap. - magneticky měkké i magneticky tvrdé přechod záměnou dvojmocných a trojmocných iontů - Opakování z Nauky o materiálu 9
Druhy výrobků Brusné a řezné materiály rychlořezné oceli - zabránění likvačním jevům - možnost zvýšení podílu karbidických částic slinuté karbidy - hexagonální karbid WC + kubický karbid TiC + kobalt ev. + další - důležitá morfologie částic a podíl kobaltu (spojující matrice) - rozdělení dle účelu (obrábění) - technologie (homogenizace prášků, lisování, slinování s tekutou fází 1400 0 C) abrazivní výrobky a cermety brusiva (Al 2 O 3, SiC, nitridy, boridy) oxidokarbidové kompozity - řezná keramika na bázi Al 2 O + dopované 3 kovem Opakování z Nauky o materiálu 10
Druhy výrobků Disperzně zpevněné soustavy princip podobný precipitačnímu zpevnění rozdíl: fáze nevzniká rozpadem tuhého roztoku, je stabilní a do systému vnesena (zachování do 0,5-0,8 homologické teploty) - vlastní efekt závisí na vlastnostech fáze, velikosti a rozložení i množství částic - představitelem disperzně zpevněný hliník (SAP) - Al-Al 2 O 3 ev. Al-Al 4 C 3 - podobně Ni slitiny (zpevňující fáze ThO 2 ) 1-99 % měkký hliník; 2 - slitina AlZnMgCu 1,5; 3 - SAP s 10 % Al 2 O 3; 4 - Al s 10 % C (Al 4 C 3 ) Opakování z Nauky o materiálu 11